OBE理念下“五层次”智慧教学模式的建设与实践

龙岩 雷晓辉 柴蓓蓓 张峥

摘要智慧教学的发展，带来了教与学的重大变革。在OBE以学生为中心，产出为导向，不断反馈持续改进理念指导下，提出“五层次”智慧教学模式的建设方案，结合“水电站”专业课程特点，从教学目标、教学过程、教学评价、教学模式等多方面进行了总结和梳理，建立崭新的智慧教学新模式。最终将现代信息技术融合到高校教育改革和教学发展中。

关键词 OBE理念 智慧教学 水电站 五层次

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.042

Construction and Practice of "Five Levels" Intelligent Teaching Mode under OBE Concept

LONG Yan[1][3]， LEI Xiaohui[1][3]， CHAI Beibei[2]， ZHANG Zheng[1][3]

（[1]School of Water Conservancy and Hydroelectric Power， Hebei University of Engineering， Handan， Hebei 056038；

[2]Hebei Key Laboratory of Intelligent Water Conservancy， Hebei University of Engineering， Handan， Hebei 056038）

AbstractThe development of intelligent teaching has brought about great changes in teaching and learning. Under the guidanceofOBE，whichisstudentcentered，outputorientedandcontinuouslyfeedbackcontinuousimprovementconcept， the paper puts forward the construction plan of "five-level" intelligent teaching mode. Combined with the characteristics of the specialty course of hydropower station， the paper summarizes and combs from teaching objectives， teaching process， teaching evaluation and teaching mode， and establishes a new intelligent teaching mode. Finally， modern information technology is integrated into the reform of higher education and the development of teaching.

KeywordsOBE concept； intelligent teaching； hydropower station； five levels

0引言

建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置。课堂教学是教育质量提升的关键环节，只有抓住课堂教学改革，教育才能真正落实发展。[1]我国印发的《国家信息化发展战略纲要》，提出以信息化驱动现代化，建设网络强国，提高信息化应用水平，优化信息化发展环境。[2-7]智能终端普及化、学生获取信息方式的多样化、信息的爆发式增长、外界诱惑不断增大且难以监管等，对传统教学模式产生重大冲击，高校教育工作者必须扬长避短，改变固有传统教学模式，探索创新智慧教育理念引领下的新型教学模式。[8]

本文在OBE以学生为主体、产出为导向、通过反馈不断持续改进理念的指导下，结合一流本科课程建设要求（创新性、高阶性、挑战度）的，在新工科背景下强化专业课程建设内涵，围绕教学全过程（教学目标、教学过程、教学评价、教学模式等）进行了全方位总结和梳理，建立崭新的智慧教学新模式，結合“水电站”专业课程特点展开相关论述。

“水电站”课程教学的主要创新点在于改变传统的“注入式”教学方法，代之以“突出学生中心，关注产出实效”的新型教学模式，有效解决教学中如下“痛点”问题：（1）水电站由输水系统、厂房、水力发电机3大部分组成，结构复杂、设备众多，单纯依靠教材不容易讲清楚，学生也很难认识准确；（2）水电站引水系统设计、水轮机选型都存在大量的水力计算工作，传统的手工计算烦琐且容易出错，而且已经很难跟上计算机辅助设计的需要；（3）传统的水电站虚拟仿真平台，只停留在认识实现层面，缺乏水力学计算仿真的“大脑”环节，很难让学生直观的理解水电站设计和运行的关键知识点。（4）解决了教师照本宣科、学生被动接收，课堂教学以单向的知识传递为主、交流互动严重不足、难以真正教学相长的问题。

针对上述问题，本文在“OBE”理念指导下，以学生为中心，采用“转动+翻转”课堂，实现水电站“知识、技能、素养”三层次教学目标；以“虚实一体、承创转化、同异互进、情智相长”为原则，“价值、情感、认知、技能、行动”五维度融入水电情怀思政元素，进行教学过程设计；引入虚拟仿真平台、雨课堂、科普短视频等多种新媒体及信息化技术，构建综合智慧教学体系；通过案例式、讨论式、情景式、参与式等多重教学模式应用，培养学生掌握水轮机选型、输水建筑物设计、厂房布置设计等基本专业技能，满足解决综合性复杂工程问题的高阶性行业发展新需求；结合课前、课中、课后师生互动、生生互动等方式，全过程跟踪评价，持续反馈改进。构建了“一个中心、两种课堂、三个目标、四种原则、N种形式”的综合立体化教学体系。

