新工科建设背景下线上线下混合式教学提升产出导向课程目标达成度的优势及教学设计案例——以“果蔬贮藏加工学”为例

杨 杨，苏 琳，韩育梅，张美莉

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）

0 引言

工程技术人才是制造业发展的决定性因素，因此服务于国家战略的新工科建设已成为当下我国高等工科教育改革的首要任务。新工科建设要求高等学校，特别是地方高校，要起到为区域经济发展和产业转型升级提供人才支撑的作用[1]。如何切实培养适应工业界需求和发展趋势，并且能够解决制造业各领域实际问题的专业技术人是工科专业高等教育必须解决的重大课题。

在此背景下，开展工程教育专业认证成为实现新工科建设目标的重要切入点。“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”是工程教育专业认证的核心理念[2]，其中的“以产出为导向”强调“一切教育活动、教育过程和课程设计都围绕实现预期的学习结果开展，并聚焦于学生受教育后获得什么能力及以什么样的模式进行教育”的成果导向教育（Outcome-based education，OBE）[3]。所谓“产出”聚焦的对象不再是学生在大学期间各科考试的成绩，而是运用相关知识解决复杂工程问题的能力，这是当下和未来工业界对工程技术人才的需求。形成并有效贯彻产出导向的人才培养模式是达成工程认证要求，实现新工科建设的必由之路，产出导向的课程教学则是构建并实现产出导向人才培养模式的基础，但这为传统的课堂教学带来了前所未有的挑战。

1 产出导向对传统课堂教学的挑战

产出导向的课程教学体现为产出导向的课程目标和教学过程，最终以针对检验课程目标达成度的课程考核来评价课程目标的达成情况，并作为课程质量评价和持续改进的主要依据[4]。课程目标的“产出”指学生通过学习一门课程后所具备的能力，为了便于考核与评价，产出导向的课程教学目标通常被描述为“通过某一学习活动，学生能够完成（某一具体的工作）”，相对于传统上习惯使用的“了解”“理解”“掌握”等相对笼统而模糊的阐述方式，产出导向的课程教学不仅在于目标的描述更加具体而清晰，更在于课程考核的重点将不再是学生对知识的记忆，而是对知识的运用。依据布鲁姆教育目标分类法，产出导向的课程目标在认知目标层次中属于应用、分析、评价、创造等中高阶目标，但通常情况下传统课堂教学较难达成此类目标。

以“果蔬贮藏加工学”为例，果蔬的贮藏加工产业在食品工业中占据举足轻重的地位，对具备相应专业素质的人才的需求量巨大；同时“果蔬贮藏加工学”也是多数食品科学与工程专业培养计划中的核心课程，该课程所涉及的工艺类型覆盖面广、原理运用多样化，所讲授内容属于工程教育认证所定义的典型的“复杂工程问题”，在食品工艺学课群中具有一定的代表性，学好该课程对于学生掌握食品贮藏加工相关知识，培养学生职业能力具有重要的意义。根据课程所提供的知识结构和果蔬贮藏加工产业在食品工业中的重要性，最高阶课程目标是“基于果蔬贮藏和加工的基本原理和技术，针对特定需求设计果蔬贮藏和加工的具体方案（或思路）。”对标2020 版《工程教育认证认证通用标准解读及使用指南》，课程可以作为毕业要求“问题分析”“开发/设计解决方案”“工程与社会”的支撑课程[5]，从认知目标的层次来看，课程目标最终可指向设计这一类“创造”等级的高阶要求，同时培养学生的工程素养。然而在目前的课程教学框架之下，这一目标是很难达成的。传统的课堂教学通常能够做到让学生了解果蔬贮藏加工的基本原理和技术，并对其适用范围和局限性加以分析，在认知目标六层次中属于分析，不论是高阶性、创新性还是挑战度，传统的“果蔬贮藏加工学”课程教学均有所欠缺。

从课程内容上来看，现行“果蔬贮藏加工学”基本囊括解决生产问题所涉及的所有基础知识内容，知识体系构架是完备并且合理的，但从教学过程来看，过分注重知识传授而欠缺培养分析解决综合问题能力的环节，课程目标表述不准确导致定位不清晰，进而难以开展反向设计，缺少有针对性地持续改进的参考依据和改进方法，工科教学理科化，缺少分析解决问题的针对性训练，是导致课程“两性一度”不足的主要原因。

基于上述原因，综合过往教学效果来看，课程并未达到使学生获得现代食品工业所要求的能力的目的，并且学生对知识掌握的程度也仅仅停留在相对低阶的记忆层面，综合分析、评价、设计等高阶能力不足，缺少创新意识。同时，由于学习过程缺乏成就感，导致学生主动学习的意识和兴趣非常淡薄。

