基于OBE理念的《水质工程学（上）》混合式教学模式探索

李松亚，王林裴，王乐，高宏斌，谷得明，何亚丽，吴俊峰，李蕾

（河南城建学院 市政与环境工程学院，河南 平顶山）

一 引言

近年来，随着我国信息化程度不断深入，大学生慕课、超星学习通、雨课堂等学习平台与资源建设越来越丰富，使得高等教育在发生着深刻的变化，由传统课堂教学转战线上教学成为趋势。2020年春季，新冠疫情的发生扰乱了全国大部分高校的正常教学秩序，教育部号召各高校“停课不停学”，线上教学大范围开展起来，加快了线上课程建设的进程。但是，完全的线上教学模式脱离了老师的监督和指导，需要学生能够主动、自觉学习，否则学习效果会大大降低。因此，整合传统课堂学习和线上教学，将两者结合起来以充分发挥两者优势为特点的线上线下混合教学正在成为我国高校教学改革的趋势[1]。

2019年，教育部正式发布《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号），提出实施一流本科课程（金课）建设“双万计划”，在2019-2021年要认定6000门左右线上线下混合式国家级一流课程。线上线下混合式课程是将现代教育技术手段与传统课堂教学有机结合，使学生线上与线下学习相结合，促进学生自主学习，从而达到提高教学效果的目的，其突出学生为中心[2]。而成果导向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念也突出要求“以学生为中心，成果为导向”。如何在线上线下混合式教学模式下贯彻OBE理念是值得我们探索和实践的。

二 当前《水质工程学（上）》教学存在的问题

《水质工程学（上）》是给排水科学与工程专业的主干课程之一，承担给排水科学与工程专业知识体系中“城市饮用水处理理论、原理、工艺、技术”的教学任务[3]。目前，该课程主要存在以下问题：

（1）教学模式单一，学生学习积极性不高

目前，该课程主要采用传统的教学模式，以教师课堂讲授为主，普遍存在“老师教的热，学生学的冷”现象，生师之间缺乏有效沟通与反馈，教学效率难以提升。同时，《水质工程学（上）》课程不仅涉及大量的给水处理理论和原理，还包括相应的处理技术和工艺设计，兼具理论性和技术性，内容多，难度大，仅通过传统课堂讲解，教学效果很难保证。而且在整个教学过程中学生参与积极性低，不利于学生主动学习能力的培养，使他们快速应对复杂给排水科学与工程问题能力欠缺[4]。同时，这种老师“灌输式”授课和学生“被动型”学习的模式不能够提高学生在教学过程中的参与度和课下自主学习的积极性，学生的创新性思维和创造能力得不到锻炼。

（2）知识内容多，教学学时少

在“宽口径、厚基础”的背景下，《水质工程学（上）》学分学时不断压缩。以我校为例，本课程原来有64理论学时，在19版人才培养方案中压缩到48学时，在21版修订的人才培养方案中，理论教学学时压缩为40学时。《水质工程学（上）》课程兼具理科和工科的特点，理论性、设计性和实践性都很强，并且课程内容理论抽象，知识点内容繁多，工艺设计复杂。从而，使本课程面临知识内容多，而教学学时少的情况，也就不能很好地完成教学大纲规定的各项教学内容。对学生而言，也就不能很好地理解和掌握知识内容，更谈何运用到设计和实际工程上。

（3）OBE理念没有充分体现

OBE理念强调“以学生为中心”“以成果为导向”“持续改进”的理念。该理念要求按照期望达到的毕业要求（知识、能力和素质要求）来组织教学内容，体现以学生为中心，激发学生主动学习，突出学生深度参与，注重知识与能力输出，以及学习过程中批判性思维养成，同时注重以学生学习成果的评价改进教学，使教学和学习过程持续改进[5]。而目前《水质工程学（上）》主要采用传统的教学方法，注重内容灌输，课堂互动常止于低层次的思维，学生参与度不高，且考试或者分数仍然作为主要的评价方式。

