基于OBE 理念的教学大纲设计实践——以能源与环境概论课程为例

赵胜男，石宏岩，王春林，姚 群

（赤峰学院 资源环境与建筑工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

工程教育专业认证对提高我国工程教育质量，提升工程技术领域的国际竞争力具有重要意义。自2016 年中国正式加入《华盛顿协议》以来，国内高校加快了工程教育专业认证的步伐，2016-2019年，专业认证申请数和通过数分别以每年44%和33%的速度增长[1,2]。截至2020 年底，全国已有257所普通高等学校1600 个专业通过了工程教育认证，涉及机械、仪器等22 个工科专业类[3]。基于成果的导向教育（outcome-based-education,OBE）是工程教育专业认证的核心理念，包括中国在内的所有《华盛顿协议》成员国都在努力践行这一理念，教学大纲正是落实这一理念的重要基础和抓手[2]。

为了适应高等教育发展的新形势，赤峰学院将工程教育专业认证确定为“十四五”时期的重要任务，并基于OBE 理念重新修订了建筑环境与能源应用工程等专业的培养方案。然而，目前OBE 理念还仅停留在宏观层次上，亟须将该理念进一步贯彻于课程设计和课堂设计的中观和微观尺度。在此背景下，本文基于OBE 理念，采取反向设计原则，以能源与环境概论课程为例，对传统课程教学大纲进行重构，从课程目标、教学实施、课程考核、课程目标达成评价等几个方面，阐述在大纲重构实践中的一些思考与做法，以期为其他课程教学大纲的重构提供参考，并推进赤峰学院工程教育专业认证工作的开展。

1 基于OBE 理念教学大纲的内在逻辑

教学大纲是课程经过系统地教学设计之后形成的标准化文档，是课程教学的指导性文件。基于OBE 理念的教学大纲至少包含：（1）课程基本信息；（2）课程目标；（3）课程目标与毕业要求的对应关系；（4） 教学内容与教学方式；（5） 考核方式与评分标准；（6）课程目标达成评价方法；（7）教学参考资料；（8）教学进度。其中（2）～（6）是关键部分，各关键部分之间的逻辑关系如图1 所示。在OBE 理念下，教学设计必须指向产出，即学生的学习成果，一份完整的教学大纲必须回答如下五个问题：一是学生通过课程的学习取得的学习成果是什么？这就是课程目标，是教学大纲的核心部分；二是为什么让学生取得这样的成果？这就是需求，来自专业培养方案中确定的各项毕业要求指标点，其与课程目标的关系是前者决定后者，后者支撑前者的达成；三是如何帮助学生取得这样的学习成果？这就是教学内容与教学方式，是实现课程目标的路径，二者的确定取决于课程目标，同时二者又支撑着课程目标的达成；四是如何知道学生取得了这样的学习成果？也就是评价，包括考核方式与评分标准；五是如何保障学生取得这样的学习成果，这就是教学评价，考核方式与评分标准是课程目标达成评价的基础，课程达成度评价是对教学内容与教学方法、考核方式与评分标准持续改进的依据[4-6]。整体上看，基于OBE 理念教学大纲设计的逻辑起点是毕业要求指标点，产出的学习成果最终也是指向毕业要求指标点。

图1 基于OBE 理念的教学大纲内在逻辑

2 基于OBE 理念教学大纲的设计实践

2.1 课程目标的设计

课程目标也称为“学习成果”，其回答的问题是：学生通过课程的学习可以培养的情感态度和/或掌握的知识和/或具备的能力/素质是什么？在OBE 理念的指导下，课程目标的设计既不取决于教材，也不取决于授课教师，而是取决于专业培养方案中的毕业要求指标。如表1 所示，赤峰学院建筑环境与能源应用工程专业的培养方案中确定的毕业要求指标点7.1 表述为“分析评价不同方案的环境影响与节能效果”，支撑这一指标的课程分别为大气污染与烟气治理、能源与环境概论和生物质能利用，三者的权重分别为0.3、0.4 和0.3。为满足7.1 毕业要求指标，能源与环境概论课程目标设计为：A 系统阐述未来能源领域工程师的责任和使命（情感态度）；B 厘清能源与气候变化领域的基本国情、基本概念和基本理论（知识目标）；C 能够从节能和低碳视角对能源领域的社会热点、政策、技术等进行分析和评价（能力目标）。三个课程目标同时对应毕业要求指标点7.1，但各自承担的权重不同，其中课程目标C 所占权重最大。

表1 能源与环境概论课程目标与毕业要求的对应关系

2.2 教学内容与教学方式的设计

与传统教学大纲相比，基于OBE 理念的教学内容与教学方式的设计不再指向教材，而是指向课程目标，实现从“教什么学什么”到“学什么教什么”的转变。以能源与环境概论课程为例，这是一门涉及面广、交叉性强的课程，仅仅课程名称中“环境”一词就会涉及大气、水、固废、物理污染等诸多方面。如表1 所示，课程目标包含的关键词是“低碳”“节能”“能源技术”，因而在选取教学内容时不再受制于保持能源科学或环境科学知识体系的完整性、系统性，而是聚焦课程目标的实现，最后将教学内容锁定为气候变化、能源消费和未来供热模式上中下三个篇章。与此同时，在设计每一节课的教学内容时，同样要明确提出学习目标，而这些章节的学习目标必须实现对课程目标的全覆盖，在此基础上可适当扩展[6]。如表2 所示，“减缓气候变化”这一章明确的学习目标分别为：（1） 列举主要的温室气体及其来源；（2） 会计算不同种类化石能源燃烧产生的二氧化碳；（3）应用Kaya 公式分析碳排放的驱动力；其中，学习目标（1）指向的是课程目标B，而学习目标（2）-（3）指向的是课程目标C。

