新工科背景下基于OBE理念的《水力學(xué)》教學(xué)改革探討

張蕾 陳任強(qiáng) 張西平 梁素韜 張會(huì)敏

摘? 要：基于新工科建設(shè)的切實(shí)需求，將以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE（outcome-based education，OBE）理念引入到《水力學(xué)》課程教學(xué)改革中，以成果導(dǎo)向?yàn)榍腥朦c(diǎn)確定本課程知識(shí)點(diǎn)、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系。以學(xué)生為中心，基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。利用多元考核方式對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)進(jìn)行探索，并提出課程持續(xù)改進(jìn)方法。以期提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)新工科建設(shè)需求的工程型人才和應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新工科? OBE? 水力學(xué)? 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.3 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）01（b）-0216-04

Discussion on Teaching Reform of Hydraulics Based on OBE Concept under the Background of New Engineering

ZHANG Lei? CHEN Renqiang? ZHANG Xiping? LIANG Sutao? ZHANG Huimin

（Urban and Rural Construction Institute， Hebei Agricultural University， Baoding， Hebei Province， 071001， China）

Abstract： Based on the actual needs of the construction of New Engineering education， the OBE （outcome-based education， OBE） concept is introduced into the teaching reform of the Hydraulics course， and the outcome-oriented approach is used to determine relationship between the knowledge points， course objectives and graduation requirements. Based on the Superstar learning platform， student-centered teaching design is carried out. The evaluation of the course goals is explored by using multiple assessment methods， and methods for continuous improvement of the curriculum is proposed. This study lays the foundation for improvement of the quality of teaching， cultivation of engineering and applied talents for the requirement of New Engineering construction.

Key Words： New engineering; OBE; Hydraulics; Teaching reform

2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”[1]。此后，各地各高校陸續(xù)開(kāi)展新工科建設(shè)背景下工程教育改革新路徑的探索實(shí)踐研究。新工科具有新的工程教育理念、新的專業(yè)結(jié)構(gòu)、新的人才培養(yǎng)模式、新的教育發(fā)展體系和教育教學(xué)的新質(zhì)量五個(gè)方面的特征[2]。并且，也從技術(shù)能力、知識(shí)能力、學(xué)術(shù)能力、個(gè)人效能以及社會(huì)能力五個(gè)方面對(duì)學(xué)生的核心能力提出了新的要求，要求他們能夠把學(xué)到的知識(shí)、掌握的技能、個(gè)人行為和塑造個(gè)性成功應(yīng)用于將要完成的工作中去[3]。我國(guó)“新工科”教育改革對(duì)高校的教學(xué)理念和教學(xué)模式提出了挑戰(zhàn)。

基于成果導(dǎo)向的教育理念（Outcome-based education，OBE），是以使所有學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)能夠成功完成預(yù)期學(xué)習(xí)成果為中心，通過(guò)反向設(shè)計(jì)組織、實(shí)施教學(xué)過(guò)程和評(píng)價(jià)教學(xué)成果[4-5]。OBE強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，更注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。將OBE 教學(xué)理念引入到課程教學(xué)過(guò)程中，對(duì)新工科教育教學(xué)改革、工程型人才和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。

1? OBE教育理念

產(chǎn)出導(dǎo)向教育（Outcome-based education，OBE）的教學(xué)理念由美國(guó)教育家Spady提出[4]。此后，多個(gè)國(guó)家將OBE理念引入到教學(xué)改革中，得到了廣泛的應(yīng)用與重視。OBE 模式已成為美國(guó)工程教育界全面采用的模式，《華盛頓協(xié)議》只認(rèn)可采用OBE 模式培養(yǎng)的本科工程學(xué)位。隨著中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》并成為簽約成員，2006 年教育部啟動(dòng)工程教育專業(yè)認(rèn)? 證試點(diǎn)工作，標(biāo)志中國(guó)開(kāi)始了工程教育認(rèn)證國(guó)際化之路，OBE 已成為我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證三大理念之一，也是我國(guó)工程專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想，推進(jìn)著工程教育的改革和實(shí)踐[6]。

OBE 主要關(guān)注以下四個(gè)問(wèn)題[7]：（1）想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？（2）為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？（3）如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？（4）如何判斷學(xué)生是否取得了這些學(xué)習(xí)成果？因此，OBE 理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，整個(gè)教學(xué)體系要圍繞明確的學(xué)習(xí)成果組織、實(shí)施，并根據(jù)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。OBE理念強(qiáng)調(diào)教育是能力培養(yǎng)、能力訓(xùn)練和能力創(chuàng)新的過(guò)程。因此，基于OBE理念的教學(xué)改革正是適應(yīng)我國(guó)新工科教育教學(xué)改革、工程型人才培養(yǎng)的重要發(fā)展方向。

2? 基于OBE的《水力學(xué)》課程改革

本課程根據(jù)對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，確定教學(xué)目標(biāo)，以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向設(shè)計(jì)教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等，進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成情況評(píng)價(jià)，提出持續(xù)改進(jìn)方案。

2.1 課程對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求及教學(xué)指標(biāo)點(diǎn)分解

