基于OBE理念和學堂在線MOOC平臺的新型教學模式探索*
——以高校制圖類在線開放課程為例

董永剛 ，宋劍鋒，李興東 ，楊新月

（1.燕山大學機械工程學院，河北 秦皇島 066004；2.北京慕華信息科技有限公司學堂在線項目部，北京 100084）

一、OBE教育理念及MOOC簡介

基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE）最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎教育改革。在OBE教育系統(tǒng)中，教育者必須對學生畢業(yè)時應達到的能力及其水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標[1,2]。

OBE是以預期學習產出為中心來組織、實施和評價教育的結構模式。從本質上講，OBE教育模式就是圍繞“定義預期學習產出—實現(xiàn)預期學習產出—評估學習產出”這條主線而展開，學生產出評估構成了教育質量持續(xù)改進的閉環(huán)[3,4]。

MOOC是大規(guī)模開放在線課程 (Massive Open Online Courses)的縮寫，中文譯為“慕課”。2012年發(fā)源于美國的“慕課”浪潮目前已席卷全球數(shù)十個國家，對傳統(tǒng)高等工程教育理念和教育方式提出了新的挑戰(zhàn)，高校教師應主動學習和適應新時期的教育手段和工具，及時補充并掌握新的教學手段，加強與學生的互動來及時掌握知識傳授過程中的信息反饋來進一步提升教學質量[5～7]。

慕課促進了大學教學模式的深層變革，高校教師需要適應新的教育環(huán)境、課程形式，運用“慕課”提升教學改革的自主能力。“在線教育提供了一個強有力的實驗平臺去探究學生是怎樣學習的，教師應該如何使用工具和技術以教得最好”，可見慕課促進了大學教學模式的深層變革，提升了專業(yè)教師的自主反思能力[8]。

慕課課程實現(xiàn)了教育理念的突破，即教學過程的中心由教師向學生進行轉變。學生由單純接受知識、與教師交流很少這種學習方式轉變?yōu)閷W生具有很大的自由度和空間，為學生和教師以及其它學習者之間交流架起了溝通的橋梁。另外在教育形式由單一課堂授課形式向基于多種教學資源的多種學習形式轉變，教學資源包括將文字、聲音、圖像、動畫效果融為一體的在線課程視頻、教學PPT課件以及在線討論交流平臺、在線測試等平臺，而這些教學資源均可以在MOOC平臺實現(xiàn)[9]。

因為大型開放式網(wǎng)絡課程有為數(shù)眾多的學習者，以及可能有相當高的學生/教師比例，大型開放式網(wǎng)絡課程需要能促進大量回應和互動的教學設計。以下是兩個基本的設計方式[10]：

1.運用大型開放式網(wǎng)絡課程來處理大眾的互動和回應，像學習者之間互評 、小組合作等。

2.使用客觀、自動化的線上評量系統(tǒng)，像隨堂測驗、考試等等。

目前國外最大的MOOC平臺有Coursera與Udacity和edX，國內比較有影響力的主要有學堂在線、中國大學MOOC等知名MOOC平臺。如圖1所示，學堂在線是國內免費公開的MOOC（大規(guī)模開放在線課程）平臺，是教育部在線教育研究中心的研究交流和成果應用平臺，通過和清華大學在線教育研究中心以及國內外知名大學的緊密合作，致力于為公眾提供系統(tǒng)的高等教育。

圖1 中文MOOC平臺——學堂在線發(fā)展模式

二、目前基于OBE高等教育模式的教學改革進展

從本質上講，OBE教育模式的核心就是圍繞“定義預期學習產出—實現(xiàn)預期學習產出—評估學習產出”這條主線而展開，學生產出評估構成了教育質量持續(xù)改進的閉環(huán)。因此評價學生學習過程的學習產出是實現(xiàn)和貫徹OBE教育理念和模式的非常重要的環(huán)節(jié)，但是由于目前缺乏科學有效的技術手段以及可靠的分析數(shù)據(jù)來源，只是將三級項目和討論課程成績、期末考試成績這三個點做為學生學習產出和能力達成度數(shù)據(jù)來源，并不能充分反映學生整個學習過程中的全面學習產出狀態(tài)，更難以實現(xiàn)教師對教學進程的及時干預從而實現(xiàn)課程教學持續(xù)改進。

近年來燕山大學展開了基于CDIO和OBE高等工程教育模式改革，工程制圖基礎課程設置了討論課和三級項目，學生通過分組完成基于項目的開放式討論課和三級項目，改變了以前以教師為絕對主導和中心的教學模式，學生可以一定程度上參與到教學環(huán)節(jié)中來，提高了學生的參與度和積極性。但是目前的課程教學模式依然是以教師課堂授課為主，教師依然處于中心地位，學生學習的自由度比較有限，并且教師和學生之間缺乏有效的聯(lián)系和溝通，教師缺乏對學生學習過程的監(jiān)控和了解，學生缺乏足夠生動形象的教學資源去對課程進行預習和復習，很多學生養(yǎng)成了平時只聽課，不預習、不復習，考試前開始突擊學習的不良學習習慣，考試后發(fā)現(xiàn)學生成績不理想才會發(fā)現(xiàn)問題[11,12]。

