OBE导向的工科专业基础课混合式教学模式研究

张秀珩，巴鹏

（沈阳理工大学 机械学院，沈阳 110159）

0 引言

随着物联网、人工智能技术的快速发展，我国工业的产业升级需求加剧，对高校本科人才的综合素质及实践创新能力提出了更高要求，为此我国各高校工科专业课程都进行了教学改革，以适应“新工科”背景下的人才需求。其中以OBE理念为导向的工科课程改革在多所院校得到了尝试和探索，并取得了可观的教学成果。

成果导向教育（Outcome Based Education，简称OBE）,是一种适合工程教育的先进教育理念，以预定学生应取得的学习成果制定课程的教学目标，从而实施教学设计的教学理念。基于OBE导向的教学需要解决4个问题：1）预定成果；2）教学目标；3）有效措施；4）成果评价。国内外对OBE的大量研究表明，用成果导向教育理论引导教学改革，在新工科背景下的工程教育中具有重要的现实意义。同时“互联网+”应用于教育事业的兴起，一批资源丰富、功能完善的线上平台在日常的教学中得到运用，形成了新型多样的教学模式，这些教学手段的运用为成果导向教育理论在工科课程中的实施提供了有效的工具和崭新的模式。因此如何运用多种教育资源，结合线上线下混合式教学，更好地服务于OBE导向的工科专业基础课教学改革具有重要的研究价值。

1 研究目标与思路

基于对OBE理论基础的了解及对线上平台资源的运用，现对《互换性》课程的教学过程中的问题进行分析，并进行OBE导向的课程教学改革的探索。

1.1 课程特点与问题

《互换性与测量技术》课程（以下简称《互换性》课程）是一门机械及近机类专业必修的一门专业基础课，是机械设计、机械制造工艺、材料加工、质量管理与质量控制等诸多课程的选修课程和基础，与诸多领域如汽车、交通运输、航天航空、舰船、材料科学等的技术发展密切相关，与现代化设计CAD/CAM/CAPP相辅相成，是一门综合性应用技术基础课程。

传统的互换性课程都采用理论与实验相结合的教学模式，理论课多采用课堂讲述与讨论的模式，实验主要以学会使用测量仪器测量一些简单的误差项目为目标，成果通常表现为大作业或期末考试。这样的教学模式通常在后续课程中得到一些反面的反馈结果，如：学生掌握的知识零散，不成体系；没有独立完成精度设计的能力；部分学生对课程目标不明确，理论与实践脱节等问题。同时该课程的特点是术语定义多、符号代号多、标准规定多，以及概念抽象、缺少应用实例等，教师在教学过程中讲述多、实例少，也是课题改革面临的实际问题。

1.2 研究目标

针对现有教学模式下《互换性》课程教学过程中存在的一些问题，以OBE理论为指导，改进目前课程建构，采用混合式教学模式，对现有教学方法下的学生学习成果进行量化分析，提出一种切实可行的课程教学体系及成果评价指标，结合混合式教学手段，详细设计课程体系的建构细节，包括教学计划、大纲、对应教材及体现成果的案例。将上述改革内容付诸实施，使大部分学生学以致用，能够熟练地运用本课程知识独立完成机械精度设计。

1.3 研究思路

结合混合式教学方法，将教学工作中的主体由教师“以教为主”替代为学生“以学为主”，学生应达到的学习成果表达为具体的教学目标，教师的工作角色转为做一个合格的引导者，根据教学目标对每个教学环节进行精心构建，以帮助学生达成目标，从而将学生内在的学习动力和积极性激发出来。课程模型如图1所示。

