成果導(dǎo)向教育OBE理念下的應(yīng)用光學(xué)課程改革

邊心田 陳貴賓

摘? 要：應(yīng)用光學(xué)是光學(xué)工程、儀器科學(xué)與技術(shù)、物理電子學(xué)等學(xué)科重要的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)《應(yīng)用光學(xué)》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式中教學(xué)方法、課程內(nèi)容設(shè)置和課程考核等方面進(jìn)行改革，提出將成果導(dǎo)向教育理念（Outcome-Based Education，OBE）引入到應(yīng)用光學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐中，在應(yīng)用光學(xué)課程教學(xué)中通過逆向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑姆椒?，根?jù)課程的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出優(yōu)化教學(xué)過程，通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和課程考核進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，構(gòu)建有效的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系。從而提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：OBE;教育模式;課程改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）07-0113-03

Abstract： Applied optics is an important technological basis for optical engineering， instrumental science and technology， physical electronics etc. The arrangement of teaching contents， teaching methods and course assessment in the conventional teaching mode of Applied Optics are reformed. The Outcome-Based Education （OBE） concept is introduced. In the practice of teaching reform of Applied Optics course， the teaching process is optimized according to the expected learning output of the course by means of reverse design and forward implementation， and an effective learning evaluation system is constructed by designing and optimizing the teaching content， teaching methods and course assessment， so as to improve the quality of teaching and students' practice ability.

Keywords： OBE; course reform; teaching mode

應(yīng)用光學(xué)是光電類專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課，課程涉及光學(xué)的基本原理和基本理論，具有光學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的特點(diǎn)，反映現(xiàn)代光學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用。應(yīng)用光學(xué)是淮陰師范學(xué)院光電信息科學(xué)與工程專業(yè)和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課，其理論和實(shí)驗(yàn)課時(shí)分別為48學(xué)時(shí)、16學(xué)時(shí)。讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握應(yīng)用光學(xué)的基本理論知識(shí)和相關(guān)光學(xué)類工作的能力既是該課程的基本任務(wù)，也是OBE理念教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

關(guān)于應(yīng)用光學(xué)的課程教學(xué)改革，許多研究者進(jìn)行了大量的探索并取得較好的效果[1-7]?；诔晒麑?dǎo)向的教學(xué)模式（Outcome-Based Education，簡(jiǎn)稱OBE）是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的教育理念，已在澳大利亞、日本、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家實(shí)施并取得較好的反饋[8-13]，在國(guó)內(nèi)眾多高校的專業(yè)教育中得到廣泛的應(yīng)用。探索基于OBE教學(xué)理念的光電類專業(yè)《應(yīng)用光學(xué)》課程在教學(xué)方法、內(nèi)容設(shè)置和課程考核等方面的課程改革，對(duì)提高學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力具有重要意義。

一、《應(yīng)用光學(xué)》課程教學(xué)改革的意義

《應(yīng)用光學(xué)》以幾何光學(xué)原理為基礎(chǔ)，分析研究典型光學(xué)儀器、光度學(xué)、色度學(xué)、光纖光學(xué)系統(tǒng)、激光光學(xué)系統(tǒng)及紅外光學(xué)系統(tǒng)等的基礎(chǔ)理論和這些光學(xué)領(lǐng)域的計(jì)算方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，對(duì)樹立學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力和創(chuàng)新思維能力都有重要的作用[14]。

該課程具有實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)繁多、課時(shí)短等特點(diǎn)，在目前的傳統(tǒng)教學(xué)中具有以下問題：

1. 課程內(nèi)容多，教學(xué)課時(shí)短。本課程包含了幾何光學(xué)、理想光學(xué)系統(tǒng)的成像性質(zhì)與計(jì)算方法、目視光學(xué)儀器、平面鏡棱鏡系統(tǒng)、成像光束的選擇、輻射度學(xué)和光度學(xué)的基礎(chǔ)理論、光能量計(jì)算方法、光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量等教學(xué)內(nèi)容，但是課時(shí)較少，而且教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)任務(wù)中課程目標(biāo)不匹配。

2. 課程知識(shí)點(diǎn)邏輯性強(qiáng)，公式多。應(yīng)用光學(xué)中許多知識(shí)點(diǎn)需要通過推導(dǎo)的方式來加以理解和掌握。傳統(tǒng)的教學(xué)方法阻礙了學(xué)生的思維，學(xué)生掌握知識(shí)不牢固，導(dǎo)致學(xué)生不能很好的結(jié)合所學(xué)應(yīng)用光學(xué)知識(shí)解決對(duì)應(yīng)的問題，學(xué)生的實(shí)際工程實(shí)踐能力不足。

