基于OBE理念的混合式教学模式实践研究

揣雅惠 白昱 岳丹 宦克为 韩雪艳

摘  要：成果导向教育（OBE）作为一种先进的教育理念，推动现代教育改革的发展，强化对社会需求与人才需求的全面评估。信息化教学工作中添加OBE理念，不但可积极展现出信息技術与OBE的优越性，也可以基于成果反向设计课程教学。该文着重探究OBE理念下的混合式教学方式在半导体器件物理课中的各种活动。第一，详尽地介绍OBE理念下的混合式教学方式；第二，研究OBE理念下混合式教学方式在半导体器件物理课程中的使用路径；最后，论述半导体器件物理课程基于OBE理念的混合式教学模式的落实，旨在强化对OBE理念的使用，推动混合式教学模式的建设，进而科学推动半导体器件物理课程教学质效的合理改善。

关键词：OBE理念；混合式教学；半导体器件物理；实践研究；教学方式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）22-0102-04

Abstract： Outcome Oriented Education （OBE）， as an advanced educational concept， has promoted the development of modern education reform and strengthened the overall assessment of social needs and talent needs. The OBE concept needs to be added to the information teaching work， which can not only actively demonstrate the superiority of information technology and OBE， but also can reverse design course teaching based on the results. This article focuses on exploring the various activities in the class of Physics of Semiconductor Devices under the OBE concept of the hybrid teaching method. First， it introduces the hybrid teaching method under the OBE concept in detail; second， it studies the application path of hybrid teaching method in the course of Physics of Semiconductor Devices under OBE concept; finally， it discusses the implementation of the hybrid teaching model based on the OBE concept in the course of Physics of Semiconductor Devices， which aims to strengthen the use of the OBE concept， promote the construction of the hybrid teaching model， and then scientifically promote reasonable improvement of teaching quality and efficiency of Physics of Semiconductor Devices.

Keywords： OBE concept; mixed teaching; Physics of Semiconductor Devices; practical research; teaching method

基金项目：吉林省高等教育学会科研课题“基于OBE理念的‘半导体器件物理混合式教学研究”（JGJX2021D95）；吉林省高等教育学会科研课题“国家级一流本科专业建设背景下‘红外物理线上线下混合式一流课程建设研究”（JGJX2021D77）；吉林省高等教育学会科研课题“基于应用型人才培养的红外光学系统课程建设研究”（JGJX2021D110）；吉林省高等教育学会科研课题“翻转课堂环境下高校专业概论课程的线上教学模式研究”（JGJX2020D78）

第一作者简介：揣雅惠（1986-），女，汉族，黑龙江牡丹江人，博士，副教授。研究方向为红外透明电子学。

自从2016年我国加入《华盛顿协议》以来，我国逐渐加速工程教育的改革。在改革实践过程中，工程教育专业遵循“成果导向”“以生为本”“不断优化”的原则。而OBE成果导向教育同时涵盖了以上三个原则，是“一种以达成学生固定学习和生产的教育经过”。20世纪末，OBE理念被提出，并日趋在美英等国升级成教学活动中十分重要的一种思想。此后，我国也开始探索中国特色化的OBE教育模式。近年来，随着教育信息化不断升级和发展，混合教学模式受到越来越多的关注。这种教育模式同时把线上和线下教学的优势予以融合，互为补充。实践证明，混合式教学要科学、合理地混合应用各种教学理念和教学手段，通过最优的方法呈现各种不同的教学内容，从而达到“1+1＞2”的成效。

半导体器件物理课程是长春理工大学物理学院微电子科学与技术专业的一门核心专业教育课程，存在内容多、知识点较分散、部分内容抽象难以理解等问题。为了提升半导体器件物理课程教学质量，将OBE理念下的混合式教学应用到该课程中，促使学生获得半导体器件物理的基本理论，激发学生分析和应用半导体器件各种物理效应的潜能，培养学生理论联系实际的能力、科学研究的思想方法、创新及工程实践能力。

