基于OBE理念的自动化专业教学设计与实践

许世燕 闫茂德 李曙光

［摘 要］ 基于成果导向教育（Outcomes-based Education， OBE）理念，从课程群出发，明确课程群教学目标，以模块化的方式整合并优化教学内容，改革教学方法，充分运用基于问题的学习（Problem-based Learing， PBL）法，建立个性化、互动式教学模式；采用过程性与终结性考核相结合的多元化考核体系；构建了课程目标达成评价模式，形成了“设计—实施—考核—评价—改进”闭环运行的课程群教学质量持续改进体系。

［关键词］ 自动化；OBE理念；智能交通课程群；课程目标；持续改进

［基金项目］ 2021年度陕西省教育厅，陕西本科和高等继续教育教学改革重点攻关项目“以OBE课程教学改革为突破口的自动化专业人才培养模式探索与实践”（21BG015）；2021年度陕西省教育厅，线上一流课程——交通流理论（204）

［作者简介］ 许世燕（1974—），女，甘肃泾川人，博士，长安大学电子与控制工程学院副教授，主要从事交通规划、交通流建模与仿真研究；闫茂德（1974—），男，陕西渭南人，博士，长安大学电子与控制工程学院教授，主要从事非线性控制理论及应用研究；李曙光（1974—），男，安徽郎溪人，博士，长安大学电子与控制工程学院教授，主要从事交通流建模、交通控制与管理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）32-0142-04 ［收稿日期］ 2022-07-07

教学设计是对教学目标、教学过程、学习方式、教学资源与环境、教学评价等方面的系统性决策活动，是对教学活动的系统性构想［1］。学富五车之人要想成为好教师，则要将自己所学清晰、有效、生动地表达出来，讓别人易于接受。因此，教师在走进课堂开展教学之前，必须预先完成教学设计。科学、合理的教学设计是有序、高效的教学实践活动的基础［2］。在现有教学设计模式中，UbD［3］、混合教学设计模型［4］、ADDIE［5］、逆向教学设计［6］等均用于单门课程的教学设计。为克服“单一课程”的孤岛困境，在教学设计上，应由单一课程的教学设计向“课程群—专业—学科”的协同教学体系转变，充分发挥各课程之间的协同效应［7］。但关于课程群教学设计的讨论较少。

另一方面，随着工程教育认证在国内高校的全面展开，成果导向教育（Outcomes-based Education， OBE）教育理念逐渐被教育者和教育教学管理者所认识。基于OBE理念的教学设计，也成为教育教学研究的一大热点。所谓教无定法，贵在得法，如何使课程达成预定的教学目标，还需要在长期的教学实践中不断探索。总结近年来自动化专业与智能交通相融合的教学成果，本文基于OBE理念探讨自动化专业智能交通课程群的教学设计与实践。

一、基于OBE理念的课程体系设计思路

课程体系规划从必要性、合理性和完备性三个角度展开。从必要性角度，一门课程是否需要开设，取决于该课程对毕业要求达成是否具有支撑作用；从合理性角度，通常需要若干门课程共同支撑一项毕业要求的达成，不同课程从不同维度或层级对同一项毕业要求的达成给出不同贡献；从完备性角度，所有必修课程所支撑的毕业要求集合应覆盖全部毕业要求［8］。沿着这一思路，以自动化专业交通信息与控制方向培养方案为例，将专业核心课程划分为“电工电子”课程群、“系统集成”课程群、“计算机控制系统”课程群、“智能交通”课程群。通过微机与单片机综合实验、计算机程序设计综合实验、专业综合实验、毕业设计、生产实习等构成实训环节群，充分支撑工程能力的培养、强化团队协助并激发创新能力。下面具体说明“智能交通”课程群的教学设计思路。

二、基于OBE理念的课程群教学设计

（一）基于产出任务的课程群教学目标设计

基于工程教育认证OBE理念的课程教学思路强调产出导向，体现在两个层次：（1）课程目标以毕业要求（即学生毕业时学习产出）为导向，根据课程承担的产出任务（即毕业要求指标点）来设计课程目标；（2）所有课程教学环节（设计、实施、考核、评价）均围绕课程目标（即学生的课程预期学习成果）进行［9］。

“智能交通”课程群内各门课程的教学定位由其支撑的毕业要求观测点确定，如表1所示。

毕业要求观测点为教师授课和学生学习指明了目标和方向。按照课程内涵与各毕业要求指标点之间的关联性，分析并确定课程目标，明确学生通过该课程学习应具备的具体能力。

（二）基于课程目标达成的课程群教学内容设计

OBE理念的教学内容设计，与课程知识为导向（course-based Education， CBE）的理念不同，不再强调课程的独立性和课程知识体系的系统性，不再受限于教材章节，也不再是以教学内容为核心，而是立足于课程目标达成来灵活设计课程内容，同时考虑到课程之间的关联性。采用“课程群+模块化”的设计方法（如图1所示），完成“智能交通”课程群的教学内容设计，“交通控制与管理”“交通流理论”等6门课程，分别总结出其主要知识点和技能点，以“智能交通系统研发、交通设备设计制造”这一技术主线横向展开。再根据各知识点间的逻辑关系、应用角度和研究深度进行纵向链接。从点到线到面地逐步培养并强化学生的工程设计意识和能力。

