基于OBE理念的工程類課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索

殷智超，孔 敏，閔長(zhǎng)莉，汪學(xué)軍，張 莉

(皖西學(xué)院，安徽 六安 237012)

翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom)是一種將傳統(tǒng)教學(xué)順序進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，把線上網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與線下面對(duì)面教學(xué)結(jié)合起來(lái)的混合式學(xué)習(xí)模式[1]。不同于傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力[2]，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神以及鍛煉其實(shí)踐能力。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，翻轉(zhuǎn)課堂以一種新興的教學(xué)模式逐漸被我國(guó)教育工作者熟知，更成為研究的熱門[3]。在翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用過(guò)程中，文史類課程因其知識(shí)點(diǎn)往往是開放式的，學(xué)生可以從許多不同的角度展開討論，呈現(xiàn)出激烈且精彩的課堂；工程類課程，很多知識(shí)點(diǎn)是死板的定理定律，其授課目的主要是要求學(xué)生掌握各種定理定律工具的應(yīng)用，可辯論的空間十分有限，翻轉(zhuǎn)課堂在其中的應(yīng)用也受到一定的限制。本文基于OBE理念，根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況探索工程類課程如何應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂在工程類課程中的優(yōu)勢(shì)。

1 OBE理念

OBE理念是Outcome-Based Education理念的簡(jiǎn)稱，最早在1981年由美國(guó)學(xué)者Spady W.D.在其著作《以成果為本的教育：爭(zhēng)議和答案》中提出，他把OBE定義為“清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學(xué)生在未來(lái)生活中獲得實(shí)質(zhì)性成功的經(jīng)驗(yàn)”[4]。這種理念在其發(fā)展過(guò)程中逐漸被世界上越來(lái)越多的國(guó)家所接受，在我國(guó)，尤其是2017年初達(dá)成復(fù)旦共識(shí)之后，也有越來(lái)越多的教育工作者嘗試并接納了OBE理念，現(xiàn)已將其翻譯為“基于結(jié)果的教育”理念，也就是成果導(dǎo)向教育理念。

OBE的教學(xué)理念是把促進(jìn)學(xué)生收獲良好的成果作為根本目標(biāo)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行積極地教學(xué)指引，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展[5]。OBE理念最核心的要素，一是“以學(xué)生為中心”，它聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么樣的能力和對(duì)學(xué)生能夠做什么樣的培養(yǎng)，它強(qiáng)調(diào)一切教育活動(dòng)、教育過(guò)程、教學(xué)和課程的設(shè)計(jì)都必須圍繞著對(duì)“學(xué)生”實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果這一點(diǎn)，且這里的學(xué)生指向是全體學(xué)生，而非少數(shù)優(yōu)秀的學(xué)生；二是“以學(xué)生成果為導(dǎo)向”，它認(rèn)為教育是圍繞——幫助全體學(xué)生獲取未來(lái)生活和工作能力——這一最終目的而開展的一系列教育教學(xué)活動(dòng)，即在實(shí)踐上，OBE是一種注重教育產(chǎn)出的教育模式；三是“以持續(xù)改進(jìn)為重點(diǎn)”，它要求對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)等過(guò)程都要進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果須用于對(duì)這些過(guò)程的改進(jìn)，以形成可持續(xù)改進(jìn)的良性循環(huán)[4]。

與傳統(tǒng)教學(xué)的模式相比，基于OBE理念的教學(xué)過(guò)程更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展成效，基于 OBE的課程設(shè)計(jì)通常包含三個(gè)步驟：(1)確定學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果；(2)以學(xué)習(xí)成效為指南設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)；(3)通過(guò)作業(yè)考試等環(huán)節(jié)檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的達(dá)成，最終形成課程設(shè)計(jì)的閉環(huán)[5]。

2 高校工程類課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)展至今，已經(jīng)被許多高校教師和學(xué)生應(yīng)用與接受。如圖1所示，翻轉(zhuǎn)課堂一般來(lái)說(shuō)從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)手段和考核體系等三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)目標(biāo)方面，除了要求學(xué)生掌握課程知識(shí)外，還會(huì)注重鍛煉學(xué)生自學(xué)、創(chuàng)新、表達(dá)等方面的能力。在教學(xué)手段方面，通常采用課前自學(xué)、課堂討論的方式完成一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)；在效果考核方面，除了卷面成績(jī)外，一般會(huì)提高平時(shí)成績(jī)的占比，以體現(xiàn)出能力鍛煉的效果。

