基于OBE理念的水文水利計算線上線下混合式教學(xué)改革實踐研究

趙雪花 蔡文君 祝雪萍 張志祥 張 健

太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太原 300024

一、OBE理念概述

近年來，隨著工程教育認(rèn)證工作在我國的開展，工程教育認(rèn)證遵循的成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)三個基本理念得到高校的廣泛認(rèn)可。其中成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education）理念進(jìn)入課堂成為落實工程教育改革的關(guān)鍵性工作，貫穿于工程教育認(rèn)證的始終。OBE 理念是指以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生通過教學(xué)后所取得的學(xué)習(xí)成果為教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)。OBE 理念強(qiáng)調(diào)對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，教師在培養(yǎng)學(xué)生的過程中需要注重培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來學(xué)習(xí)和工作的能力。

太原理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)在2017 年順利地通過了全國工程教育專業(yè)認(rèn)證，課堂的改變是工程教育認(rèn)證最關(guān)鍵的核心部分。故此，教師需要將OBE理念貫穿于具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中，以學(xué)生完成這門課的學(xué)習(xí)后應(yīng)具備什么樣的能力為目的設(shè)計整個教學(xué)活動。教師一方面需要理解教學(xué)究竟要培養(yǎng)學(xué)生什么能力，另一方面也要使學(xué)生明晰自己需要獲得哪些能力，繼而提高教與學(xué)的質(zhì)量。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機(jī)技術(shù)在教學(xué)活動中的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)運而生，不同學(xué)校的學(xué)生可以獲得平等的學(xué)習(xí)機(jī)會。“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的學(xué)習(xí)模式已被大多數(shù)高校采納，獲得了較好的學(xué)習(xí)效果，完成了學(xué)習(xí)任務(wù)。這種模式在疫情結(jié)束、教學(xué)活動全面恢復(fù)后依然可以繼續(xù)沿用，升級為線上線下混合教學(xué)模式，為創(chuàng)新性教育打開新的局面。

面向世界一流大學(xué)建設(shè)，將OBE理念作為課程教學(xué)改革的新方向，各個高校都進(jìn)行了有益的嘗試，通過改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程的相應(yīng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生對教學(xué)模式的認(rèn)同度，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了教學(xué)效果。當(dāng)前，現(xiàn)代信息技術(shù)被不斷引入教學(xué)過程中，線上線下混合、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式作為新的教育形式，備受廣大師生的青睞，不僅能夠依托互聯(lián)網(wǎng)將優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源融入線上教學(xué)體系，開闊學(xué)生的視野，也能通過傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式為學(xué)生答疑解惑，從而使得學(xué)生學(xué)習(xí)的時間和空間更為靈活，并進(jìn)一步深化學(xué)生對知識的理解。

為了更好地促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，本文以水文水利計算課程為研究對象，探索基于OBE理念的線上線下混合教學(xué)模式。

二、當(dāng)前水文水利計算課程教學(xué)中存在的問題

（一）在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和提高認(rèn)同度上不足

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力，是提高教學(xué)質(zhì)量的前提。興趣是最好的老師。如果學(xué)生能夠體會到自己是教學(xué)活動的參與者，能夠以更輕松的心態(tài)順暢地與老師和同學(xué)分享自己在學(xué)習(xí)中的心得與困惑，就能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教學(xué)方法和考核方式較為單一，難以提高學(xué)生的參與感和認(rèn)同度，主要體現(xiàn)在：課堂以教師講解為主，學(xué)生被動地接受知識，同時考核方式欠缺合理性，大多是以平時作業(yè)、考勤成績和期末考試成績來綜合評定，很少涉及其他教學(xué)環(huán)節(jié)的成績評定，導(dǎo)致學(xué)生的參與度不足，全靠期末突擊學(xué)習(xí)以達(dá)到獲取學(xué)分的目的，無法滿足OBE 理念對于學(xué)生學(xué)習(xí)成果的要求。

（二）在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力上不足

水文水利計算是水文與水資源工程本科生的專業(yè)核心課程，課程內(nèi)容包括水文計算和水利計算兩個部分。水文計算側(cè)重于指導(dǎo)學(xué)生在分析水文要素的變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，為水利工程建設(shè)提供相應(yīng)的水文情勢的預(yù)估；水利計算側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生有能力在實際工作中選擇經(jīng)濟(jì)合理和安全可靠的工程設(shè)計方案、規(guī)劃設(shè)計參數(shù)和調(diào)度運行方案。傳統(tǒng)的教學(xué)模式通過講解教材規(guī)定的一系列水文水利計算方法，借助相關(guān)的練習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生水文分析和計算的能力。然而，基于傳統(tǒng)的概念介紹、公式推導(dǎo)和理論講解等方式，缺乏對于實際水利工程設(shè)計中具體問題、案例的講解，很難達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生工程思維和培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題能力的目的，而且會使學(xué)生感到枯燥和乏味，難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