这种模块式的教学内容优化设计不仅打破了课程和教材章节的限制，避免相同内容重复学习，而且由浅入深、由易到难，从时间线和逻辑层次上构成了完整的知识体系，也便于学生对知识和能力的整体把握，理清学习思路。模块化的课程教学内容，其范围、深度与广度都便于灵活取舍和设计，但都要紧扣课程教学目标的达成，并要和所采用的教学方法与手段进行绑定设计。

（三）基于课程目标达成的教学实施

教学方法、形式和资源是向学生传递教学内容的有效载体。我们基于对“智能交通”课程群教学内容的难易分析及往届学生的学习反馈，确定了影响各课程目标达成的部分难点问题，以及针对性的教学方法、形式和资源，教学方法采用了更直观、更贴近生产实践的视频、虚拟仿真、案例等，并将理论课、实验和小设计等有机融合；课程资源引入了虚拟仿真平台和慕课等优质资源，力求通过丰富多样的形式和手段更好地促进学生达成课程目标。教师在针对不同班级或学生群体进行教学实施之前，进行相应的学情分析，并以此为参照，刚性为主、柔性为辅，对教学设计中确定的教学策略与方案进行适应性调整与修正，关注目标达成而不拘泥于达成途径，鼓励学生的个性化学习与培养。

開展课堂竞猜、翻转课堂、课堂讨论等教学活动，尤其是运用基于问题的学习（Problem-Based Learning， PBL）法［10］，将学生置于实际问题的情境中，引导学生独立分析和解决问题，在成果产生的同时提升学生的自主学习能力和终身学习能力。以学生为主体的PBL教学，不仅激发了学生学习的主观能动性，而且在协作学习的过程中，拓宽了思路，增强了学生的沟通和团队协作能力。

（四）基于课程目标达成的课程考核

为全面评价学生知识理解、分析、应用、拓展、创新等多层次能力，且与个性化教学相适应，设计了过程性考核与终结性考核相结合的多元评价体系（如图2所示）。过程性考核用于跟踪学生的阶段性学习产出和学习状态，激励学生的过程性学习，促进课程教学目标的渐进式达成。过程性考核根据实际操作能力、对问题的讨论及解决情况评定［11］。终结性考核用于判断学生在全部课程学习活动结束后，是否达到了课程教学目标所期望的学习成果。终结性考核根据总结报告或期末考试成绩评定。考核方式包括预习答题、作业、慕课学习、网上答题、案例分析讨论、项目设计、课堂抢答、实验、期末考试等。具体考核方案包括考核内容、载体形式、频度、时间节点及详细规范的评分标准，并在评价标准中体现与教学目标达成之间的关联度与一致性。

三、课程教学质量持续改进机制

持续改进是工程教育质量保障的重要环节，采用闭环运行的方法将评价与教育教学活动实施对接反馈，将培养目标、毕业要求、课程群体系、师资队伍、支持条件等各个环节有机结合，理清脉络和相互关系，构建多方力量共同参与的教学目标达成度考核方法和保障体系，以使培养目标符合内、外部需求，毕业要求符合培养目标要求，教学活动符合毕业能力要求［12］。

闭环运行（如图3所示）是指课程教学质量改进与迭代的持续特征，借助过程和终结性的学生学习成果评价，发现、诊断并反馈所存在的教学问题与不足，提出针对性的改进策略与方法作为输出，反馈落实于下一轮课程教学，同时，进入质量检查与评价、发现与诊断、反馈与改进的新循环，从而形成一种闭环运行的持续改进和迭代机制。

结语

以课程群作为教学设计的起点仍有许多值得探讨的问题，如各门课程选定的教学内容如何进行合理的模块切分，不同模块之间如何关联，各模块内容以什么形态或方式呈现等。这些问题不仅关系到教师对所教内容的认知水平和分析问题的逻辑思维能力，还需要教师间的默契合作、教学管理部门的资源分配等等。

基于OBE理念的教学实施需要教师、学生和教学管理者的教学理念更新，需要教学管理决策层与领导者改革的决心和持续支持，需要教师能力的提升和相应的教师教学发展体系作为支持。本文基于OBE教育理念进行人才培养模式探索和相应的教学改革研究，积极探索和构建课程群体系建设和问题驱动式教学模式，希望为新工科课程改革深度开展提供参考。

参考文献

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［12］徐琴琴，王维，银建中，等.基于OBE的混合式“金课”构建及其持续改进研究［J］.大学教育，2021（8）：62-64.

Teaching Design and Implementation of Automation Major Based on the Outcomes-based Education： Taking Intelligent Transportation Course Group as an Example

XU Shi-yan， YAN Mao-de， LI Shu-guang

（School of Electronics and Control Engineering， Changan University， Xian， Shaanxi 710018， China）

Abstract： This paper is based on the outcomes-based education （OBE）. From the course group， teaching objectives are clarified， teaching content is integrated and optimized in a modular way， teaching methods are reformed. Problem-based learning （PBL） method is fully used to establish a personalized， interactive teaching mode. The diversified assessment system combined with process and termination assessment is used. The evaluation model of teaching objectives has been formed. A closed loop system of “design-implementation-assessment-evaluation-improvement” is formed to continuously improve the teaching quality.

Key words： automation; OBE concept; intelligent transportation course group; curriculum objectives; continuous improvement