基于OBE的高等工程教育模式強調教學目標實現(xiàn)與控制以及課程的持續(xù)改進，但目前一般一個老師承擔2個班級60個學生的授課任務，學生與授課教師之間聯(lián)系不夠，教師不能及時充分掌握學生的學習動態(tài)和學習過程，也不能及時了解學生學習過程中出現(xiàn)的問題，目前對學生學習效果和能力達成度的分析僅限于三級項目成績、討論課成績以及考試后分析試卷成績，相當于是課程結束后的一個靜態(tài)學習成績分析結果，不能體現(xiàn)學生在課程整個學習過程中的動態(tài)變化，不便于教師及時對學生的學習進程進行了解、干預和控制，更談不上課程教學效果的持續(xù)改進。

三、MOOC平臺對基于OBE高等教育模式的教學改革的推動作用

MOOC平臺的出現(xiàn)為基于OBE高等工程教育模式改革提供了非常好的載體和實現(xiàn)平臺，并且為客觀評價學生學習效果以及學生能力達成度提供了豐富的數(shù)據(jù)來源，為課程實現(xiàn)持續(xù)改進提供了重要的方向和目標。而OBE高等工程教育模式為合理設置在線課程教學內容、知識點碎片化，以及考核和測試學生學習效果提供了重要的理論支持和指導，可以在設置傳統(tǒng)的考核單個知識點基礎上，通過將學生分組，設置開放式討論課和三級項目加強項目式教學在考核學生工程實踐能力的應用，可以加強學生之間的交流和協(xié)作[13,14]。

四、燕山大學高等工程教育改革及在線開放課程建設

燕山大學機械工程學院圖學部從2012年左右開始機械類制圖課程教學改革，2016年春季學期全部機械類制圖課程(機械設計制造及自動化、交通、車輛、材料成型等專業(yè)）實施了基于CDIO和OBE高等工程教育模式的項目式教學改革和考核方式改革。為了進一步推進高等教育改革，2016年6月 《工程制圖基礎》授課團隊申請了校級在線課程建設項目并獲得批準。2017年5月學校教務處與慕華科技有限公司旗下的學堂在線MOOC平臺簽署合作協(xié)議，于2017年7月初完成了《工程制圖基礎》在線課程宣傳片、在線課程視頻的錄制。

目前已經(jīng)將課程大綱、考核方式、36個根據(jù)教學知識點錄制的教學視頻及PPT、視頻字幕、課程宣傳片完成了上傳，并制作了部分教學內容的測試題(填空題、討論題和主觀題），目前已經(jīng)對學生開放進入試運行狀態(tài)。圖2為《工程制圖基礎》在線課程內容。

圖2 在線開放課程內容

五、基于OBE高等教育模式和MOOC平臺的新型教學模式

如圖3所示，針對制圖類課程特點，基于已制作完成并開始試運行的《工程制圖基礎》在線課程，依托學堂在線MOOC平臺開發(fā)多種在線學習參數(shù)的在線學習參與度模型，并開發(fā)包括討論課和三級項目在內的多種題型的在線學習產出測試系統(tǒng)，設置合理的在線三級項目和討論課題目，針對不同題型分別給出評價依據(jù)及實施細則，建立學生階段性學習產出度評價模型，結合階段性學習產出度和學生結課考試成績得到學生課程能力達成度。為教師督促和介入學生的在線學習，實現(xiàn)課程持續(xù)改進提供重要的依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

圖3 在線學習及能力達成度評價系統(tǒng)示意圖

圖4 基于OBE教育理念和MOOC平臺的制圖類課程教學模式示意圖

如圖4所示，通過基于MOOC平臺的工程制圖基礎在線課程學習系統(tǒng)，可以為學生提供充分的課堂以外的學習資源，比如授課過程PPT、全過程在線授課視頻、教學大綱和教學日歷、三級項目和討論課要求及執(zhí)行細則，學生能夠充分利用零散時間通過這些學習資源實現(xiàn)在線預習和復習，并且可以通過BBS系統(tǒng)在交流區(qū)實現(xiàn)教師與學生以及學生與學生之間的良性互動和交流，另外可以通過單元作業(yè)實現(xiàn)在線自測。更重要的是，教師可以通過在線系統(tǒng)了解和監(jiān)控學生的在線視頻學習情況以及知識點掌握情況，可以在授課和繪圖實踐環(huán)節(jié)及時采取措施解決學生學習過程中存在的問題及強化薄弱環(huán)節(jié)，在理論教學過程中針對共性和難點問題進行重點講解，并在三級項目和討論課繪圖實踐環(huán)節(jié)針對不同組的不同問題進行重點輔導和答疑。

