基于OBE 和雨课堂的混合式教学模式研究——以《工程数学》课程为例

高 超

（武警工程大学基础部 陕西 西安 710086）

在信息技术高速发展的今天，各行各业都遇到了前所未有的机遇和挑战，高等教育也不例外。从最开始的纯板书教学到后来的板书结合多媒体教学，再到如今利用智慧教学工具进行教学，教学手段发生了颠覆性的改变。在教学手段发生变革的同时，教育理念和教学模式也随之出现了新的变化。新的课堂教学相比传统课堂教学产生了许多亮点，传统的课堂教学存在着忽视学生主体地位、教法单一、学法单一、过程单一、目标单一等不足，新的课堂教学能够很好地弥补这些不足。但是，在提升教学质量的同时也对教师提出了更高的要求，因此，高校教师应不断提升自己，迎难而上，站好三尺讲台，讲好每一堂课。

一、OBE 教育理念

成果导向教育（Outcomes based Education，缩写为OBE）在美国、英国和澳大利亚等国家的基础教育改革中最先出现，首先由美国学者Spady在《基于产出的教育模式：争议与答案》一书中对该教育理念做了详细的阐述和深入的研究 。OBE教育理念体现了以学生为中心，更加关注学生在受教育后能够做什么，以及可以获得什么样的能力，一切的教学设计和教学活动都是围绕学生实现预期的学习成果来进行。这和以往的传统教学有着很大的区别，如表1所示。

学生可以在多个专业领域，不同学校学习，实现学分互认，增加辅修计划和交换生的灵活性学生只能在一个学校，一个专业领域学习该教育理念的核心是以学生为中心，学习成果为导向，持续改进，在当今高等教育的信息化教学中必将发挥举足轻重的作用。

二、雨课堂及其在线上教学中的应用

2016年6月16日，学堂在线在清华科技园召开发布会，宣布推出智慧教学工具——雨课堂 。旨在连接师生的智能终端，赋予课前—课上—课后的每一个环节以全新的体验，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革。雨课堂是一个主要面向高等教育领域的教学工具，它在软件系统上分为手机端、桌面电脑端和远程服务器三个部分；其中，手机端和桌面电脑端直接服务于师生教学，远程服务器则用于支撑系统的运行和教学大数据的采集、存储、分析及决策 。雨课堂在线上教学中的应用包括课前发布预习资料，课上扫码签到，课件同步发送，弹幕互动交流，随机点名，限时答题，课下巩固复习。由此可以看出，雨课堂的功能强大，能够很好地服务于教学，服务于师生。正如清华大学于歆杰教授所说，雨课堂让学生、教师和管理者知道教室里真正发生了什么，它有助于实现数据驱动的教学，帮助教师在提升教学艺术的同时，实现科学教学和教学科学。

表1 OBE教学和传统教学的区别

（一）课前发布预习资料

在上课前一天，教师针对教学内容制作相应的课件，在其中搭配小视频和问题，然后将课件通过雨课堂推送到学员的手机微信端，学员点开即可带着问题观看视频。这种课前预习充分利用学员的碎片化时间，达到自主学习的目的。如果在预习过程中遇到了疑问，可以通过雨课堂反馈问题，教师收到后会在课上给予解答；同时，教师也可以通过手机查看和检查学员的课前预习情况，为第二天的线上教学提供帮助。

（二）课上互动交流

1.扫码签到

利用雨课堂考勤的方式较之传统的点名更为方便、快捷、高效，当教师开启雨课堂授课后，系统会自动生成一个进入课堂的二维码，学员只需用微信扫码就可以进入课堂学习。

2.课件同步发送

学生在听课过程中可以实时接收教师发送的课件并查看和保存，不必像传统课堂那样手忙脚乱地抄写幻灯片内容，影响听课质量；同时，每页幻灯片的下方有两个按钮，分别是“不懂”和“收藏”，学生可根据自身的实际情况处理。教师则可以在课件的缩略图中查看到每张幻灯片点击不懂的数量，了解学员掌握知识的程度，有针对性地讲解重点问题，适时调整教学进度，做到有的放矢。

3.弹幕互动交流

弹幕是如今00后最热衷的网络聊天工具之一，雨课堂将其搬到课堂教学中，深受学生的喜爱。学生发送的所有弹幕信息都会出现在屏幕顶端，拉近了师生之间的距离，也提高了学生的学习积极性。每当对知识点不理解或者产生疑问时，学生都会通过弹幕发送，教师也会第一时间给予解答，因此，弹幕所发挥的作用远比预想的要大得多，应利用好这一工具。

4.随机点名

在雨课堂，教师可以随机选择学生回答问题，既吸引了学生听课的注意力，又在一定程度上增进了师生之间的情感。

5.限时答题

教师在制作课件时，可根据实际情况插入习题，让学生在课堂上作答和提交，题型一般分为客观题和主观题，针对《工程数学》课程自身的特点，习题主要是以选择题为主，主观题为辅。教师把题目通过雨课堂发送到学生的手机上，并设置答题时限，一般选择题的答题时限为1—2分钟，主观题的答题时限为5-6分钟，其中主观题需要学生在作答区域以文字或者图片的形式来提交答案。当设置的答题时限结束之后，教师可在手机上查看答题情况，对普遍存在的问题进行讲解；同时，也可以利用雨课堂的投屏功能，将答得好的学生的图片发送到所有人的手机上，刺激学生的好胜心，也在无形中形成了良性竞争。

