浅析成果导向教育理念在《电工电子学》课程中的运用

陈莹

摘  要：为了培养符合社会经济需求的工程人才，紧跟专业认证的步伐，需要对电类学科重要专业基础课程《电工电子学》进行改革。成果导向教育（简称OBE）是一种被世界认可的先进工程教育理论，而且已具备完整的理论体系和实践模式。文章对《电子电工学》课程进行了基于OBE理念的改革探索，首先介绍了OBE理念的定义和特点，然后按照OBE理念从教学策略，实验课程和考核模式三个方面进行了对《电子电工学》课程改革的设计和实践。本研究对我国电工学课程改革具有一定的推动作用，也可以为其它相关课程改革和培养新型工程人才提供新思路。

关键词：成果导向教育;电工电子学;教学策略;实验课程;考核模式

中图分类号：G640 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）08-0077-03

Abstract： In order to cultivate engineering talents who could meet the needs of social and economic and keep up with the pace of professional certification， it is necessary to reform the basic course of Electrical and Electronics， which is an important professional course of electrical subjects. Outcome Based Education （OBE） is an advanced engineering education theory which is recognized by the world， and has a complete theoretical system and practice mode. In this paper， we reformed the Electrical and Electronics course based on Outcome based Education （OBE） concept， and first we introduced the definition and characteristic of OBE， then we explored the applications of OBE in Electrical and Electronics course from instructional strategies， experimental curriculum and assessment mode. This study has a certain role on the electronics course reform in our country， and it could also provide a new idea for the training of new engineering talent.

Keywords： Outcome Based Education; Electrical and Electronics; instructional strategies; experimental curriculum; assessment mode

引言

成果导向教育（Outcome based education，简称OBE）是一种以成果为基础的教育理念。教育历程结束后，每个学生都能够取得目标结果。OBE理念中的教学和评估方式并不唯一，但课程体系的设计和实施都应该从帮助学生实现目标的角度展开[1]。成果导向教育理念已被广泛地应用于世界教育系统，澳大利亚和南非早在1990年就开始采用OBE理念，美国1994年开始实施OBE计劃，中国香港2005年开始将OBE应用于大学教育，马来西亚2008年在其所有公立学校系统中实施OBE政策，欧洲乃至欧盟都将注意力转移到了OBE。1989年创建的《华盛顿协定》中，OBE获得了国际社会的认可，一致认为应该将OBE应用于本科工程教育体系。2016年6月，我国成为了《华盛顿协议》的正式会员，意味着我国工程教育专业认证标准已提升至国际水平。我国开展基于成果导向教育理念的工程教育改革，具有现实意义。《电工电子学》是高等教育学校所有理工专业学习的基础课程，尤其是电类学科的专业基础课。目前，电工技术应用十分广泛，发展非常迅速，并且日益渗透到其他学科领域，在我国现代化建设中，占有重要的地位。为了更好地培养工程技术人才，紧跟专业认证的时代步伐，我院教师对《电工电子学》课程进行了基于成果导向教育理念的改革探索。

一、成果导向教育理念

传统教育模式往往只关注于学校能提供给学生什么，而成果导向教育却不同，它更注重于帮助学生明确并且获得目标成果。目标成果（Outcomes）到底是什么呢？目标成果是我们希望学生通过有效学习经历后取得的明确学习结果，它不是价值观、情感、态度或心理状态，而是学生可以用他们知道或者学会的东西做什么，即学生能具体应用学到的知识进行实践。这意味着学习成果是行动和表现，体现和反映了学生成功地运用理论、信息、想法和工具的能力。让学生用他们所知道的东西去做重要的事情，这是一个主要的步骤，而不仅仅是了解知识。所以，教育者在定义和设计目标成果时必须使用可观察到的行动语言，如描述、解释、设计或生产，而不是模糊的或隐藏性的无法检验的过程，如了解、理解、相信和思考。另外，目标成果的概念应该沿用到学生在校生涯的最后阶段，而不是仅仅局限于课程的某一段或某一段时间。这样学生和教师都会有一个终极目标，他们可以瞄准目标努力，积攒学习和教学经验。

将教育体系建立在以目标成果为基础上意味着什么呢？将一个系统建立于某一事物的基础上，意味着始终按照统一的标准或原则来定义、抉择、组织、构造、聚焦和实施这个系统。成果导向教育理念倡导以学生为中心，以教师为辅助，共同努力取得预期的目标成果。基于OBE理念的教学体系与传统教学体系最大的区别主要体现在以下4个方面。

1.基于OBE理念教学体系的课程设计、教学策略、评估和绩效标准的制定和实施每一步都是围绕明确的学习成果展开的。在OBE模式中，课程、教学和评估都应该采用灵活多变的方式，以便获得明确的学习“目的”。相比之下，传统的教育体系已经有了一个很大程度上预先定义的课程结构，其中包括评估和评分系统，其构建过程通常不是围绕着所有学生所期望的明确定义的结果实践的。甚至可以换句话说，课程和评估体系本身就是教学目的，为了学习而学习，只知其然并不知其所以然;