3. 應(yīng)用性強(qiáng)。本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生具有實(shí)際工程實(shí)踐能力。但是由于該課程的課時(shí)太少，學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)難以理解，不能達(dá)到該有的解決工程問題的實(shí)踐能力。

由于存在以上問題，使得現(xiàn)有的《應(yīng)用光學(xué)》教學(xué)效果不盡理想，要想上好這門課，既存在一定的難度，也具有一定的挑戰(zhàn)性。OBE教育理念和教育管理模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為動(dòng)力，進(jìn)而反向探索改善學(xué)習(xí)方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力[15，16]。OBE教學(xué)理念是以“學(xué)”為中心的教學(xué)范式，強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生學(xué)的質(zhì)量，注重學(xué)生特定的學(xué)習(xí)成果，教師不再是課上的講解者，而是學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)者，注重學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。我們?cè)凇稇?yīng)用光學(xué)》的課程教學(xué)中采用OBE教學(xué)模式對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)方法和課程考核評(píng)價(jià)體系三個(gè)方面進(jìn)行改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，達(dá)到預(yù)期的工程實(shí)踐能力。

二、課程內(nèi)容的改革

（一）基于OBE理念優(yōu)化教材，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)內(nèi)容

按照淮陰師范學(xué)院光電信息科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)適合具有國(guó)際化視野，能在光學(xué)類技術(shù)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)等工作的應(yīng)用型高素質(zhì)人才。采用OBE理念的教學(xué)方式，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際實(shí)踐能力為導(dǎo)向，針對(duì)性的選擇合適的教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。目前，課程教學(xué)采用的教材主要有《應(yīng)用光學(xué)》（張以謨 主編，電子工業(yè)出版社，2015年，第4版）、《應(yīng)用光學(xué)》（李林 黃一帆 主編，北京理工大學(xué)出版社，2017年，第5版）、《應(yīng)用光學(xué)》（胡玉禧 主編，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2015年，第2版）。依據(jù)本課程的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，以能促進(jìn)學(xué)生深層次學(xué)習(xí)為目的，我們選用李林老師編寫的《應(yīng)用光學(xué)》為教程，同時(shí)選用另外兩本為參考書，重點(diǎn)突出學(xué)生的預(yù)期成果，在教學(xué)中對(duì)基于成果導(dǎo)向的策略進(jìn)行實(shí)施，并對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)估和反思。

教學(xué)內(nèi)容方面，以目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程。將盡量多的實(shí)驗(yàn)搬入課堂，提升學(xué)生的興趣，實(shí)時(shí)與學(xué)生進(jìn)行討論并及時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)的能力，并對(duì)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生存在的問題進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)和糾正，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（二）以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，對(duì)課程教學(xué)大綱進(jìn)行合理化設(shè)置

OBE教學(xué)模式是以預(yù)期成果產(chǎn)出為目標(biāo)，需要教師明確課程的“預(yù)期成果產(chǎn)出”并根據(jù)課程的知識(shí)點(diǎn)多，理論公式復(fù)雜繁多，邏輯性強(qiáng)等特點(diǎn)引入“項(xiàng)目式教學(xué)方法”[6]。學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中經(jīng)過這種成果產(chǎn)出的課程實(shí)踐訓(xùn)練，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，促進(jìn)學(xué)生在解決應(yīng)用應(yīng)用光學(xué)問題過程中，善于利用應(yīng)用光學(xué)的思維方式考慮問題，提高學(xué)生的興趣，最終提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）以產(chǎn)出成果為導(dǎo)向，考核體系選用過程性考核的方式

基于OBE理念的教學(xué)模式，以能力為目標(biāo)，基于OBE的過程性課程考核方式更注重考核的靈活性和目標(biāo)性。在學(xué)生研討、評(píng)價(jià)過程中，對(duì)于難度較小、花費(fèi)時(shí)間不長(zhǎng)的題目可以進(jìn)行隨堂測(cè)試，可以采用分組討論、題目測(cè)試以及課堂提問等方式。對(duì)于難度大的題目可以采用討論后形成報(bào)告的形式測(cè)驗(yàn)。學(xué)生的最終學(xué)習(xí)效果通過學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過程體現(xiàn)出來，達(dá)到整體評(píng)價(jià)的目的。