水力學(xué)是農(nóng)業(yè)水利工程、水利水電工程、給排水工程等專業(yè)必修的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課。水力學(xué)是研究以水為代表的液體平衡規(guī)律和液體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。水力學(xué)主要內(nèi)容包括水力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、水靜力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)基本原理，水流型態(tài)及水頭損失，有壓管道流動(dòng)，恒定明渠水流，過(guò)流建筑物的水力計(jì)算、滲流等方面基本理論、水力計(jì)算基本方法的介紹，同時(shí)還注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力和工程實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。依據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，確定了《水力學(xué)》課程對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求，并構(gòu)建了知識(shí)點(diǎn)-教學(xué)目標(biāo)-畢業(yè)要求相關(guān)關(guān)系圖，使學(xué)生能夠清晰了解學(xué)習(xí)成果與能力培養(yǎng)、知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系，如圖1所示。

2.2 基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)的線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的《水力學(xué)》教學(xué)模式以教師課堂講授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。并且，課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生僅憑課上時(shí)間很難有效掌握與運(yùn)用?；贠BE理念，課程設(shè)計(jì)應(yīng)以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，教師作為導(dǎo)學(xué)者，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，注重能力的培養(yǎng)。因此，《水力學(xué)》基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，開(kāi)展線下線上混合教學(xué)模式。主要教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程見(jiàn)圖2。

課前，任課教師提前針對(duì)預(yù)講課程的理論知識(shí)點(diǎn)錄制5～10min的微視頻，通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳并發(fā)布任務(wù)，學(xué)生完成視頻的觀看，即可獲得相應(yīng)的成績(jī)。為防止學(xué)生快進(jìn)或不認(rèn)真觀看視頻，在視頻中間，教師可插入與視頻內(nèi)容相關(guān)的測(cè)試題，學(xué)生需答對(duì)后才能繼續(xù)觀看視頻。在課前階段，學(xué)生通過(guò)觀看視頻可對(duì)下節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)有初步的了解。

課中，任課教師用10～20min的時(shí)間精講理論知識(shí)點(diǎn)。之后，教師解答學(xué)生在課前觀看微視頻過(guò)程中遇到的問(wèn)題，可以使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)能夠及時(shí)有效地掌握。最后，通過(guò)課堂練習(xí)、課堂隨測(cè)、主題討論等形式鞏固知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

課后，通過(guò)在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布作業(yè)、課件PPT、教學(xué)視頻、參考資料等教學(xué)資源，進(jìn)一步鞏固知識(shí)，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.3 多元化考核方式

評(píng)估課程的畢業(yè)要求達(dá)成度是OBE教育模式的重要環(huán)節(jié)。本課程結(jié)合過(guò)程考核與期末閉卷考試相結(jié)合的考核方式來(lái)評(píng)估學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)達(dá)成結(jié)果?？偝煽?jī)包括以下幾個(gè)部分：平時(shí)成績(jī)（微視頻觀看（5%），作業(yè)（10%），課堂測(cè)驗(yàn)（5%），實(shí)驗(yàn)（10%），期末考試（70%）。平時(shí)成績(jī)主要通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)來(lái)記錄分析，學(xué)習(xí)通平臺(tái)可以全程記錄教與學(xué)的各個(gè)任務(wù)點(diǎn)和活動(dòng)，教師可以通過(guò)學(xué)生的參與活動(dòng)積分情況及時(shí)了解效果和學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，體現(xiàn)了過(guò)程性評(píng)價(jià)，極大地激發(fā)了學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣，進(jìn)而取得理想的教學(xué)效果[6]。

為檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果并支撐畢業(yè)要求達(dá)成度，進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)。首先，將畢業(yè)要求、課程目標(biāo)與考核內(nèi)容（平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)、期末考試等）相關(guān)聯(lián)，如表1所示。課程目標(biāo)的達(dá)成度評(píng)價(jià)值采用成績(jī)算術(shù)平均數(shù)方法，之后加權(quán)和最為課程對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度評(píng)價(jià)值[8]。這樣學(xué)生的不足一目了然，有利于對(duì)教學(xué)方法、內(nèi)容、模式等方面的持續(xù)改進(jìn)。

2.4 持續(xù)改進(jìn)

根據(jù)主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果和課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)情況對(duì)主要課程提出持續(xù)改進(jìn)意見(jiàn)。由課程持續(xù)改進(jìn)組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織執(zhí)行并監(jiān)督持續(xù)改進(jìn)過(guò)程。本課程持續(xù)改進(jìn)方法：

（1）平時(shí)成績(jī)考核機(jī)制：根據(jù)學(xué)生學(xué)情，課程組教師須定期匯總統(tǒng)計(jì)學(xué)生平時(shí)成績(jī)考核的各項(xiàng)指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整學(xué)生的狀態(tài)，并做相應(yīng)記錄。

（2）期末考試考核機(jī)制：對(duì)期末考試試卷進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)各部分試題得分情況，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果用于整體分析研究該門課程，將補(bǔ)考學(xué)生及在下一屆學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)。

3? 結(jié)語(yǔ)

以新工科建設(shè)為背景、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為核心，本文基于OBE理念，針對(duì)《水力學(xué)》進(jìn)行教學(xué)改革。構(gòu)建了畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與知識(shí)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)改進(jìn)課程教學(xué)方法，提出課前預(yù)習(xí)-課中升華-課后鞏固的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。將過(guò)程性考核與終結(jié)性考試相結(jié)合，提出多元考核方式。并將考核內(nèi)容與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)緊密聯(lián)系，評(píng)價(jià)課程目標(biāo)達(dá)成度，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上，提出教學(xué)持續(xù)改進(jìn)方案，以滿足新工科建設(shè)對(duì)人才的培養(yǎng)需求。

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