三 基于OBE理念的线上线下混合式教学模式探索

（一） 基于OBE理念修订教学大纲

教学大纲是教师进行教学的主要依据，将OBE理念融入教学当中，首先就要基于OBE理念修订教学大纲。经专业（系）老师充分讨论和论证，立足本专业的人才培养目标，以OBE理念为导向，以三全育人为目标，对课程教学大纲进行修订，以进一步明确课程目标、课程教学内容、课程评价和考核方式以及达成度的评价方式等，并明确课程目标对毕业要求的支持关系。另外，基于OBE理念修订教学大纲过程中，需要同时兼顾知识和应用能力，合理安排理论教学、实践教学、课外自学等内容，做好课程教学顶层设计。

（二） 优化教学内容

目前大部分高校选用的教材为高等学校给排水科学与工程专业指导委员会规划推荐教材——中国建筑工业出版社《水质工程学（上册）》，主要讲述物理、物理化学等水处理工艺和典型给水处理工艺系统，包括水处理基本原理、技术原理、工程工艺以及新技术、新理论等学科前沿内容。该教材理论性较强，且内容偏多，但课时有限，因此精简现有教材内容，重构新的知识体系势在必行。结合给排水科学与工程专业特点和专业课程设置情况，组织课程组老师研讨，同时借鉴相关兄弟院校的经验，对教学内容进行优化，精简现有教材内容，重构新的知识体系势。将教学内容侧重点放在给水处理厂工艺单元，围绕给水处理厂工艺单元这一主线，对各知识点进行系统提炼，同时充分利用超星学习通平台、大学慕课平台及其他信息化手段，将部分原理性基础知识安排为线上自学，克服学时不足的问题。例如对于第三章沉淀，将杂质颗粒在净水中的沉降、理想沉淀池、浅池理论等偏理论性内容录制视频上传在超星学习通平台或者选择慕课上的优秀资源供学生自学，线下课程重点讲述平流沉淀池和斜管沉淀池的构造结构及相关设计计算。另外，结合当前的研究热点对课程现有知识体系进行补充优化。

（三） 创新课堂教学模式

OBE理念的主要目标充分调动学生学习的自主性、和积极性，使课堂教学模式面临着新的挑战。因此要利用信息技术、在线教学平台等资源，不断创新课堂教学模式，将教学模式由老师灌输式被动“教”向学生主动“学”转变。

（1）构建线上教学资源

丰富的线上教学资源，是开展线上线下混合式教学的前提和基础，也是课程线上教学的核心部分。可以根据学校和学生的实际情况，将理论教学录像、课程PPT、微课、课程习题、慕课等资源构建成本课程的线上课程学习资源库。如可以根据优化后的教学内容，将部分理论知识的讲解录制成视频上传到线上教学平台（如超星学习通），同时通过整合教材和参考书对课程知识点分解，制作一套适用性强、具有本校特色的课程PPT也一并上传，供学生线上学习和预习。微课也是一种重要的线上教学资源，它具有短小精悍而不缺失主要内容的特点，对于某些重点内容，可以采用该种形式，围绕特定的知识点进行重点阐述和讲解，供学时课后复习。同时可以在中国大学慕课等平台遴选部分优秀课程资源供学生课前预习和课后复习等使用。另外，为了帮助学生检测自学效果和进行线下学习内容的回顾，需要设置一些课程习题，以引导学生自己发现问题和解决问题，同时便于教师根据线上自学存在的问题，在线下课程中有针对性地对部分内容进行重点讲述。