1学习产出的教育模式（OBE）

1.1全方位的教材体系

以天津大学徐国宾主编的《水电站》教材为依据，构建了以问题导向为主线的立体化、多层次、多形式的配套辅学教材体系。

1.2“翻转课堂”教学模式

“以学生为中心”开展集体备课，筛选合适的教学方式，并精心设计教学过程；以“产出为导向”，通过课上提问、主题辩论和课下课程设计、作业答辩等形式进行知识回顾与应用；采用虚实结合、線上+线下双线教学模式，通过引导、启发、反馈三种手段，让学生完成知识掌握。

1.3分布式协调教学

教学内容安排着眼于学情分析，对象分析。根据教学习惯和知识点分布，将教学的一般内容通过录制讲解视频提供给学生课堂外自主学习。重点、难点和连接点内容通过课堂精讲、练习等手段实现，并同时对该部分内容进行线上辅导。

1.4科学有效地教学

教学方法和手段选择时注重科学利用大脑学习遗忘曲线。通过引入实例分析、演示等教学方法和手段，进行示教，让学生完成被动学习部分。此外通过课堂讨论、主题辩论、平台交流、若干课后实践培养学生利用工具对一些问题进行模拟、实验、分析、处理及性能评估，巩固知识点掌握分析问题的基本方法，实现学生主动学习部分工作。

1.5多阶段考核评价

教学评价的形式上包含过程性阶段考核和期末考核两种方式，过程性阶段考核占总成绩的50%，期末考核占总成绩的50%。

过程性阶段考核贯穿整个学习期间，考核内容包括章节知识点掌握情况，采用课堂小测试（占总成绩的10%）、学生提问（占总成绩的10%）、虚拟仿真实验汇报（占总成绩的10%）、线上答疑（占总成绩的10%）、作业完成度（占总成绩的10%）形式完成；期末考试采取笔试形式，内容涉及课程的基本概念、基本原理、基本方法，题型包括填空题、简答题、计算题、综合分析题等（图1）。

2综合智慧教学体系

2.1集成创新教学方式

“水电站”是一门综合性、实践性很强的课程。教学过程要结合实际工程，始终以问题为中心，结合授课内容特点，综合应用多种教学方式（如提案式、参与式、菜单式、案例式、专题式、情境式等），融合形成各具风格、优势互补的教学方法体系。

2.2协同化创新方法

将“水电站”与其他相关课程理论协同、课内课外协同、线上线下协同、传统教学与虚拟仿真协同、老师授课与学生汇报协同，与学生创新大赛、课题研究、课程建设等多方面的内容有机结合、融会贯通。

2.3虚拟仿真技术助力实践教学

“科研反哺，产教融合，协同育人”，强化校企合作，自主研发搭建虚拟仿真教学实验平台，构建智慧教学模式，结合理论教学，聘任企业导师，学生参与实践项目，支持学生高阶探索、自由创新，形成一种开放度较高的智慧+新型教学模式，将大工程、智慧化特色教学内容与虚拟仿真实验深度融合，实现认知、技能、素养三层次培养目标。利用在线仿真解决因为疫情开展物理实验困难的问题；利用虚拟现实技术显示传统物理实验不容易检测的参数，更直观的阐释水锤现象；依托虚拟仿真实践教学平台，完成设计参数的评估，特别是保护措施的功能评估。

3教学实践

3.1探索典型教学方式

通过参加线上教学培训，结合“水电站”课程特点，提炼出多种典型的教学方式（提案式、参与式、专题式、菜单式、体验式、案例式、讨论式、情境式）。其中，提案式、参与式、情境式、菜单式，创新性较强，符合“水电站”课程及水利工程专业对学生的培养要求。

提案式。着眼于学生发现问题、分析问题、解决问题能力的培养。结合大学生创业比赛，以小组为单位进行设计，课堂教学中全方位展示，小组讨论，生生互评互问，并打分投票，提高学生学习积极性。教师进行环节设计和课堂组织协调。