一  OBE理念下的混合式教学模式

（一）  OBE理念简述

OBE（Outcomes Based Education）理念，又名成果导向教育理念，同时也可以称之为目标或能力导向理念。基于该理念指导的课程和教学改革需要从实际需求出发，根据社会和企业对人才的职业素养需求来确定学生要“学什么”，明晰学习目标，构塑学习内容，设计并实施教学过程。在实践教学过程中，一直秉承“以生为本”，着重强调学生需要“学什么”和“学会什么”，而不是关注教师“教什么”，真正培养学生必备的知识、能力和素养。基于OBE理念进行教学设计的指导原则，即“以生为本”“以能为位”。OBE理念下的课程设计的流程，具体如图1所示。

（二）  混合式教学简述

混合式教学的独特之处是以移动式的教学平台为载体，它是将线下和线上教学优点融合在一起的一种教学模式。这种教学模式创新性地融合了传统的线下课堂学习和线上信息化学习，通过两者之间优点的互补，来指导和提高学生学习方法和能力。但是，混合式教学模式可并不是单一地将线上和线下教学进行合并，它融合了各种优良的教学理念、教学策略、教学资源，构塑良好的混合式教学气氛，引导学生踊跃参与，提高学生对学习的积极性，帮助学生掌握浅层次的知识，培养高阶能力。

（三）  OBE理念下的混合式教学应然表征

1  将能力培养作为教学目标

OBE理念下的混合式教学设计，最重要的一点就是需要将教师的教学目标转化为学生的能力培养目标。实践证明，传统课堂教学模式已经不能适用于现代化高科技人才的培养。但是，混合式教学模式却可以调动学生对学习的积极性，可以使学生自主进行线上学习，使学生在课堂学习中，自主发现问题、剖析问题、解决问题，并进行思考能力的输出。

2  教学内容体现互联网融合思维

在信息化教学的推动下，线上教学平台提供了大量优质的教学资源，教师要善于围绕教学目标，合理选择和使用线上优质课程内容，跨界融合混合式资源，扩大学生知识获取的途径和知识层面。“互联网+教育”的跨界和融合，为高校人才培养带来了机遇和挑战，培养多层次的技术人才成为高校人才培养的新目标。在此背景下，混合式教学要将传统枯燥的课堂知识传授方式转换为多元化的跨度大的知识传授结构。这样一来，就要求形成引导学生自主建构浅层知识，促成高阶能力培养的学习过程。

3  “以生为本”的教学过程

OBE教育理念的核心就是在教学过程中要秉承“以生为本”，这也是混合式教学的根本理论。这就要求教学过程中必须为学生构建优良的学习气氛，以生为本，按照需要，重塑课程内容，安排多种学习活动，使学生可以进行高效学习，然后善于运用教学评价反馈来检验学生的学习成效，进而对教学过程进行不断的改进。

4  贯穿全程的教学评价

OBE理念的关键环节还涵盖对教学效果的评价，所以我们引入了多元化评价方式，主要包括初期评价、中期评价、后期评价。基于OBE理念的混合式教学的评价可以指导教学过程并反馈教学效果，我们可以根据反馈结果及时改进教学实践方法，从而优化教学效果。

二  基于OBE理念的混合式教学模式应用于半导体器件物理课程的新思路

（一）  明晰并细化教学目标、设计教学手段

首先，教师应指导学生去思考半导体器件物理课程每一个章节知识点的学习和思考方法，依照企业和社会对人才的需求并结合学生个人情况，设立良好和可实现的学习目标。其次，在目标明确后，应将目标予以具体分类，也就是将教师的教学内容目标和学生的学习内容进一步细致化，创新出新的学习方式，明晰学习的目标。这样才可以更好地引导学生、帮助学生提升课程教学核心思想的认知。最后，教师应结合有关目标与每个学生的性格，开发出与学生相吻合的学习方法。