（三）课下巩固复习

每次课结束之后，教师可以利用雨课堂推送本次课的重点内容，便于学生复习和巩固所学知识。同时发布相应的作业，设置提交作业的时限，系统也会对学生进行任务提醒，督促其按时完成。除了布置作业之外，《工程数学》课程还要求所有学生在一定时限内提交每次课的笔记，通过主观题的答题形式提交，教师要对笔记进行评分。通过作业和笔记的提交和批阅，使学生进一步巩固所学知识。

三、基于OBE 和雨课堂的《工程数学》课程教学模式探索与研究

（一）《工程数学》课程地位、作用及现状

《工程数学》是武警院校生长警官本科教育阶段军事、理工门类各专业学员必修的公共基础课程，主要研究有限维空间的线性理论和随机现象统计规律的基本思想和方法，培养学员数学抽象思维和逻辑思维能力，提高学员在军事领域的数据处理技术、统计推断及军事建模能力。课程包括线性代数、概率论与数理统计三部分内容，共计92学时。根据工程大学新人才培养方案，课程的授课对象为本科二年级学员，学员经过一年《高等数学》课程的系统学习，具备较为扎实的数学理论基础及计算能力，并且对数学在军事中的应用有较强兴趣。但同时也存在不足：部分学员对知识在岗位任职中的应用不明确，数学与指挥结合的意识不强，利用工程数学知识进行武警部队作战定量分析的认知不足。根据以上问题，我们基于OBE成果导向教育理念，以学员为中心，进行“线上+线下”混合式教学设计，在教学中，持续优化教学内容及教学策略。

（二）混合式教学模式的实现

近两年来，人们对《工程数学》新一轮教学改革的研究从未停止脚步，在总结经验的基础上也得到了一些很好的结论 。本文以《工程数学》概率论部分第四章第一节数学期望为例，从定义学习成果、实现学习成果、评价学习成果、应用学习成果四个要素进行教学设计。

1.定义学习成果

教学目标要求从三个层面来培养学员：在知识层面上，要求学员能够总结、描述数学期望的科学内涵和现实意义，能够利用随机变量数学期望的计算公式、性质进行实际问题的计算；在能力层面上，使学员能够利用数学期望的方法解决武警部队军事训练、作战中的定量分析与计算；在情感层面上，学员具备科学的分析方法，能够利用数学期望的思想传播公平、公正的社会主义核心价值观。

2.实现学习成果

本次课的教学内容共包括问题引入、理论构建、应用推广、小结思考四个部分，借助雨课堂平台，采用板书与多媒体相结合展开教学。教学实施分为课前、课中和课后三个阶段。在课前，线上通过雨课堂推送微视频、两个实例，推送帕斯卡、费马生平事迹，下发预习检测题。线下要求学员个人观看视频，完成检测任务，分组讨论，归纳总结随机变量数学期望的定义及其意义；课中包括教员活动和学员活动，其中教员讲评课前任务，归纳实例中数学期望的意义。讲授教学内容，包括数学期望的概念，总结其计算方法，讨论与梳理数学期望的性质，讲评数学期望的军事应用（抓捕逃犯路线选择问题），小结本节课。组织学员分组讨论，归纳数学期望的计算方法，讨论数学期望的军事应用（抓捕逃犯路线选择问题）并汇报成果；课后，学员利用数学期望独立完成对行军南北路线选取问题进行分析决策，小组协作对“作战中火力分配问题”进行军事数学建模。

3.评价学习成果

雨课堂具备全景的数据驱动功能，能够为教员提供全周期的教学数据分析。在实施雨课堂的教学过程中，学员的学习行为被后台自动采集，学员的学习轨迹也被直观地量化。教员通过平台可以获得全面的课堂数据分析表，包括课堂情况、签到情况、课堂测试得分、试卷成绩等。课中由教员制定统一互评成绩表，对于课堂讨论环节实施学员互评。课后学员根据自身课堂学习情况完成学习反思。

4.应用学习成果

教员根据本节课的授课情况，调整教学内容，完善教学环节，从而优化教学设计。学员在逻辑推理和军事应用方面的能力得到进一步提升。

（三）教学效果综合评价

成果导向教育理念强调持续改进，为衡量教学效果，全面反映学员的学习成果，需要采取更为客观、可量化的综合评价方法。结合《工程数学》课程自身特点，综合评价可由以下三个部分组成：一是平时成绩。包括课前预习，签到情况，课堂答题情况，课堂表现，课后作业，单元测试，期中测试等成绩，将雨课堂平台的反馈数据进行量化处理，找出存在的问题和不足并不断改进；二是小组协作完成军事数学建模成绩。每次课后布置的军事数学建模问题以论文的形式提交，小组内的成员协作完成，要求分工明确，各司其职，同时培养了团队意识；三是期末考试成绩。采取传统的闭卷考核的方式进行，主要考查学员对《工程数学》知识点理解和掌握的情况。

四、结语

OBE教育理念的出现是对原有教学模式的颠覆，雨课堂的出现是对传统课堂的颠覆。将两者有机结合起来，引入《工程数学》课程，积极尝试探索新的教学模式，打破原有教学模式和传统课堂的束缚，使教学质量和人才培养质量得到同步提升。