這種非傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)在于：(1)能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性——學(xué)生必須自主在課前完成課內(nèi)知識(shí)的學(xué)習(xí)，才能夠在課堂上有良好的表現(xiàn)，這有利于學(xué)生形成良好的主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣；(2)能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維——教師鼓勵(lì)學(xué)生自由探索、注重探索的過(guò)程而不是結(jié)果，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題、嘗試不同的問(wèn)題解決方案，有利于促進(jìn)學(xué)生積極解決問(wèn)題，從而更有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新[6]，這種模式下，學(xué)生敢于釋放自己的好奇心、思維也更加活躍和開放，這些表現(xiàn)也都是創(chuàng)新性思維的典型特征；(3)能增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、表達(dá)等其他能力——此教學(xué)模式中教師往往建議學(xué)生組隊(duì)學(xué)習(xí)并組織課堂匯報(bào)及討論，使學(xué)生的合作能力、表達(dá)能力等得到鍛煉和提升?？傮w來(lái)看，翻轉(zhuǎn)課堂運(yùn)用得當(dāng)?shù)那疤嵯?，是可以起到培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人效能、知識(shí)能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力和社會(huì)能力等五類新工科核心能力的作用[7]。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂在高校工程類課程中的不足之處從兩個(gè)層面上來(lái)看：“教書”層面上來(lái)講，教學(xué)的目的一般是知識(shí)點(diǎn)的掌握與熟練應(yīng)用，翻轉(zhuǎn)課堂的問(wèn)題在于(1)高度不夠——在確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師容易局限于一門課、一個(gè)章節(jié)甚至一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握，而沒(méi)有考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容之后對(duì)其今后的生活或工作有何用處；(2)盲目翻轉(zhuǎn)——工程類課程許多知識(shí)點(diǎn)是不適合進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)的。例如一些專業(yè)性較強(qiáng)的大型設(shè)備構(gòu)造，一方面低年級(jí)學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)見到實(shí)物，另一方面互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)的相關(guān)資料也很少。再比如一些經(jīng)科學(xué)家嚴(yán)密推導(dǎo)的理論或經(jīng)工程師大量實(shí)踐驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有太高的可討論性，學(xué)生只需要且只能通過(guò)大量的練習(xí)，熟練掌握這些知識(shí)點(diǎn)，才可達(dá)到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通的高度；(3)缺乏系統(tǒng)性——課程結(jié)束后教師沒(méi)有設(shè)計(jì)合適的評(píng)價(jià)系統(tǒng)或反饋機(jī)制以改進(jìn)教學(xué)、提升水平?！坝恕睂用嫔蟻?lái)講，學(xué)習(xí)的意義并非止于識(shí)記、內(nèi)化、理解等人與知識(shí)、文化的線性組合過(guò)程，而在于加速人與文化的雙重建構(gòu)過(guò)程[8]，翻轉(zhuǎn)課堂的問(wèn)題在于，容易過(guò)度強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容而忽視或顧及不到學(xué)生情感、態(tài)度及價(jià)值觀的培養(yǎng)。

3 基于OBE理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)探索

針對(duì)前文所列翻轉(zhuǎn)課堂在工程類課程中存在的問(wèn)題，同時(shí)為充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)，對(duì)比普通模式的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，基于OBE理念提出以學(xué)生為中心、由教師為主導(dǎo)、注重教學(xué)成效、反饋式的工程類課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式構(gòu)思，其整體的設(shè)計(jì)思路如圖2所示。

圖2 基于OBE理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)思

學(xué)生為核心的主要角色，教師為引導(dǎo)的輔助角色；課程問(wèn)題為學(xué)生需要什么、如何獲得與最終獲得了哪些；為解決問(wèn)題，教師首先根據(jù)學(xué)生需要確定教學(xué)的預(yù)期成效，其次根據(jù)課程特點(diǎn)合理選擇教學(xué)手段，然后設(shè)計(jì)與教學(xué)過(guò)程相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，最后對(duì)比教學(xué)效果與學(xué)生需求，反饋以修正評(píng)價(jià)機(jī)制、完善教學(xué)設(shè)計(jì)和調(diào)整預(yù)期。

具體設(shè)計(jì)為以下4個(gè)部分：

3.1 合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)目標(biāo)一般是知識(shí)的掌握與能力的鍛煉兩方面。在設(shè)立課程教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師首先需要清晰學(xué)校、學(xué)生和課程的定位，了解學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)，了解學(xué)生今后如果從事相關(guān)行業(yè)需要從這門課程中學(xué)到什么，了解課程在本科階段所有課程中的位置和與其他相關(guān)課程的聯(lián)系。