2.学习过程中所需时间是有教师和学生的需求所决定。在合理的时间限制下，时间被合理地利用，使所有的学生得到最大的益处。而传统教学体系却恰恰相反，学习时间是固定的，这是对教师和学生是一种刚性约束。时间表和日历控制着学生的学习和成功机会;

3.在一个基于OBE的教学系统中，标准是清晰明确的，所有的学生都知道基本要求是什么。人人都有机会获得目标成果。但传统教育体系中，机会是有额度的，人们常常会认为成绩好的学生取得好成绩是理所当然，同样差生不及格也十分正常;

4.以OBE为基础的教育体系注重培养和提高学生的学习能力，帮助他们在毕业前的最终能力能够尽量达到巅峰。而目前教育体系完全相反，教学系统会对学生进行测试，并对课程的各个部分进行永久评分，错误会成为学生个人记录中的一部分，还会不断积累不断提醒学生们过去的错误。久而久之，那些速度快、表现稳定的人会取得更好的成绩和记录。那些行动较慢的人永远没有机会真正赶上进度，因为他们一直被以前无法抹去的错误记录阻碍，也就是我们常说的“破罐子破摔”。

总的来说，OBE具有以下四个准则：制定清晰明确的目标成果;鼓励帮助学生，增加学习成功机会;相信所有人都可以取得目标成果和以最终成果为目标展开实践。成功的OBE实践者应当始终如一地，系统地，有节奏地，创造性地，同时地遵守这4项准则。

二、OBE理念下的《电工电子学》教学策略探索

《电工电子学》课程涵盖了较多的理论概念及复杂公式，因此，在传统的教学过程中，授课教师往往把绝大多数课时放在了理论知识的讲解上，而忽略了与生活实践的联系。另外，目前理工科的教师大多数都具有博士学历，学习期间一般从事的是基础研究工作，且研究领域较为狭窄。这导致部分教师在进行课堂教学时，很难对科学知识进行融会贯通。最终，课堂教学变成教师对知识的强行灌输与学生的被动接受，使得课堂变得无聊乏味，学生的学习兴趣的下降，课堂效果十分不理想，其结果就是在考试中会出现大量不及格的现象[2]。OBE理念模式下的《电工电子学》提倡让学生从被动学习转换为主动学习，并运用所学知识进行实践。课程设计往往基于真实的课题或者开放式任务，具有挑战性，提供学生和老师或学生间的合作平台。还可以采用参与、探索、解释、阐述和评估5步学习周期帮助学生进行学习，获得目标成果，尤其是在参与和探索环节，学生能够亲自动手参与实践，然后带着疑问开始正式的学习，往往可以获得事半功倍的效果。

工程学科课程在提供基础知识的同时，应该与时俱进，以适应技术、工业和经济利益。如果学生觉得所学知识在现实生活中毫无意义，只是为了获取学分甚至学位而完成机械式的练习，那么他们在学习过程中会觉得懊恼，枯燥无味。因此，首先得让学生明确学习的意义，即通过学习，学生可以学到什么，解决什么问题或者取得什么技能。OBE理念下的《电工电子学》课程应该具有明确的教学目标。例如，“解释有些家用电器（例如电冰箱等）用的是单相交流电，但是为什么电源插座是三眼的”这个问题，就意味着，要想取得成功，学习者必须同时具备三相电路和安全用电等多个知识点及解释的能力。OBE理念下的《电工电子学》课程更应该具有动态的教学目标。只用与时俱进的教学目标，才能真正调动学生的主观能动性，才能培养出符合社会需求的工程人才。另外，四年的工程教学不能为学生提供他们今后需求的所有知识，我们应用鼓励学生毕业后继续学习，工程教育是一个终生的承诺。因此，我们没有必要把可能产生或者不会产生任何结果的每一个可能性或者含糊性概念都塞进课程。Skinner[3]的“强化结果”理论中明确指出，只要有鼓励或者需求，学习行为就会发生。所以，与学生未来无关或者不需要的话题不会产生任何结果，也难以引发学生的学习行为。学习目标的建立应该像路线图一样，提供多种选项，限制和要求尽量减少，让学生自主选择最适合他们的路径，达到目标结果。

传统的《电工电子学》课程常采用课堂讲授法进行教学，这种形式效率极低，学生难以融入课堂。基于OBE改革后的教学模式可以更加多样化，例如，可以采用投票互评的形式，增加学生之间互相讨论的机会，提高学生的学习主动性;可以采用问卷调查的形式，了解学生的学习兴趣和学习情况;可以鼓励要求学生进行预习，然后通过课前提问的方式，检验学生自主学习效果;可以借助多媒體帮助学生进行预习或者巩固学习内容;可以采用翻转课堂的形式，让学生转“学”为“教”，升华学习效果;可以采用自我反省式教学法，要求学生提交每周报告，描述他们学到的知识及学习中的困惑;还可以采用互动式、协作式或者讨论式的复习方法代替传统被动式学习法，除了正常授课，教师还可以适时地安排复习课或者讨论课，可以由志愿者，研究生或者本科生助教组织答疑，其目的是为学生提供个性化的帮助和反馈。