图1 OBE导向的《互换性课程》构建模型

2 OBE导向的混合式教学改革

2.1 学习成果预判

《互换性》课程与机械制图、工艺、机械原理、零件、机械设计课程密切相关，其目的在于使学生通过理解、掌握三大精度理论，能够熟练运用国家标准进行独立的常规精度设计。

基于OBE理论，根据我校机械类（机械设计及其自动化专业、机械电子专业、机器人技术等）人才培养计划的定位，预判《互换性》课程的学生学习成果如图2所示。

图2 预期的学习成果表达

2.2 课程内容组织

依据教学目标，将教学内容分为2个阶段：1）理论学习。这部分内容分为2个层次，确定每个章节的基础知识和拓展知识，基础知识以教材及大纲的规定内容为主，拓展知识以拓展学生的综合素养和学术视野为目的，选取国内优秀文献及最新技术发展内容供学生自学。2）实践应用。这一阶段应用前面的理论内容进行实践活动，测量实验、零件精度标注、精度设计等内容。教师提供与课程相关的选题供学生选择，也可以由学生提出课题经教研室审查。按预期的学习成果，该阶段学生需完成数个选题，在每个选题下细化教学目标、教学内容、实现途径和项目实验等。

在教材内容的选取上除基本征订教材外，应向学生推荐更多国内外优秀文献供学生参考，以此拓展学生的学术视野；在实践教学中，多引入一些先进测量仪器供学生使用，如三坐标测量机，供学生学习基础知识的前提下尽早接触课程相关的前沿技术；此外，还可以引入一些实际案例和工程项目。

2.3 教学方式改进

运用先进的线上教学平台，如中国MOOC、雨课堂等可以组织形式多样的教学活动，如学术报告课、项目指导课、讨论课、设计课。不同的教学内容采用不同的教学形式，如理论课可以采用讲述与学术报告结合，可以先讲述再讨论的形式；也可以采用翻转课堂，引导学生对一些简单知识进行线上学习的方式；对应用类课程，可以组织学生进行讨论、辅导课、设计课，每个选题由3～5名学生形成一个小组，各小组在小组内部进行分工，查阅资料，参与设计及讨论，最后形成课程或项目书。通过这些措施，可以提高学生的兴趣，培养学生的实践操作能力和应用能力，真正做到了融会贯通、学以致用。教学活动的设计在经过第一轮实践时，需实时跟踪其阶段成果，及时发现内容或计划的不合理或有待改善之处，因此在进行教学选题或内容设置时应具有备选或调整方案，以应对出现的状况。

2.4 评价机制完善

OBE理念评价体系注重学习成果的体现，需要用多元的评价方式来检验学生的学习效果。多元评价即用多种方法来评价学生的学习过程和结果，因此评价机制应采用过程性考核与结果性考核相结合的方式，如阶段性学习中，应用与实践类教学内容应采用过程性考核，通过学习态度、作业、报告、思维导图、选题完成情况来综合评价，对理论知识情况的掌握可以采用结果性考核，如小测验、期末考试等方式。最终评定成绩由小组成绩和个人成绩两部分组成，个人成绩表现为结果性考核，小组成绩则以过程性考核为主。同时在过程考核中对学生学习的主动性、思辨能力、实践创新能力应给予鼓励性加分，以促进学生发现自我价值、发挥潜能，进一步激发学生学习的积极性和主动性，学习成果评价规则如图3所示。

图3 学习成果评价规则

3 项目实施成果

该项目方案确定后，课题组针对互换性课程的教学方法、教学内容及考核方式都进行了调整，建立了中国MOOC平台上的SPOC课程、平台试题库，确定了基于MOOC或雨课程平台的课堂管理模式，如图4所示，并在实验室配套了三坐标测量机、往复压缩机模型机、实验机及关键零件的展示窗，通过产学研联合，与企业合作创建了用于学生实验、实训的基地，在我校机械学院2018级的机械设计制造及自动化、机械电子工程及汽车学院的车辆工程专业的互换性课题中得以实施，经过1 a的实践，该课程的结业成绩显著提高。通过课程改革，一些学生以思维导图的方式建构了课程知识体系，对课程知识进行了内化，对精度设计应用的掌握得心应手。

图4 线上课程管理

4 结论

借助于多种线上教学平台资源，以OBE理念为导向，对互换性课程的教学模式进行的一系列改革，经过2个学期的实践，初步取得一定的成果和经验：

1）OBE导向促进了教学目标的具体化、成果化，促进了教学方法的改革和创新；

2）混合式教学方式的应用为OBE导向的教学改革的实现提供了多种教学资源和教学工具，为OBE工程教育改革的顺利实施奠定了技术基础；

3）OBE导向的教学改革需要以学生的学习成果评价教学方法，从而促进教学改革的进一步优化。