三、課程改革成效

近年來，本校對(duì)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)施OBE理念實(shí)踐教學(xué)模式改革以來，學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量得到大幅的提升，學(xué)生對(duì)待課程有明顯的學(xué)習(xí)積極性。課程給學(xué)生帶來有意義的變化，而且這種變化在課程結(jié)束后還能持續(xù)下去。課程改革改變了傳統(tǒng)的以“教”為中心的教學(xué)范式，改為以“為”為中心，任務(wù)目標(biāo)從以前的注重如何提高教的質(zhì)量，轉(zhuǎn)為提高學(xué)的質(zhì)量，學(xué)習(xí)理論是嵌套式、是知識(shí)框架的相互溝通，教師在整個(gè)課程中起到的作用是學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)者，針對(duì)不同的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)不同的課上或課下的教學(xué)活動(dòng)，并通過有效的教學(xué)方法將這些教學(xué)活動(dòng)有效的組織起來，讓學(xué)生去學(xué)習(xí)和應(yīng)用，不斷擴(kuò)展完善頭腦中對(duì)應(yīng)知識(shí)的框架，促使學(xué)生進(jìn)入深層次學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力。

自從學(xué)校推行OBE理念教育以來，學(xué)生《應(yīng)用光學(xué)》課程的學(xué)習(xí)有了顯著的成效。學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的滿意度也有了明顯的提高。學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)與以前相比也明顯上升，學(xué)生高分?jǐn)?shù)段人數(shù)明顯上升，不及格人數(shù)明顯下降。課程改革后該門課程的學(xué)生平均成績(jī)提高了15分左右。提出OBE課程改革前、后學(xué)生成績(jī)的變化如圖1所示。由圖1中課改前、后學(xué)生成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)圖可以看出，課改前學(xué)生（2015級(jí)）的高分?jǐn)?shù)段人數(shù)不足10%，不及格人數(shù)較多超過10%，課改后的2016級(jí)學(xué)生和2017級(jí)學(xué)生的成績(jī)有了顯著的提高，超過90分的學(xué)生和超過80分的學(xué)生人數(shù)均有了大幅度提升，不及格人數(shù)下降到5%左右。所以，推行OBE理念的教學(xué)模式教學(xué)以來，學(xué)生的成績(jī)有了明顯的提升。

四、《應(yīng)用光學(xué)》課程改革的思考

新時(shí)代下學(xué)生以及學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)生著巨大變化，現(xiàn)在多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，上課的課堂已經(jīng)不再是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的唯一信息來源，學(xué)生的學(xué)習(xí)傾向于碎片化的學(xué)習(xí)，不喜歡長(zhǎng)時(shí)間的聽講，學(xué)生更容易受智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的影響，習(xí)慣于圖像視頻的刺激，不習(xí)慣閱讀長(zhǎng)篇文字，面對(duì)海量的知識(shí)信息，學(xué)生知識(shí)面廣、思維活躍但是思考問題的深度不夠，專注力下降。喜歡嘗試新鮮事物但是不能靜下心來潛心學(xué)習(xí)，容易受到挫折就放棄。認(rèn)為課程學(xué)習(xí)乏味，認(rèn)識(shí)不到學(xué)習(xí)內(nèi)容與未來生活的關(guān)聯(lián)性，這就促使我們?cè)诮虒W(xué)過程中積極適應(yīng)時(shí)代變化，改變教學(xué)策略，應(yīng)用適合學(xué)生的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生。促進(jìn)教與學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

基于OBE教學(xué)模式應(yīng)用于應(yīng)用光學(xué)的課程教學(xué)改革，注重課程安排和教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化，采用過程性考核體制，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力?；贠BE模式的應(yīng)用光學(xué)課程改革采用以學(xué)生的成果產(chǎn)出最大化為目的，將學(xué)習(xí)科學(xué)的理論應(yīng)用于課程教學(xué)，從課程的實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)出適合所教授課程、能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的深層次教學(xué)策略。改變了傳統(tǒng)的教師課堂講授和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以期末考試成績(jī)作為評(píng)價(jià)結(jié)果的固定教學(xué)方式，將項(xiàng)目化教學(xué)引入課程改革中，采用過程性考核體制。通過課程改革，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的主體性，促進(jìn)學(xué)生的積極性，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生掌握知識(shí)難以均衡的問題。OBE教學(xué)模式的靈活性和先進(jìn)性決定了在未來教學(xué)過程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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