三、OBE理念下的《电工电子学》实验课程探索

《电工电子学》是一门实践性很强的课程，因此实验课程和理论课程同样重要。OBE理念中提倡基于情境认知的学习模型，这种模型能够增强学生的融入感，提高主观能动性，一般可以分成三个阶段：建模（演示如何做某事），指导（提供机会进行实践和反馈），最后是淡出（逐渐移除对学生的帮助）。OBE理念下的《电工电子学》实验课程试图打破传统的验证性或者“教科书”式的教学模式，不再是教师或者教材上面说什么做什么学生机械重复，而是应该积极营造学习氛围，提供学生展示的平台，增加学生参与度和学生间的互动性。例如，经过第4章正弦交流电路课程学习后，可以设计日光灯电路及提高其功率因数的实验。学生可以组成学习小组，互助交流，综合运用所学知识点进行电路图的设计，动手测量电源、灯管电压、镇流器电压，可以想办法提高功率因数，通过实验验证自己的设想，并解释原因，最终展示自己的成果，进行自评、互评和老师点评。课前预习和课堂讨论可以帮助学生顺利地融入实验氛围，在充分了解实验目的，内容和方法的前提下，鼓励学生自主设计和完成实验。运用视频分析软件，实时观察和收集学生的设计、分析和实验的各个环节，可以帮助老师发现学生的不足之处以及错误的原因，从而彻底解决问题。借助计算机模拟虚拟仪器，构建模型，生成具体的图像或者物体的运动轨迹，可以提高学生对电工学概念的理解。例如，Finkelstein等人[4]研究发现，用电脑模拟代替用实物灯泡和导线进行实验来探索直流电路，这种方法学生期末考试中有关电路方面的题目得分会更高，而且实践技能甚至是组装真实电路的能力会更强。他们认为这是因为电脑模拟的方式能够让学生看待问题角度更加全面，相关细节关注度也会提高。通过基于OBE的实验课程，学生经历一个观察和探索，分析和实践，解释和拓展的学习循环后，能够更加深刻的理解基本概念，提高专业素质，开阔视野，同时实践能力，团队合作能力都会得到提升。

四、OBE理念下的《電工电子学》考核模式探索

传统的《电工电子学》考核模式往往是基于教学或者教材的考核，考核形式单一，培养出来的大多是应试型人才，高分低能的学生是无法满足社会经济发展需要的。基于OBE理念的《电工电子学》考核模式探索中，我们主要尝试了“过程考核”多元化的形式，调整了成绩组成内容和相关比例，尤其是提高了平时成绩的配额，平时成绩主要包括课堂表现，分组讨论，平时作业，自主学习反省报告、实验和实践等环节。我们鼓励学生“大声思考”，让他们描述他们对特定情况的看法或者解决问题，并解释他们的推理过程，从而发现他们真正的学习状态和学习困难点，避免他们只是对概念重复的机械记忆。我们会精心设计多项选择题的测试或者问卷调查，从学生常见的自发错误答案中进行分析，排除干扰因素，找出问题关键所在。我们鼓励学生积极开展自我诊断，希望他们能够根据自己在家庭作业、小组讨论、复习课答疑和考试等环节中出现的错误进行反思，吸取教训，避免再犯同样的错误。我们鼓励学生通过网络学习空间展示自己的学习或者实践成果。我们也鼓励和支持学生参加省级以上的比赛，或者参加产学研和进企业活动，如果学生参加省级以上比赛获奖或者得到企业奖励，这门课程可以免试，成绩为良好，也可以按照正常程序进行考核，按照实际分数计分。

五、结束语

综上所述，成果导向教育（OBE）属于一种被世界认可的先进工程教育理念，而且已经具备一整套完整的理论体系和实践模式。在我国工程教育领域中，传统的理工专业基础课《电工电子学》课程存在许多问题，已经无法适应经济社会发展的需求，需要结合OBE进行改革。本文主要从教学策略，实验课程和考核模式三个方面，对传统的《电工电子学》课程进行了基于OBE理念的改革探索，利用OBE理念带动我国电工学课程的改革发展，紧跟专业认证的步伐，也希望可以为相关课程改革和培养创新型工程人才提供新思路。

参考文献：

[1]Spady， William. Outcome-Based Education： Critical Issues and Answers [M]. Arlington Virginia： American Association of School Administrators， 2014， Oct. 31.

[2]徐燕，刘永生.《太阳能发电技术》课程思政的探索与实践[J].教育教学论坛，2019（19）：161-162.

[3]B. F Skinner. The Gale Encyclopedia of Psychology[J].Detroit， MI：Gale，1996 ：334-335.

[4]N. D. Finkelstein. When learning about the real world is better done virtually： A study of substituting computer simulations for laboratory equipment [J]. Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 2005 （1）：010103.