OBE工程教育模式下課程教學(xué)設(shè)計研究

陸鑫

摘 要：提出一種以學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標為導(dǎo)向的課程教學(xué)設(shè)計模型及其方案，達到適應(yīng)OBE工程教育及其課程教學(xué)的目的。以電子科技大學(xué)軟件工程專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)設(shè)計為例，對課程培養(yǎng)目標、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)環(huán)節(jié)、課程教學(xué)方法、課程評價方法等要素進行反向設(shè)計，強調(diào)以學(xué)生課程學(xué)習(xí)成果為目標驅(qū)動，面向?qū)W生專業(yè)實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)開展課程教學(xué)。

關(guān)鍵詞：課程教學(xué)設(shè)計；OBE模式；專業(yè)能力；工程教育

0 引 言

隨著我國成為國際互認的工程教育專業(yè)認證“華盛頓協(xié)議”簽約國成員，國內(nèi)不少高等院校開展了OBE（outcomes based education）工程教育專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革[1-3]，并參加了中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會主導(dǎo)的專業(yè)認證工作。OBE工程教育作為一種主流的工程教育模式，其核心理念就是以全體學(xué)生為中心、成果目標導(dǎo)向教育、持續(xù)改進教育質(zhì)量。OBE工程教育不但適用于工程型人才培養(yǎng)，也是目前工程教育專業(yè)認證所推崇的工程教育模式。高等院校實施OBE工程教育的目的是為了推進工程教育改革，提升工程型人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強工程人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，并使人才培養(yǎng)與國際接軌。因此，在開展OBE工程教育過程中，推進課程教學(xué)設(shè)計改革是十分必要的，這關(guān)系到工程教育的具體實施與成敗。

1 OBE教育模式與課程教學(xué)設(shè)計

OBE教育模式起源于上世紀80年代的美國高等工程教育改革，現(xiàn)已成為國內(nèi)外眾多高校普遍認可的工程教育模式，國內(nèi)又將其稱為基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出教育模式[1]、成果導(dǎo)向教育模式[4]等。OBE教育模式是一種以學(xué)生獲得預(yù)期學(xué)習(xí)成果為目標，設(shè)計教育體系、實施教育方案、評價教育成效，并持續(xù)改進教育質(zhì)量的過程模式。高校在實施OBE工程教育時，同時從工程人才培養(yǎng)的專業(yè)教育層面和課程教學(xué)層面兩方面開展工作，并實現(xiàn)相互協(xié)同與實時反饋。在專業(yè)教育層面，以學(xué)生預(yù)期的專業(yè)培養(yǎng)目標及畢業(yè)要求為導(dǎo)向，進行專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系設(shè)計，按照專業(yè)制定的工程教育方案培養(yǎng)學(xué)生的知識、能力及職業(yè)素質(zhì)，并對畢業(yè)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)成效進行評估與分析總結(jié)，同時將分析結(jié)果反饋到專業(yè)目標設(shè)計環(huán)節(jié)，以達到持續(xù)改進并提升專業(yè)的工程型人才培養(yǎng)質(zhì)量。在課程教學(xué)層面，以學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標為導(dǎo)向，進行課程教學(xué)設(shè)計，實施先進的工程教育教學(xué)方法，對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成效進行評估與分析總結(jié)，并持續(xù)改進課程教學(xué)質(zhì)量。由此可見，在工程教育中，課程教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)工程教育的基礎(chǔ)，基于OBE工程教育理念的課程教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)OBE工程教育的關(guān)鍵要素。