（2）引入翻转课堂

翻转课堂不仅是对传统课堂教学模式的一种翻转，也是对课堂教学时空的翻转，教学理念、教学方法和教学内容的翻转，它更是一种全新的“混合式学习方式”，其与传统教学的对比如表1所示。根据课程内容设置，充分利用构建的线上教学资源，通过课前发布线上学习任务并进行测试，通过测试结果和发放问卷统计学习效果，确定课堂教学的重难点[6]。此外，还可以采用任务驱动教学、PBL教学、案例分析教学、小组汇报讨论、情景教学等进一步确定自学效果，综合运用上述方法，对学生掌握薄弱知识点进行讲解以巩固线上教学，进而实现翻转课堂。所以，翻转课堂采用形式多样的方式和教学方法能满足学生的个性化学习需求，同时可以提高学生自主学习和课堂参与的积极性，而且可以大大提高学生信息检索和资料查阅、自主学习、团队协作、独立思考、全面思考以及表达能力等方面的能力[7]。

表1 传统课堂与翻转课堂的对比

（3）开展“伙伴式”学习小组实践

在进行线上线下混合式教学过程中，可以建立课程学习小组，每组3~5人，开展“伙伴式”学习小组实践。以线上教学资源为基础，结合设计手册《室外给水设计标准》（GB50013-2018）等工具书，小组成员通过分工协作共同完成课程任务。要求小组成员必须明确任务分工，有同学负责内容讲解，有同学负责补充讲解，有同学负责回答提问等。课前学生通过线上自主学习，以及根据预习任务进行准备；课中通过分组讨论，展示部分学习成果，思考反思，教师点评与建议等交流、探讨、质疑的教学模式与方式，强化生生互动、师生互动，提升学生分析与解决复杂工程问题的能力，从而实现课程目标和毕业要求达到。同时，开展“伙伴式”学习小组，在课前有助于小组成员相互提醒、前置性学习，以此可以提高课堂教学效率；在课堂上，“伙伴式”学习小组成员可以相互交流讨论，解决学习障碍，通过思想碰撞，实现共同进步；课后，“伙伴式”学习小组成员可以进行伙伴分享式交流，互相帮助，进一步巩固课堂知识。

（四） 构建过程性、多元化考核评价体系

对学生学习效果进行科学评价不仅是保证教学质量的重要环节，也是激发学习动力和专业志趣的一种方法[8]。基于OBE理念的混合式教学强调个性化学习，注重学生学习过程和学习成果的双重评价，因此，应构建过程性、多元化考核评价体系。过程性、多元化考核评价体系不仅应注重考核的过程性，将考核贯穿在日常的教学过程中，加强日常教学过程中学生表现的考核，同时还应该注重考核的多元化，体现在考核方式、考核内容的多元化，设置不同考核方式、内容的权重。例如，根据采用的线上线下混合式教学模式，将课程成绩分成三大块：（1）线上学习评价（占30%），通过对线上学习平台上学习视频、课程PPT、练习题以及测试等设置相应的权重，来评价学生线上自学效果，提高学生自主学习的主动性；（2）线下课堂学习评价（占30%），通过线下课堂任务完成情况、回答问题、课堂展示、小组讨论、团队协作等表现，记录每次课每位同学的得分，累加之和作为线下课堂学习评价成绩，以此提高学生课程的参与度；（3）期末考核成绩（占40%），采用期末闭卷考试成绩作为考核成绩。通过这种过程性、多元化的考核评价体系，不仅能及时掌握学生自学情况和线下课堂学习效果，同时还能根据过程性评价结果，及时改进教学内容和方式，有利于落实OBE理念的“持续改进”。

四 结语

随着信息化程度不断深入，在加强一流专业建设以及一流本科课程“双万计划”的新形势下，各专业对课程建设和课程改革都提出了更高的要求。《水质工程学（上）》作为给排水科学与工程专业的主要核心课程，是新时代课程建设和改革的主战场。通过对《水质工程学（上）》课程线上线下混合式教学模式的探索，不仅可以贯彻落实OBE理念“以学生为中心、成果导向、持续改进”，而且可以充分提高学生学生学习积极性和课程参与度，提高教学效果，利于课程目标的达成和毕业要求的实现。因此，每个高校都应该积极探索线上线下混合式课程构建，不断更新教学模式和方法，不断创新，使《水质工程学（上）》课程焕发勃勃生机。