以皖西學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)三年級(jí)學(xué)生的“發(fā)酵工程”課程為例：皖西學(xué)院是地方應(yīng)用型高校，辦學(xué)定位在培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)高，適應(yīng)本地區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的下得去、留得住的應(yīng)用型人才[9]。經(jīng)過(guò)兩年多的學(xué)習(xí)和鍛煉，大三的學(xué)生已掌握了一些食品行業(yè)基礎(chǔ)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，但從事發(fā)酵行業(yè)工作的話，還缺乏發(fā)酵專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和系統(tǒng)的工程化訓(xùn)練?！鞍l(fā)酵工程”是“微生物學(xué)”課程的應(yīng)用延伸課程，與同期開設(shè)的“食品工藝學(xué)”“食品機(jī)械設(shè)備”等課程有較強(qiáng)的聯(lián)系，屬于典型的工科課程，涉及的知識(shí)面廣，與食品行業(yè)有緊密的聯(lián)系。課程相關(guān)章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)可設(shè)置為：(1)結(jié)合書本、網(wǎng)絡(luò)課程、教師講解及其他相關(guān)課程，掌握某個(gè)章節(jié)的理論知識(shí)；(2)結(jié)合本地某發(fā)酵企業(yè)的見習(xí)實(shí)習(xí)，提升發(fā)酵工業(yè)某種技術(shù)的實(shí)操能力；(3)通過(guò)小組討論及成果匯報(bào)形式，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；(4)其他如交叉學(xué)科知識(shí)融合能力、工程領(lǐng)導(dǎo)力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、文化自信等方面的預(yù)期。

3.2 運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段

翻轉(zhuǎn)課堂在國(guó)內(nèi)很多高校應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，基本的教學(xué)過(guò)程一般包括時(shí)間、空間、對(duì)象三個(gè)維度的設(shè)計(jì)，如圖3所示。

圖3 翻轉(zhuǎn)課堂基本的教學(xué)過(guò)程

本文從OBE理念出發(fā)，考慮課堂設(shè)計(jì)的另一個(gè)相關(guān)問(wèn)題：翻轉(zhuǎn)課堂的取舍。用不用翻轉(zhuǎn)課堂、用怎樣的翻轉(zhuǎn)課堂，應(yīng)當(dāng)根據(jù)課程特點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教師自身的能力綜合決定，不是所有教師都擅長(zhǎng)翻轉(zhuǎn)課堂等非傳統(tǒng)教學(xué)方式，也不是所有學(xué)生都能適應(yīng)非傳統(tǒng)的教學(xué)方式。例如在一些晦澀難懂的公式推導(dǎo)過(guò)程中，對(duì)于基礎(chǔ)不夠扎實(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，教師的傳統(tǒng)講解會(huì)比翻轉(zhuǎn)課堂要高效的多，在學(xué)生已經(jīng)掌握了教學(xué)內(nèi)容，鞏固重點(diǎn)知識(shí)的時(shí)候，則可以將課堂交給學(xué)生，開展某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的討論或辯論、某個(gè)學(xué)習(xí)成果的匯報(bào)，或是組織一場(chǎng)知識(shí)競(jìng)賽，由教師與學(xué)生提前溝通好翻轉(zhuǎn)的形式和具體操作，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的組織力和創(chuàng)造力。以“人”為本，能充分發(fā)揮教師的教學(xué)優(yōu)勢(shì)、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，才是好的教學(xué)。同時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)注重自身技能的提高，主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極交流。