（三）在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識上不足

OBE 理念注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以及提出問題和解決問題的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式則注重理論的指導(dǎo)性。毋庸置疑，扎實的科學(xué)理論知識是學(xué)科和專業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的前提，同時也是科技進(jìn)步發(fā)展的基礎(chǔ)，然而，本科生畢業(yè)之后，無論是步入工作崗位還是繼續(xù)深造，具備較好的創(chuàng)新思維能力都是必不可少的。當(dāng)前的教育模式仍主要以課堂灌輸為主，在訓(xùn)練學(xué)生工程思維方面有所欠缺，因此，在工程教育認(rèn)證的背景下，專業(yè)教師需要考慮如何在保證學(xué)生掌握扎實的專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

三、建立基于OBE理念的線上線下混合教學(xué)模式

（一）建立線上線下混合教學(xué)模式，提高學(xué)生的參與感和認(rèn)同度

OBE 理念以學(xué)生為中心。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程的認(rèn)同度尤為重要。因此，本文以水文水利計算為例，建立線上線下混合教學(xué)模式，具體實施方式為：（1）線上教學(xué)。在超星一平三端網(wǎng)絡(luò)平臺建立微課，要求學(xué)生上課之前在平臺上對下一次要上課的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。為避免由于內(nèi)容重復(fù)導(dǎo)致學(xué)生在線下課程環(huán)節(jié)失去興趣，線上環(huán)節(jié)側(cè)重于利用工程實例提出問題，鼓勵學(xué)生思考并利用課程前期已學(xué)習(xí)知識提出解決方法，同時在平臺討論區(qū)交流留言，教師在備課期間通過查看討論區(qū)的交流互動內(nèi)容，了解學(xué)生對即將要學(xué)習(xí)的教學(xué)任務(wù)產(chǎn)生的困惑和主要難點，并在線下授課時重點講解。（2）線下教學(xué)。在線上平臺了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，教師用啟發(fā)式和研討式引導(dǎo)學(xué)生對重點內(nèi)容和問題進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。教師按照教學(xué)大綱的要求講解教材各章節(jié)的內(nèi)容，結(jié)合PPT 和板書重點講解無法在平臺上完整表述的知識點。同時，教師依據(jù)各個章節(jié)的重點和難點對學(xué)生開展階段性考核?？紤]到學(xué)生接受知識的能力存在著客觀的個體差異，教師應(yīng)在線下課堂通過有針對性的提問和交流，細(xì)致地為學(xué)習(xí)進(jìn)度慢的學(xué)生講解難點，并給出工程實例，啟發(fā)學(xué)習(xí)進(jìn)度快的學(xué)生結(jié)合書本理論知識找到自己對實際工程問題的解決辦法。教師最后進(jìn)行點評并鼓勵全班學(xué)生一起探討，培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力，激發(fā)其創(chuàng)新精神。

線上線下混合教學(xué)模式能調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生認(rèn)識到自身的潛力和興趣，以便在將來的工作和生活中更好地發(fā)展自身的優(yōu)勢。同時，混合教學(xué)模式能夠加強(qiáng)教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間的溝通，從而形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，加強(qiáng)學(xué)生對知識點的了解和掌握，有效地提高學(xué)生的成果產(chǎn)出。

（二）改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力

OBE 理念是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，重視學(xué)生綜合應(yīng)用本課程知識解決問題和應(yīng)用實踐的能力。科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和過程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和提高學(xué)生實踐能力的前提。

在課程教學(xué)過程中，教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容和學(xué)生的實際情況靈活地選擇教學(xué)方法，優(yōu)化課程體系，不生搬硬套課本內(nèi)容，做到因材施教。教師通過超星平臺掌握學(xué)生對于任務(wù)點的完成情況，查看討論區(qū)內(nèi)的主要問題，了解學(xué)生對已完成的教學(xué)任務(wù)點的掌握情況，以及對未學(xué)習(xí)的任務(wù)點的興趣度和困惑點，并針對問題在線下平臺逐一解決。

從本專業(yè)對學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成體系可知，通過水文水利計算的學(xué)習(xí)，學(xué)生要能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)知識用于解決水文與水資源領(lǐng)域工作中的實際問題，這就離不開運用計算機(jī)編程語言、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，對收集的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并在此基礎(chǔ)上搭建水文模型、洪水預(yù)報模型等數(shù)值模擬平臺。因此，教師在授課過程中應(yīng)緊跟學(xué)科前沿，借助超星一平三端網(wǎng)絡(luò)平臺，對應(yīng)教材中的相應(yīng)章節(jié)，向?qū)W生展示當(dāng)前科研和生產(chǎn)實際中關(guān)于降雨徑流模擬、洪水預(yù)報、設(shè)計洪水推求、水庫興利防洪調(diào)度等相關(guān)軟件的實際操作過程，并在此基礎(chǔ)上引入實際工程中的水文問題實例，鼓勵學(xué)生利用編程軟件開發(fā)水文計算小程序，促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)應(yīng)用于實踐，并在實踐中找到理論知識的價值，真正做到學(xué)以致用。