2 基于OBE工程教育理念的課程教學(xué)設(shè)計模型

在工程教育中，學(xué)生的專業(yè)知識、專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)構(gòu)建需要通過課程學(xué)習(xí)、項目實踐、專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等階段來逐步培養(yǎng)，其中課程學(xué)習(xí)是最基礎(chǔ)的培養(yǎng)階段。在OBE工程教育中，需要對學(xué)生課程學(xué)習(xí)的預(yù)期成果[5]、評價方式[6-7]、課程教學(xué)方案等要素進行設(shè)計，以解決如何定義課程學(xué)習(xí)的成果目標、如何使學(xué)生獲得預(yù)期課程學(xué)習(xí)成果、如何評價學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效、如何持續(xù)改進課程教學(xué)質(zhì)量等問題。進行課程教學(xué)設(shè)計前，首先需要對專業(yè)培養(yǎng)目標及畢業(yè)要求進行分析，并將分析結(jié)果映射到課程體系的各門課程中；然后在課程教學(xué)層面，開展反向教學(xué)設(shè)計，即設(shè)計課程培養(yǎng)目標、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)策略方法和課程學(xué)習(xí)評價方式；最后，按照設(shè)計的課程教學(xué)大綱、課程教案、課程教學(xué)PPT、課程教學(xué)方法等實施課程教學(xué)。課程教學(xué)實施過程中，需要收集學(xué)生課程學(xué)習(xí)的反饋信息，并對照學(xué)生學(xué)習(xí)成果獲取情況對教學(xué)進行適當調(diào)整。課程教學(xué)結(jié)束時，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成效進行分析與總結(jié)，并提出課程教學(xué)持續(xù)改進的方案。OBE課程教學(xué)設(shè)計模型如圖1所示。

從圖1所設(shè)計的OBE課程教學(xué)設(shè)計模型可以看到，該課程教學(xué)設(shè)計模型是圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求進行課程培養(yǎng)目標（學(xué)生預(yù)期課程學(xué)習(xí)成果）設(shè)計，同時以學(xué)生為中心、課程學(xué)習(xí)成果目標為導(dǎo)向驅(qū)動課程教學(xué)設(shè)計、課程教學(xué)實施、課程學(xué)習(xí)成效評估等教學(xué)活動開展。此外，該OBE課程教學(xué)設(shè)計模型是一個持續(xù)質(zhì)量改進的教學(xué)循環(huán)過程，對學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效進行分析總結(jié)后，提出課程教學(xué)改進反饋意見，以支持課程教學(xué)質(zhì)量不斷提升。同時，該課程教學(xué)設(shè)計模型還能對專業(yè)教育培養(yǎng)大循環(huán)中專業(yè)培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求的變更進行響應(yīng)與成效反饋，以滿足本門課程對專業(yè)培養(yǎng)的支撐。

3 軟件工程專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)設(shè)計實踐

針對在OBE工程教育中如何開展課程教學(xué)設(shè)計，以軟件工程專業(yè)數(shù)據(jù)庫課程為例，給出該課程的教學(xué)設(shè)計方案。

3.1 課程目標設(shè)計

數(shù)據(jù)庫課程是軟件工程專業(yè)中一門工程實踐性較強的學(xué)科基礎(chǔ)課程，支撐軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，能使學(xué)生達到軟件行業(yè)對畢業(yè)生“具有對復(fù)雜軟件系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、驗證、確認、實現(xiàn)、應(yīng)用和維護等能力”的專業(yè)要求。一方面，數(shù)據(jù)庫課程承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生具備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析與設(shè)計建模、數(shù)據(jù)庫操作訪問、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用編程開發(fā)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護管理以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)品工具應(yīng)用的專業(yè)能力；另一方面，在軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，數(shù)據(jù)庫課程還承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生綜合利用專業(yè)知識與技術(shù)解決復(fù)雜軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)訪問處理能力。數(shù)據(jù)庫課程培養(yǎng)目標具體設(shè)計見表1。

表1所給出的數(shù)據(jù)庫課程培養(yǎng)目標依據(jù)軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標和本科生畢業(yè)要求來設(shè)計，是學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫課程后應(yīng)實現(xiàn)的預(yù)期課程學(xué)習(xí)目標。為了使學(xué)生獲得課程培養(yǎng)目標所蘊含的課程學(xué)習(xí)成果，需要對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、評價方法等要素進行設(shè)計，同時還需要在課程教學(xué)中采用相應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量保證措施，以確保學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達到課程培養(yǎng)目標要求。