菜单式。深度备课，结合《水电站》教材，将重点难点与学科前沿问题、社会发展新需求及社会热点相结合，制作成学生感兴趣的教学菜单，例如我国大型水电站的认知、水能发展专题、水轮机专题等，供学生选择。与专题式教学方式类似，但因考虑到学生喜好，由学生选择感兴趣的菜单进行讲授，极大激发了学生的学习兴趣，体现学生中心主体地位，有助于实效产出。

参与式。将授课教师主导作用和学生中心主体地位相结合，学生以个人或团队形式参与课堂教学，比如组织辩论赛、知识竞答赛等，结合学生对特定教学内容完成情况，帮助教师全面了解学生掌握程度，持续改进，有针对性地完善组织教学。

情境式。利用虚拟仿真平台，通过改变水电站主要建筑物的类型、参数等条件，增强大学生解决中小型水电站规划、设计、施工等实际问题的能力，培养一批动手能力强、上岗适应快的实用型高等专业人才。

在整门课程教学过程中，针对特色化教学内容与三层次培养目标，丰富教学活动，情景设置，避免实践教学环节单一性，择善而从，融会贯通，以创新性智慧+混合教学模式提高“水电站”课堂教学实效。

3.2扎实推进实践教学改革

教师层面。“水电站”教学团队的教师分批次进行实地实践考察，调研水电站实际情况，去水利相关的企业了解实际生产需求，撰写调研报告；在省内外高校进行学习交流，跟踪“水电站”课程教育最新进展。

学生层面。不同教学方式应用后，都要写教学实践报告书，可以通过小组形式讨论、个人心得体会、网上平台等多种形式对教学成果进行反馈等，帮助教师形成改进方案。

3.3有效开展多媒体教学和网络平台建设

通过网络平台资源提升课程建设实效，疫情期间，利用雨课堂、腾讯会议等线上授课，教师通过QQ群、微信群等与学生即时互动，释疑解惑。同时公共平台可以加强教师之间的资源信息共享，经验交流。万物互联的时代，线上线下双线教育的号角已经吹响，面对课堂教学的改革，我们要从价值观，教育理念，到教育制度、教育行为，建立完善线上+线下双线教学思维模型，应对瞬息万变的互联网时代。

4结论

基于问题导向、突出学生中心、关注产出实效的混合式教学模式，既保证“水电站”课程教学目标的达成，又保证相关教育活动的针对性、亲和力、时代性、感染力的增强。本成果将問题导向、学习产出的理念与混合教学理念结合在一起并加以实践。

教学过程中引入实例，引导学生能从多学科角度对水电站复杂问题进行分析和推导，培养学生的批判性思维能力，有助于后续科研能力的培养。

虚实结合、线上+线下结合的教学模式，让学生在课下学知识，课上巩固知识，利用虚拟仿真解决教学内容问题，翻转混合式教学解决教学方法问题。新的教学模式和方法，充分调动了学生的积极性，提高了学生对此类专业基础课程的兴趣，让学生主动参与到教学活动中去。

恰如其分的案例教学和适当的工程问题分析，让科研工作的成果渗透到教学过程的方方面面，建立起教学与科研的桥梁，让教学创新为科研的进步打好了基础，同时科研成果反哺教学创新的发展。

依据教学内容的不同，围绕问题集成混合不同的教学方式和教学环节，探索形成了混合式教学模式；同时从问题出发，精心凝练教学问题设计体系，实现教学实践创新。

参考文献

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[3]曲丹，刘敏，徐红娟，等.浅谈线上线下混合式“金课”教学模式与课程建设的探析与思考[J].科教文汇（中旬刊），2020，497（6）：60-61.

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[6]谭浩亮，黄雪梅.“互联网+”背景下构建大学英语“线上+线下”混合式教学模式筑造“金课”的思路[J].知识窗（教师版），2020（2）：76-77.

[7]贾林娟，周平，赵晶晶.“互联网+”时代开放大学线上线下相结合的教学模式构建[J].安徽广播电视大学学报，2020（4）：29-33.

[8]齐振超，田威，王珉.智慧教育理念驱动的“新工科”专业课程教学模式探索与实践[J].工业和信息化教育，2021（1）：20-27.