2 混合式教学的特点及其与高阶目标达成的关系

混合式教学是将学生线上自主学习和传统的线下课堂教学的优势结合起来的一种混合式教学形式，其中学生线上自主学习的时间不低于20%，不高于50%。线上、线下的有机深度融合是这一教学形式的主要特点。有效的混合式教学首先是基于产出导向的反向设计，即通过对课程目标所应达到的程度来决定学生学什么（学习内容）、学到什么程度（每章节和知识点的教学目标） 及怎么学（教学手段和教学设计）。因此，学生的线上自主学习是整个教学环节不可或缺的部分，而并非传统认识中的课前预习，学生的自主学习意愿对于教学目标的达成有着重要的影响。由于混合式教学重构了传统的课堂，拓展了教学的时间和空间，使得教学的效率得以提高，同时明确的、产出导向的教学目标对于达成目标的教学手段和评价方式的多样性提供了依据，也提出了要求，教学活动的设计及有效实施在混合式教学中的作用尤为凸显[6-7]。由此可以看出，混合式课程教学模式从教学理念和实施过程上都与工程教育认证所强调的OBE 理念相契合，是一种较为合理的解决“果蔬贮藏加工学”课程教学所面临问题的教学模式。

3 “果蔬贮藏加工学”的混合式教学设计

3.1 课程目标及对于毕业要求的支撑

产出导向的课程目标需要明确学生在一个完整的教学周期完成后能够达成的成就，或能完成的任务，在工程教育认证工作中，要求课程目标对于毕业要求的达成形成有力的支撑[8]。对于工科专业而言，任务目标的设置往往是解决某类型的复杂工程问题，包括该课程的产出导向课程目标和可以支撑的毕业要求。

基于产出导向的“果蔬贮藏加工学”课程目标见表1。

表1 基于产出导向的“果蔬贮藏加工学”课程目标

3.2 教学基本要求与教学设计

为课程各个教学环节设置教学目标是保证课程目标达成的途径，教学目标相对于课程目标而言更为具体、精确，因此产出导向的教学目标的表述同样不使用理解、了解、掌握等抽象动词，而需要明确表述出教学的对象，经过怎样的教学环节训练之后能够达成的行为，并且给出评价该行为的具体方式，既“ABCD 法”。教学目标一般分为知识目标、技能目标和情感目标，对于工科专业的学生而言，技能目标一般属于相对高阶的目标，是课程教学的首要任务。但这不意味着工科教育不需要注重情感目标。依据我国工程教育专业认证通用指南对毕业要求的基本规定，“工程与社会”“职业规范”等工程素养类的毕业要求的达成，是需要通过支撑课程设置一定的情感目标才能够得以实现的。为了实现教学目标，还需要进一步明确每个教学目标之下学生应该完成的学习内容，既对每个教学目标下相应的知识和技能知识学习和技能培养做进一步的分析。以“果蔬贮藏加工学”中“采后生理”章的“呼吸作用”小节为例，说明课程目标、教学目标和学习内容三者的关系。

基于产出导向的“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小节的教学目标设置见表2。

表2 基于产出导向的”果蔬采后生理“章”呼吸作用“小节的教学目标设置

课程教学活动是帮助学生完成学习内容，达成教学目标的组织手段，分为课前、课中和课后3 个阶段。课前阶段是线上学习的主要阶段，该阶段对学生的独立学习能力提出了一定的要求，新媒体等教学工具的存在使得该阶段成为提高教学效率的主要环节。课中阶段不再简单重复课前阶段的学习内容，而是基于课前阶段的学习成果，组织学生培养运用知识解决问题的能力，教师的作用从演讲者变为思考和交流的组织者，学生的角色则由听众变为交流的主体，该阶段是混合式教学实现课程目标“高阶性”的必须环节。课后阶段是对课前和课中阶段教学成果的总结、反思和再设计阶段，教师是这一阶段的主体，工程教育认证工作中所提出的“持续改进”在课程目标达成的层面上是主要在课后阶段完成；此外，课后阶段也是学生学习成果的最终评价阶段，考核结果可作为课程目标达成情况的评价依据。仍以本小节为例，可作如下教学设计。

“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小节的线上线下混合式教学过程设计见表3。

表3 “果蔬采后生理”章“呼吸作用”小节的线上线下混合式教学过程设计

3.3 混合式教学实施及提升课程目标达成度的关键环节

线上线下混合式教学有别于传统课堂，更加强调学生是学习的主体[9]，对于学生的自主学习意愿有较高的要求，课前阶段的线上学习目标是否达成是课中和课后环节能否顺利实施的基础和关键。因此，必须让学生认识到课前学习的重要性，避免课前准备不足导致的课中教学活动难以开展。为了更好地帮助学生开展线上的自主学习，提高学习效率，要重视教学资源的建设。在课前在线学习阶段，应当为学生提供多样化的、丰富的学习资源，“精品课程”“SPOC”“慕课”及教师自建的微课等教学资源是经常使用的手段。同时，随着新媒体教学工具更多的介入到课堂教学，对于同一学习内容可以根据不同学生的需求建立多种形式的学习资源，以实现个性化的学习[10]。

线上线下教学内容的拆分和衔接对混合式教学的实施也至关重要。不合理的拆分可能导致既定的学习目标不能如期实现，因此要在拆分前对于学生的知识结构及能力倾向开展调研。必要时应在课程开始前发放问卷或测试以明确线上学习的深度和线下教学的难度。

4 结语

新工科建设背景下的工科教育对传统的课堂教学提出了挑战，高等工科教育中课堂教学的两性一度亟待实现，线上线下混合式教学基于产出导向的教育理念开展教学活动，可以作为提高教学效率、达成高阶目标、改善教学质量的途径，在培养学生解决复杂工程问题能力方面发挥作用。