3.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

為了使學(xué)生能通過課程學(xué)習(xí)獲得預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)內(nèi)容不再拘泥于教材固有內(nèi)容進行教學(xué)，而是圍繞課程設(shè)計的預(yù)期成果目標進行教學(xué)內(nèi)容組織。數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)內(nèi)容具體設(shè)計見表2。endprint

表2所給出的課程教學(xué)內(nèi)容是實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標的教學(xué)內(nèi)容核心知識點，按照數(shù)據(jù)庫主題模塊來組織。課程教學(xué)詳細內(nèi)容在教學(xué)大綱中進行具體定義，并明確給出各個主題模塊內(nèi)容的難點、重點和能力培養(yǎng)要求。

3.3 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

在基于OBE工程教育理念的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)設(shè)計中，通過不同的課程教學(xué)環(huán)節(jié)實現(xiàn)對學(xué)生的數(shù)據(jù)庫知識、數(shù)據(jù)庫設(shè)計能力、數(shù)據(jù)庫管理能力以及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用編程能力的培養(yǎng)。本課程教學(xué)環(huán)節(jié)分為課堂教學(xué)、實踐作業(yè)、課程實驗和專題研討4個部分。學(xué)生的數(shù)據(jù)庫知識主要在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中獲取，而學(xué)生的數(shù)據(jù)庫專業(yè)能力培養(yǎng)則貫穿到課堂教學(xué)、實踐作業(yè)、課程實驗和專題研討各個環(huán)節(jié)中建立。如在課堂教學(xué)與實踐作業(yè)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫基本操作實踐能力；在課程實驗環(huán)節(jié)，則通過解決工程應(yīng)用問題的綜合性實驗實踐，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)分析能力、數(shù)據(jù)庫設(shè)計能力以及數(shù)據(jù)庫編程開發(fā)能力；在專題研討環(huán)節(jié)，通過研討解決數(shù)據(jù)庫工程領(lǐng)域難點技術(shù)問題，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程領(lǐng)域問題的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用創(chuàng)新能力。

3.4 教學(xué)方法設(shè)計

在工程教育中，學(xué)生不但需要專業(yè)實踐、企業(yè)實習(xí)等實踐教學(xué)階段來培養(yǎng)工程能力，也需要在課程教學(xué)階段培養(yǎng)基本的實踐操作能力、工程能力和創(chuàng)新能力。因此，課程教學(xué)方法必須適應(yīng)這些能力培養(yǎng)要求。數(shù)據(jù)庫課程作為軟件工程專業(yè)一門應(yīng)用實踐性較強的學(xué)科基礎(chǔ)課程，在進行數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)時，需要考慮解決如何建立數(shù)據(jù)庫操作能力、如何建立數(shù)據(jù)庫設(shè)計能力、如何建立數(shù)據(jù)庫編程開發(fā)能力、如何創(chuàng)新應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)及產(chǎn)品工具解決復(fù)雜工程領(lǐng)域數(shù)據(jù)管理應(yīng)用等問題，這些問題的本質(zhì)就是如何在課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫專業(yè)能力。以教師為主導(dǎo)的知識傳授式教學(xué)方法顯然不能滿足OBE工程教育模式下的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)要求，需要采用以學(xué)生為中心、學(xué)習(xí)成果目標為導(dǎo)向、持續(xù)質(zhì)量改進的工程教育教學(xué)方法，在課程教學(xué)中注重對學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)。具體應(yīng)采用先進工程教育理念的CDIO教學(xué)方法進行課程教學(xué)，并在課程教學(xué)中融合做中學(xué)、練中學(xué)、案例導(dǎo)向教學(xué)、研討式教學(xué)等教學(xué)方法，開展面向能力培養(yǎng)的課程教學(xué)。