（二）  建立情景教学模式，通过布置学习任务引導多种自行学习模式

首先，教师能结合半导体器件物理课程中应讲解的知识点，创设相关教学情景，根据主要目标实施具体的场景化教学，以该方式来展现出学生的学习激情。其次，给学生安排一些课后作业，这些作业应当根据主要目标而布置。最后，应当强化对混合式教学的思考，界定怎样指导学生确定最佳的学习方法。参考学生对学习的态度，持续修正半导体器件物理课程教学方式与教学对策，同时对学生进行学习任务的课堂抽查或作业检查，及时了解教学策略有无正确引导学生学习。同时为学生提供双极型二极管开关实验、双极型三级管频响实验、MOSFET开关实验等实验的引导式学习方法，使学生学会与该课程实验有关的作业处理模式与学习方法，促进半导体器件物理课程教学在学生学习引导方面的科学化教学场景，从而使学生加深掌握二极管、三级管、MOSFET的主要性质，培养学生将半导体器件物理相关知识应用于实际的能力。增加要求学生实验标准的教学策略，培养学生将半导体器件物理相关知识应用于实际的能力。

（三）  促进学习资源和学习评价的多元化

混合式教学应当持续改善学生的自学水平，因此，教师在半导体器件物理课程开展课堂教学时，应当为学生供应较多的学习案例，不断完善丰富学习资料和学习效果的评价方式，进而促使基于OBE理念的混合式教学获得最佳效果。首先，教师应强化对各种主要问题的研究，能利用有关案例推动学生改善对半导体器件物理有关知识的掌握，使得学生既可以深刻地掌握有关理论知识，而且还能不断提升实操能力。尤其是教师要在课堂教学中，为学生提供更丰富多样的学习资源。比如，上传慕课、微课平台的半导体器件物理相关视频当成学生课前预习的资料。另外，在对教学进行评价的过程中，应增加对学生的线上学习、平时的学习表现、实验动手能力情况和自学意识等内容的系统梳理，如此才可利用各个领域的系统思考，科学推动反向教学设计的进步，使教学模式与学习模式均变得更为高效。

三  基于OBE理念的半导体器件物理课程混合式教学模式的实施

（一）  制定课程的预期学习和产出

在教学模式的制定过程中预期学习和产出是最为重要的环节。我们通过问卷的调查、深度访谈等方法，搜集到许多学生、企业、专家等的建议，按照专业工程认证标准和培养方案要求，从知识体系、理论联系实际能力和学习态度三个方面制定半导体器件物理的课程目标及预期学习产出计划（具体内容如图2所示）。

（二）  课程的教育投入与教学过程

以OBE理念为核心，按照制定好的预期学习和产出，对课程体系进行了完善和重构。将课程资源立体化，并创新性地引入混合教学模式，通过建立优良的教学气氛，开展丰富多彩的教学活动，使学生更积极主动加入各种教学实践中，这样可以获得更好的学习效果。

1  构建基于OBE理念的半导体器件物理混合式教学模式的课程结构体系

根据知识内容的关联性和整体性对半导体器件物理课程内容进行拆分和重建。具体来说，整个半导体器件物理的内容重构为双极型二极管晶体直流特性与频响特性、双极型晶体管直流特性与二阶效应、双极型晶体管频响与开关特性效应、MOSFET晶体管直流特性与二阶效应、MOSFET晶体管频响与开关特性效应和小尺寸MOSFET的特性等模块，突出基础知识和职业能力的学习。改善后的知识机制，知识点间若无简单到复杂的顺序限制，不会被教科书内容的前后所影响，能富于弹性地进行配置；知识点间若具有一定的关系，就可参考知识点的难易程度去学习。OBE理念下，根据制定的预期学习产出，不断改正、完善、丰富教学流程、教学内容、教学手段等，而且还将教师的最新科研成果充分地引入课堂教学的实践过程中。