课程目标的层次不同决定着所使用的教学方式的不同。例如，按照布鲁姆教育目标分类[7]，课程目标B 属于“领会”层次，使用的教学方法是讲授，同时课上配合使用“学习通”发布随堂测试，及时考查学生对知识要点的理解和掌握情况，课下通过“学习通”发布课后作业，引导学生自主学习，对课堂内容进行有益补充；而课程目标C 需要培养学生从节能、低碳的视角“分析”和“评价”的能力，采用的教学方式是专题研讨。在“气候变化”“能源消费”和“未来供热模式”每个篇章的结尾，设计1-2次研讨课，研讨课的题目具有针对性、恰当性和前沿性，这些问题与所在篇章的核心知识点有关，但不局限于此。如表2 所示，以一次研讨课为例介绍其实施流程：（1） 提前1-2 周宣布研讨的主题及评分标准，为了促进小组之间的评价，通常要保证一个题目对应着两个小组；（2）学生5～6 人自由分组，抽签决定每组的研讨题目；（3）学生课下自行查阅文献资料、收集整理数据、研讨；（4）课上各组口头汇报研究成果；（5）接受同学和老师质询；（6）课后形成书面报告。

表2 能源与环境概论课程部分教学内容、教学方式与课程目标的关系

2.3 考核方式和评分标准的设计

考核方式和评分标准回答的问题是：如何知道学生取得了预期的学习成果？在能源与环境概论课程制定了知识、能力、情感等3 个方面的课程目标，这就决定了课程考核的方式具有多元化的特点，同时为了督促学生，实现持续改进，考核的形式应该是以阶段性的考核为主，避免“一考定终身”。如图2 所示，以能源与环境概论课程为例，将出勤、课堂表现和课后作业作为课程目标A 的考核手段，三者占总成绩的比重分别为5%、2%和3%，课程目标A 合计占总成绩的10%；将课堂表现、随堂测试和课后作业作为课程目标B 的评价手段，三者占总成绩的比重分别为3%、10%和7%，课程目标B 合计占总成绩的比重为20%；口头汇报和书面报告作为课程目标C 的评价手段，两者占总成绩的比重分别为50%和20%，课程目标C 合计占总成绩的比重为70%。可以看出同一种考核手段可以支撑不同的课程目标，例如课堂表现占总成绩的比重为5%，分为两部分，一部分用于支撑课程目标B（2%），一部分用于支撑课程目标B（3%）。

图2 能源与环境概论课程目标与考核方式的对应关系

评分标准的设计应与课程目标相呼应，具有导向性。以表2 中的研讨课为例，各小组的口头汇报，如表3 所示。可以看出，指标1-3 直接指向课程目标C，避免学生进行研讨时“漫无边界”，而要在课程背景下就议题进行讨论。为了引导学生对口头汇报中“同学和老师质询”环节的深入思考，在口头汇报之后，追加了书面报告这一考核方式，评分标准如表4 所示，其中指标2 所占比重最大。

表3 口头汇报的评价标准

表4 书面报告的评价标准

同时，为了进一步激发学生的参与度，避免小组研讨时“搭便车”现象的发生，每个学生的口头汇报成绩和书面报告成绩由小组成绩与其参与度来决定。例如，某一小组的口头汇报得分为48 分，那么该组同学的得分按照表5 和表6 来确定。

表5 组内评价方法

表6 组内评价标准

2.4 课程目标达成度分析

课程目标达成度分析是对教学大纲实施情况的检验，分析结果可作为教学内容与教学方式、考核方式与评分标准的持续改进的依据，促使学生的学习成效不断提高。

课程目标达成度分析往往在课程结束时进行，可按公式（1）[8]进行：

式中，hj为支撑课程目标i 的第j 考核环节的实际平均得分，Hj为支撑课程目标i 的第j 考核环节目标分数，wj为第j 考核环节在课程目标i 中的比重。Di≥0.6，表明该课程目标基本达成，Di≥0.7，则表明该课程目标的达成度为良好。

以能源与环境概论课程为例，针对各个课程目标的考核环节的目标分值及所占比重如表7 所示，将其代入公式（1），可计算出课程目标A～C 的达成度分别为0.897、0.728 和0.774。从表7 可以看出，课程目标B 的达成度最低，具体分析课程目标B下的各种考核环节的达成度可知，课堂表现的达成度较低，反思课堂互动的环节，以提问居多，问题设置得过于简单或过于难都不利于调动学生的积极性。因而下一步持续改进的方向是如何改善课堂互动环节，如何设计课堂提问。

表7 课程目标达成度评价

3 结语

基于OBE 理念的教学大纲是落实成果导向教育理念的重要抓手，相对于传统教学大纲，其突出的特点是产出导向，课程内容与教学方式、考核方式与评分标准均围绕课程目标设计，课程目标达成度的分析实现课程大纲的闭环，促进教学实施持续改进。基于OBE 理念的教学大纲的重构，反映的是教学理念的变革。一个完善的成果导向的教学设计不是一蹴而就，而是要经历从“形似”到“神似”的变化过程，随着教师对成果导向教育理念的理解不断深入而实现质的变化。