3.5 評價方法設(shè)計

為評價學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效和課程教學(xué)效果，需要圍繞學(xué)生應(yīng)獲得的預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標進行評價方法設(shè)計。針對數(shù)據(jù)庫課程的評價，學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成效評價由平時測試、半期測試、上機實驗測試和期末測試進行多維度綜合評價，各個測評維度分別占總成績的10%、10%、30%和50%。平時測試主要考評學(xué)生對數(shù)據(jù)庫課程各個主題模塊知識點的理解領(lǐng)會程度；半期測試主要考評學(xué)生在前半學(xué)期中，對數(shù)據(jù)庫知識點、數(shù)據(jù)庫能力等的掌握程度；上機實驗測試主要考評學(xué)生對數(shù)據(jù)庫實際操作與應(yīng)用能力的掌握程度；期末測試主要考評學(xué)生對數(shù)據(jù)庫知識、數(shù)據(jù)庫能力等方面的全面掌握程度。所有測評內(nèi)容均針對預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標的考核點展開，通過對該課程所有學(xué)生的考核點進行測評數(shù)據(jù)采集與計算分析，得到各個測評維度的學(xué)習(xí)成效數(shù)據(jù)，即期末測試、上機實驗測試、平時測試和半期測試的課程學(xué)習(xí)成果目標達成度數(shù)據(jù)。電子科技大學(xué)校2016—2017上學(xué)期數(shù)據(jù)庫課程期末測試評價表中的學(xué)習(xí)成果目標達成度數(shù)據(jù)見表3。

表3所給出的學(xué)習(xí)成果目標達成度數(shù)據(jù)，反映了我校2016—2017上學(xué)期中數(shù)據(jù)庫課程班學(xué)生（70人）的平均課程學(xué)習(xí)成效。同時，通過測評數(shù)據(jù)也可以分析出該班學(xué)生在上機實驗測試、平時測試、半期測試等維度的課程學(xué)習(xí)成效，并可計算出本課程對應(yīng)的畢業(yè)要求達成度和畢業(yè)目標達成度。

4 OBE模式與傳統(tǒng)模式的課程教學(xué)對比分析

通過對比我校軟件工程專業(yè)先后實踐的傳統(tǒng)模式課程教學(xué)與OBE模式課程教學(xué)，可以看到這兩種工程教育模式的課程教學(xué)在多個方面存在的差異。

（1）課程培養(yǎng)目標。OBE模式課程的培養(yǎng)目標依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求來設(shè)計，其課程培養(yǎng)目標完全對應(yīng)支撐專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，與專業(yè)培養(yǎng)預(yù)期之間的針對性強；傳統(tǒng)模式課程培養(yǎng)目標依據(jù)課程教材和學(xué)科體系來設(shè)計，課程培養(yǎng)目標并不一定對應(yīng)支撐專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，與專業(yè)培養(yǎng)預(yù)期之間的針對性不夠。OBE模式課程培養(yǎng)目標可體現(xiàn)為學(xué)生預(yù)期課程學(xué)習(xí)成果，可驅(qū)動課程教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)過程中不僅可追溯，還可量化評價；傳統(tǒng)模式課程培養(yǎng)目標沒有體現(xiàn)為學(xué)生預(yù)期課程學(xué)習(xí)成果，難以實現(xiàn)反向驅(qū)動的課程教學(xué)設(shè)計，其課程培養(yǎng)目標實現(xiàn)結(jié)果也難以量化評價。

（2）課程教學(xué)內(nèi)容。OBE模式的課程教學(xué)內(nèi)容圍繞預(yù)期學(xué)習(xí)成果構(gòu)建來組織，完全覆蓋課程培養(yǎng)目標，可支撐學(xué)生的專業(yè)培養(yǎng)目標并達到畢業(yè)要求；傳統(tǒng)模式的課程教學(xué)內(nèi)容圍繞課程教材與大綱來組織，并不一定完全覆蓋課程培養(yǎng)目標，難以實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標及達成畢業(yè)要求。OBE模式課程教學(xué)內(nèi)容雖然不拘泥于教材，但是完全符合課程培養(yǎng)目標的學(xué)習(xí)要求；傳統(tǒng)模式課程教學(xué)內(nèi)容雖然完全依賴于教材，但是其教學(xué)內(nèi)容并不一定滿足課程培養(yǎng)目標的學(xué)習(xí)要求。