緊跟學(xué)科前沿，按照教學(xué)大綱設(shè)置的重難點設(shè)定一系列主題，讓學(xué)生自愿組成學(xué)習(xí)興趣小組，各組協(xié)商選定一個主題，組內(nèi)學(xué)生分工合作，通過查閱資料、相關(guān)文獻(xiàn)，圍繞課程的重要知識點制作PPT，對該主題中所涉及的目前科研和實踐中遇到的問題進(jìn)行分析，并以自己已掌握的知識和資料為基礎(chǔ)，提出解決的辦法。PPT 完成后，每組派出一位學(xué)生在課堂上進(jìn)行匯報。匯報結(jié)束后，教師就匯報內(nèi)容的邏輯性、創(chuàng)新性，PPT 制作質(zhì)量，匯報的現(xiàn)場表現(xiàn)等方面進(jìn)行點評，鼓勵全班學(xué)生針對匯報中涉及的專業(yè)知識展開討論，綜合匯報的情況評選出優(yōu)秀匯報人和小組，同時將主題匯報的成績計入平時成績。學(xué)生在制作PPT 并進(jìn)行專題講解的過程中，增強(qiáng)了信息檢索的能力，了解了學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識；同時，通過師生共同探討和點評，鍛煉了學(xué)生自我表達(dá)的能力，為學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步深造打下堅實的基礎(chǔ)。

（三）設(shè)計注重過程的考核體系

在考核方式和標(biāo)準(zhǔn)上，OBE 理念更注重考核的靈活性、過程性、目標(biāo)性?？己梭w系不能只是局限于給學(xué)生一個簡單的分?jǐn)?shù)，而是要鼓勵教師能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行分析，并隨時調(diào)整教學(xué)方案，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。這就需要考核方式具備多元化和靈活的特性，使學(xué)生具體的學(xué)習(xí)效果以過程性評價的方式體現(xiàn)出來?？己顺税瑐鹘y(tǒng)的課堂考勤、課堂提問、平時作業(yè)、實驗報告、期末考試，還包括線上平臺的任務(wù)點完成情況、參與討論的次數(shù)、線上平臺作業(yè)的完成情況，以及在水文計算小軟件開發(fā)和主題討論過程中本人所做出的貢獻(xiàn)等?？己顺煽兪菍W(xué)生學(xué)習(xí)效果的最終評價，也是學(xué)生完成一門課程后獲得的學(xué)習(xí)成果的量化指標(biāo)。注重過程的考核方式，能夠充分增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，特別是參與教學(xué)活動的熱情。應(yīng)建立完善的考核體系，在期末課程總成績中體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐應(yīng)用能力，將評價機(jī)制和學(xué)生的成果產(chǎn)出相對應(yīng)。

綜上，應(yīng)建立基于OBE理念的線上線下混合教學(xué)模式（見圖1），以學(xué)生為中心，通過改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，完善考核體系，提高學(xué)生的認(rèn)同度，增加學(xué)生在教學(xué)活動中的參與度；注重學(xué)生之間的個體差異，做到因材施教，幫助學(xué)生認(rèn)識到自身的優(yōu)勢和興趣點，從而獲得更好的教學(xué)成果，提高學(xué)生的能力。

四、結(jié)語

基于OBE 理念的水文水利計算線上線下混合教學(xué)模式改革實踐研究，力求將傳統(tǒng)的教學(xué)活動和信息化教學(xué)平臺結(jié)合起來，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生應(yīng)用知識和創(chuàng)新知識的能力，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的知識型、單一型培養(yǎng)模式向現(xiàn)代的素質(zhì)型、開放型和復(fù)合型的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的根本性變革，培養(yǎng)達(dá)到認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的人才。

2020年春季學(xué)期，面對突如其來的新型冠狀病毒肺炎疫情，為保證疫情期間“停課不停教、停課不停學(xué)”，太原理工大學(xué)利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”新模式，開展了線上教學(xué)，保證了教學(xué)任務(wù)的順利完成。當(dāng)然，在本科生教學(xué)全面恢復(fù)正常之后，仍然可以借鑒這種教學(xué)模式，開展線上線下混合教學(xué)模式，并將OBE理念體現(xiàn)在教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和考核方式中，使教師樹立現(xiàn)代教育觀，緊跟學(xué)科前沿，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育理論，提高自身的教育理念，促進(jìn)理論和實際應(yīng)用的銜接，從而在實踐中探索符合OBE 理念的教學(xué)新模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。