以皖西學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)“發(fā)酵工程”課程為例：在專業(yè)知識(shí)授課時(shí)采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在重點(diǎn)知識(shí)復(fù)習(xí)與總結(jié)時(shí)要求2019級(jí)學(xué)生采用“知識(shí)競(jìng)賽”的方式組織一次翻轉(zhuǎn)課堂。期末卷面成績(jī)對(duì)比2018級(jí)學(xué)生，從表1可以看出，分布最廣的70—89分階段的學(xué)生比例有所提高，平均分也有略微提高，說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)教學(xué)效果有一定的促進(jìn)作用。另外教師在結(jié)課后對(duì)2019級(jí)同學(xué)發(fā)放了關(guān)于此次翻轉(zhuǎn)課堂的調(diào)查問(wèn)卷，結(jié)果顯示：91.2%的學(xué)生表示喜歡這種教學(xué)方式，且自己真正參與到了這堂“課”中，僅有8.8%的學(xué)生覺(jué)得對(duì)這種特別的課堂無(wú)所謂。教師在這節(jié)翻轉(zhuǎn)課堂中也深刻體會(huì)到學(xué)生在課堂上本就應(yīng)該有的“積極性”，特別是在評(píng)委組設(shè)計(jì)的高分“搶答”環(huán)節(jié)中?？傮w來(lái)看，無(wú)論是愛(ài)“玩”或是愛(ài)“學(xué)”的同學(xué)都在這節(jié)課中及課前充分發(fā)揮了自己的創(chuàng)造性和積極性。

表1 食品質(zhì)量與安全專業(yè)“發(fā)酵工程”期末考試卷面成績(jī)分布

3.3 優(yōu)化教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)教學(xué)模式中的教學(xué)評(píng)價(jià)方式主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行卷面考試，單一的考核體系對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)過(guò)于片面，無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)水平，導(dǎo)致無(wú)法反映課程學(xué)習(xí)的真實(shí)效果，教師也無(wú)法進(jìn)一步對(duì)照著改進(jìn)自己的教學(xué)。

在OBE 的理念指導(dǎo)下，建立針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的多元化評(píng)價(jià)機(jī)制：增加過(guò)程考核，從學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂中的表現(xiàn)記錄學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)能力等，能夠?qū)W(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況有清晰的了解，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展；增加學(xué)生的自評(píng)與互評(píng)，給學(xué)生一定程度的自主權(quán)，能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)興趣[10]。

本文對(duì)上述的多元化評(píng)價(jià)機(jī)制作了初步設(shè)想，如圖4所示，具體指標(biāo)與權(quán)重還有待于在實(shí)踐過(guò)程中不斷地探索與調(diào)整，以趨向更合理，更精確地檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)教學(xué)效果，從而凸顯翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)。

圖4 基于OBE 理念的翻轉(zhuǎn)課堂多元化評(píng)價(jià)機(jī)制

3.4 反饋改進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教學(xué)反饋環(huán)節(jié)不是課程設(shè)計(jì)中最重要的部分，教師一般在試卷分析與課程小結(jié)之后就結(jié)束了課程，而OBE理念強(qiáng)調(diào)“結(jié)果”，那么對(duì)結(jié)果的分析與反饋也是不可缺少的。如圖2所示，對(duì)課程考核結(jié)果的分析需結(jié)合課程預(yù)期，也就是比較“學(xué)生最終獲得了哪些”和“學(xué)生最初需要什么”，教師通過(guò)多元化的評(píng)價(jià)方式得到分析結(jié)果，再對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中的考核體系、教學(xué)手段、教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行修改與完善，完成課程設(shè)計(jì)的閉環(huán)。若是對(duì)照教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生獲得的知識(shí)、能力或情感方面有所欠缺，可在教學(xué)中增加重點(diǎn)內(nèi)容的線上學(xué)習(xí)及線下討論。若是有其他方面的收獲，則可考慮根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)時(shí)限制、近些年學(xué)生整體的學(xué)習(xí)情況以及社會(huì)發(fā)展情況等對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。若是整體有較大的偏差，則應(yīng)當(dāng)考慮教學(xué)目標(biāo)是否設(shè)定合理以及學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教師的授課情況是否出現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行修正。

4 結(jié)語(yǔ)

開展一節(jié)成功的翻轉(zhuǎn)課堂是需要教師和學(xué)生付出大量時(shí)間與精力的，若只是為了創(chuàng)新而死板地創(chuàng)新，為了翻轉(zhuǎn)而生硬地翻轉(zhuǎn)，就成了本末倒置。一節(jié)課的成功與否，在于教師有效地輸出了多少專業(yè)知識(shí)或人文精神，而非是否采用了創(chuàng)新形式或道具。高校教師應(yīng)立足腳下、因地制宜，尋找最適合自己和學(xué)生的授課方式組織教學(xué)，把對(duì)課程的關(guān)注點(diǎn)放在教學(xué)效果而不是教學(xué)手段上。新的教學(xué)手段和科學(xué)技術(shù)不一定是教學(xué)改革的必要工具但可以被充分利用，以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維、批判性思維等，從而培養(yǎng)出地方發(fā)展所需要的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。