（3）課程教學(xué)環(huán)節(jié)。OBE模式課程教學(xué)設(shè)計多個環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的知識、能力與專業(yè)素質(zhì)，如課堂教學(xué)、課程實踐作業(yè)、上機實驗、研討課程等；各個課程教學(xué)環(huán)節(jié)均圍繞課程培養(yǎng)目標引導(dǎo)學(xué)生建立課程相關(guān)的專業(yè)知識與能力；通過課程教學(xué)一體化設(shè)計，建立“課堂內(nèi)實踐—課后實踐作業(yè)—課程實驗—課程研討”的課程專業(yè)能力培養(yǎng)層次，培養(yǎng)學(xué)生具備“構(gòu)想—設(shè)計—實施—操作”的系統(tǒng)分析與設(shè)計能力。傳統(tǒng)模式課程教學(xué)也有多個環(huán)節(jié)，但是這些環(huán)節(jié)之間并沒有圍繞課程培養(yǎng)目標進行一體化設(shè)計，各個環(huán)節(jié)之間對學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)缺乏有機聯(lián)系。

（4）課程教學(xué)方法。OBE模式課程教學(xué)始終圍繞構(gòu)建學(xué)生課程學(xué)習(xí)成果目標開展，并針對不同主題教學(xué)內(nèi)容分別采用做中學(xué)、練中學(xué)、案例導(dǎo)向教學(xué)、研討式教學(xué)等教學(xué)方法；傳統(tǒng)模式課程教學(xué)缺乏課程學(xué)習(xí)成果目標導(dǎo)向，在教學(xué)過程中不太強調(diào)各種教學(xué)方法的融合應(yīng)用。OBE模式課程教學(xué)以學(xué)生為中心，通常采用交互性強的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進行課程學(xué)習(xí)，并注重對學(xué)生發(fā)散思維、創(chuàng)新思想以及工程觀點的培養(yǎng)；傳統(tǒng)模式課程教學(xué)往往是以教師為中心，照搬教材書本內(nèi)容，采用傳授式教學(xué)方法對學(xué)生進行知識灌輸，對學(xué)生的專業(yè)能力和創(chuàng)新思維培養(yǎng)不夠，其教學(xué)方法較少考慮課程培養(yǎng)目標、專業(yè)培養(yǎng)目標以及畢業(yè)要求的針對性。

（5）課程教學(xué)評價。OBE模式課程教學(xué)評價可以實現(xiàn)對學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效和課程教學(xué)效果的量化評估；傳統(tǒng)模式課程教學(xué)評價只能給出學(xué)生的課程整體成績，并不能分析學(xué)生在課程各個培養(yǎng)目標上的實際達成度，更不能度量學(xué)生在專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求上的達成度。OBE模式課程教學(xué)評價可以從多個維度和多個指標對學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效和課程教學(xué)效果進行全面的課程教學(xué)評價；傳統(tǒng)模式課程教學(xué)評價通常只能根據(jù)單一指標對學(xué)生課程學(xué)習(xí)成效和課程教學(xué)效果進行評價。

5 結(jié) 語

在高等工程教育人才培養(yǎng)過程中，基于OBE工程教育理念進行課程教學(xué)設(shè)計，可以有效適應(yīng)OBE模式下工程教育工作的開展。以學(xué)生為中心、課程學(xué)習(xí)成果目標為導(dǎo)向、持續(xù)質(zhì)量改進的課程教學(xué)設(shè)計有利于實現(xiàn)OBE工程教育目標達成。在開展OBE模式課程教學(xué)中，借鑒先進的CDIO工程教育思想，融合做中學(xué)、練中學(xué)、案例導(dǎo)向教學(xué)、研討式教學(xué)課程教學(xué)方法，可使學(xué)生在專業(yè)實踐能力、工程能力、創(chuàng)新能力等多方面得到深度培養(yǎng)。

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（編輯：史志偉）endprint