2  以多维化教学资源为中心，实现课堂教学与网络教学的有机结合

通过例如雨课堂、超星学习通等在线学习手机APP，并结合譬如慕课和微课等多種线上教学资源，将传统的线下教学和新型的线上教学进行有机融合。具体来说，在上课前，我们将本次课半导体器件物理的授课大纲、各种网络或自制的教学资源和课后习题等，上传到本课程的在线学习平台，方便学生在课前进行预习和课后复习。在课堂中，通过在线学习平台这一载体，学生可以实时进行弹幕互动和讨论交流。一方面，学生学习可以突破时间和空间的限制，能结合课程机制与个体的基础情况进行个性化的学习；另一方面，可以根据在线教学平台反馈的相关数据，并通过在线教学平台教师积极参与到学生的在线学习过程中，掌握学生的实际学习情况，并根据结果对教学方法进行及时的优化调整。

3  改变OBE理念下混合式教学模式的教学方法

半导体器件物理是一门实验性和实用性均很强的专业基础课，因此我们还在教学的实践过程中根据各个章节内容的特点，采用了多种多样的方法实施教学活动。例如，在二极管和三极管特性学习的过程中我们将案例法引入其中，让学生将生活中熟悉的二极管器件例如LED照明灯作为参考，进行案例启动，引导学生思考为什么二极管具有单向导电性，且能够发光呢？为什么三极管具有放大特性？通过翻转课堂等手段，让学生根据教师提供的资源，分组讨论，自主查找和分析物理原理。另外，我们也开设了二极管的伏安特性和三极管的放大特性的测试实验，通过学生的动手实验，使学生加深对物理原理的理解和掌握，促进学生学习能力的提高。

4  开展多种教学活动

在半导体器件物理课程的教学实践中，我们应按照教学内容，合理并且灵活地设计多种多样的教学活动环节，例如课堂上抢答、分小组完成任务、根据教师提出的一个话题进行小组讨论、观看与课程有关的展示视频并且对授课方式和学生的理解和知识掌握情况进行问卷调查等。在小组讨论过程中，我们的选题内容一般都源于生活，例如LED、太阳能电池、显示技术等。这样一来，既可以提高学生学习的积极性，还能使学生轻易地学会各种重要内容。同时增加教学配套的实验，为学生提供双极型二极管开关实验、双极型三级管频响实验、MOSFET开关实验等实验学习方法，使学生学会与该课程实验有关的作业处理模式与学习方法，使学生加深掌握二极管、三级管、MOSFET的主要性质，培养学生将半导体器件物理相关知识应用于实际的能力，促进半导体器件物理课程教学在学生学习引导方面的科学化教学场景。

四  结束语

成果导向教育（OBE）理念在我国高校的人才培养和教学过程中受到越来越多的关注，因为它既满足了学生个人发展需要，也能满足国家、社会、企业（行业）等主体对专业人才所拥有的专业水准的需求。而混合式教学注重以学生为主，基于网络教育资源与信息技术来开展教学工作，吸收了现场教学与网络教育的优势，已成为教育的一大主流。将半导体器件物理课程教学当作分析对象，尝试OBE理念下的混合式教学活动，不但可以科学推动半导体器件物理课程的教学改革，也能对教学目标与内容及教学方法给予全面设置，且利用线上线下混合式教学，可提升半导体器件物理教学的全面性与健全性，并提高课程的教学质量和人才培养水平。基于OBE理念的混合式教学，可以使得半导体器件物理课程的教学内容从知识带动往预期成果带动的方向转型，并将企业及社会需求作为参考要求，反方向开发课程的授课体系和构建课程教学的实施方案，让学生掌握的知识点完美地与社会和企业的需求相吻合。此外，在教学过程中将学生作为关注的重点，这也在一定程度上体现了现代教学方式的使用，通过提高学生学习的积极性来帮助学生培养对知识的深入探究和理论联系实际能力。

参考文献：

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[4] 陈显平，陈紫薇，陶璐琪.基于STEM教育理念的《半导体物理》跨学科课程教学改革研究与实践[J].高教学刊，2020（22）：126-128.