六、新型教學模式解決的教學問題

工程制圖基礎課程通過基礎理論教學、讀圖方法訓練及繪圖實踐，培養(yǎng)學生空間想象力和空間分析能力，使他們能夠識讀復雜結構的工程圖樣并繪制規(guī)范的工程圖紙，進而能與業(yè)界同行進行有效的溝通和交流。但是，目前以教師理論授課為主的傳統(tǒng)工程制圖教學模式，存在某些弊端。首先，課堂上老師偏重理論知識講授，讓學生養(yǎng)成了被動接受知識的惰性，學生不能真正融入教學進程中，不利于調動學生學習的主動性和積極性。其次，傳統(tǒng)的制圖教學非常注重理論的系統(tǒng)化和全面化，這就導致理論講解占據(jù)大量的課堂學時，導致學生工程實踐環(huán)節(jié)訓練不足，學生繪圖及讀圖能力無法達到課程的目標要求，也給后續(xù)的專業(yè)學習留下隱患。

近年來燕山大學展開了基于CDIO和OBE高等工程教育模式改革，工程制圖基礎課程設置了討論課和三級項目，學生通過分組完成基于項目的開放式討論課和三級項目，改變了以前以教師為絕對主導和中心的教學模式，學生可以一定程度上參與到教學環(huán)節(jié)中來，提高了學生的參與度和積極性。但是目前的課程教學模式依然是以教師課堂授課為主，教師依然處于中心地位，學生學習的自由度比較有限，并且教師和學生之間缺乏有效的聯(lián)系和溝通，不能掌握足夠的學生學習狀態(tài)和學習過程信息，因此教師缺乏對學生學習過程的監(jiān)控和了解，很多學生養(yǎng)成了平時只聽課，不預習、不復習，考試前開始突擊學習的不良學習習慣。

MOOC平臺的出現(xiàn)為進一步深化和貫徹基于OBE高等教育理念的教學改革提供了非常好的應用平臺和技術支持，為實現(xiàn)整個教學過程的狀態(tài)監(jiān)控和過程控制提供了強大的數(shù)據(jù)支撐，是教師及時干預和督促學生完成教學目標的有效途徑，為最終實現(xiàn)課程持續(xù)改進提供了方向和目標，可以說是教學形式改革和教學內容改革的完美結合。

通過基于MOOC平臺的工程制圖基礎在線課程學習系統(tǒng)，學生能夠充分利用零散時間通過這些學習資源實現(xiàn)在線預習和復習，并且可以通過BBS系統(tǒng)實現(xiàn)教師與學生以及學生與學生之間的互動和交流，另外可以通過單元作業(yè)實現(xiàn)在線自測。更重要的是，教師可以通過在線系統(tǒng)了解和監(jiān)控學生的在線視頻學習情況以及知識點掌握情況，可以及時采取措施解決學生學習過程中存在的問題及強化薄弱環(huán)節(jié)。

基于OBE高等工程教育模式和MOOC平臺的新型教學模式是高等工程教育內容改革和形式改革的完美結合，可以充分實現(xiàn)以學生為教學過程的中心，并能夠通過MOOC平臺的大數(shù)據(jù)源實現(xiàn)學生學習效果動態(tài)監(jiān)控和測試結果數(shù)據(jù)采集及分析，可以及時發(fā)現(xiàn)學生學習過程中存在問題并采取相應措施，并以此為依據(jù)完成課程教學的持續(xù)改進。

七、新型教學模式應用前景分析

目前智能手機和無線網(wǎng)絡的普及為學生在線自主學習提供了非常好的硬件條件。學生能夠充分利用零散時間通過這些學習資源實現(xiàn)在線預習和復習，并且可以通過BBS系統(tǒng)實現(xiàn)教師與學生以及學生與學生之間的互動和交流。另外依托學堂在線強大的技術支持，教師可以及時、準確地了解學生的學習情況。因此基于OBE高等工程教育模式和MOOC平臺的新型教學模式是高等工程教育內容改革和形式改革的完美結合，可以充分實現(xiàn)以學生為教學過程的中心，實現(xiàn)以學生為中心的有一定自由度的自主在線學習，并以實現(xiàn)教學目標和提高學生工程應用實踐能力為最終目標，并能夠通過MOOC平臺的大數(shù)據(jù)源實現(xiàn)學生學習效果動態(tài)監(jiān)控和測試結果數(shù)據(jù)采集及分析，建立教師和學生以及學生與學生之間的長效穩(wěn)定聯(lián)系和溝通渠道，可以及時發(fā)現(xiàn)學生學習過程中存在問題并采取相應措施，在此基礎上探索基于學習產出結果督促和干預學生學習過程的全新教學模式并進行教學實踐，最后給出實現(xiàn)課程持續(xù)改進的具體措施和實施方案，從而實現(xiàn)課程的良性運行和持續(xù)改進。

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