基于OBE驱动的高效混合教学模式研究

杨绍明 章家立 郭赞如 彭家喜 查文玲

摘  要：该文研究如何将OBE（成果导向教育）教育理念与混合教学模式进行有效融合。首先基于OBE理念反向重构课程的教学目标，然后以教材内容为基础，融入科研项目、竞赛项目和企业项目等内容设计丰富合理的课程内容;为了有效实现教学目标和内容，构建起以学生为中心、以学习成果为导向、线上与线下深度融合的高效混合教学模式。以该校高分子材料与工程专业的《分析化学》学科基础课为例，基于OBE驱动的高效混合教学模式有效提高了学生的学习积极性、自主性和效果。

关键词：OBE驱动  混合教学模式  分析化学  高分子材料与工程

中图分类号：G642.4                          文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）02（b）-0147-05

Research on High-efficiency Mixed Teaching Model Based on OBE Drive

——Taking Analytical Chemistry as an Example

YANG Shaoming  ZHANG Jiali  GUO Zanru  PENG Jiaxi  ZHA Wenling

（School of Materials Science and Engineering， East China Jiaotong University， Nanchang， Jiangxi Province， 330013  China）

Abstract： This paper studies how to integrate the OBE （result-oriented education） education concept with the mixed teaching model. Firstly， based on the OBE concept， the teaching objectives of the course are reconstructed in reverse. Then， based on the content of the textbook， the contents of scientific research project， competition project and enterprise project are integrated to design rich and reasonable course contents. In order to achieve the teaching goal and contents effectively， a student-centered， achievement-oriented， online and offline mixed teaching model is constructed. Taking the subject foundation course of analytical chemistry of polymer materials and engineering in our university as an example， the OBE driven mixed teaching model effectively improves students' learning enthusiasm， autonomy and effect.

Key Words： OBE drive; Mixed teaching model; Analytical chemistry; Polymer materials and engineering

工程教育專业认证（简称“工程认证”）是指专业认证机构对高校的工程类专业教育进行的专门性认证。工程认证是国际通行的工程教育质量保障，是工程教育国际互认和工程师资格国际互认的“通行证”。2020年7月21日发布的《教育部高等学校教育教学评估中心 中国工程教育专业认证协会关于发布已通过工程教育认证专业名单的通告》中指出，截至2019年底，全国共有241所普通高等学校1 353个专业通过了工程教育认证。自2016年我国成为《华盛顿协议》的正式成员以来，工程认证得到快速发展，为我国工科人才的培养和专业教学质量的提高起到了指导性作用。“以学生为中心、以目标为导向、持续改进”是工程认证的核心理念，也是高校在工科专业教育中必须遵守的指导思想和原则。

OBE（Outcomes-based Education），即成果导向教育，亦称目标导向教育、能力导向教育或需求导向教育，是以学生为中心、以学生的学习成果目标为导向的教育理念，它注重学生实际工作能力，以学生未来的学习成效为起始点，分析其应有的核心素养去做合理的回溯性设计。OBE与工程教育的发展要求吻合，是目前工程教育认证标准的核心理念之一。近年来学者对OBE 教育理念在高等教育中的作用研究大部分还停留在理论层面，对于如何用OBE理念指导大学课程教学设计的实践研究非常薄弱。

混合教学模式将“在线课堂”和“线下课堂”学习进行双重结合，能更有效地激发学生的学习内在动力，更好地提高学生在教学活动中的主动性和参与度。混合教学模式在国内外高等教育领域获得了广泛的关注和应用，如教学模式描述、教学方法设计、实证研究等。但混合教学实践中普遍存在互联网和传统教学的表面整合，实际教学效果远没达到预期。如何结合课程特点和毕业要求，有针对性地对教学资源、教学环节、教学组织等进行设计，通过线上和线下课堂深度融合，提高混合教学效果，是当前亟待解决的问题。

《分析化学》是化学、高分子材料与工程、材料科学与工程、环境工程类专业的学科基础课或专业课，是理论与实际结合非常紧密的实用性课程。该文以该校高分子材料与工程专业的学科基础课《分析化学》为例，研究如何将OBE教育理念与混合教学模式进行有效融合，先基于OBE理念反向重构《分析化学》课程的教学目标，针对预期学习成效，在教材内容基础上融合科研项目、竞赛项目和企业项目等素材对课程教学进行合理设计，构建起以学生为中心、以学习成果为导向、线上与线下深度融合的高效混合教学模式。

1  基于OBE反向设计《分析化学》课程教学目标

课程目标相当于一门课程的总指挥棒，《分析化学》课程传统教学方式下课程目标的设定是以大纲和教材规定目标为目标，重知识轻能力，这与当前工程教育专业认证重能力、重应用的要求相悖。因此，基于OBE教育理念，从毕业要求出发，即从学生的学习成果和学生所应具备的能力出发，反向设计《分析化学》课程教学目标研究具有重要的意义。具体内容如下。

1.1 确定课程与毕业要求指标点的关系

根据工程教育专业认证中的毕业要求指标，梳理出《分析化学》课程能支撑的毕业要求指标点，明确课程与毕业要求指标点的对应支撑关系。如该校高分子材料与工程专业适应工程认证要求，为了有效支撑培养目标的达成，制定了“工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习”的12条毕业要求一级指标点。根据《分析化学》的主要课程内容为分析化学（化学分析）的基本理論和主要分析方法出发，将《分析化学》课程归属于支撑“问题分析”毕业要求中的“能够针对复杂工程问题，利用数学、物理、力学、化学、及材料科学等相关知识进行识别和表达”二级指标点。

1.2 反向确立课程目标

根据课程特点，将其所需要支撑的“能够针对复杂工程问题，利用数学、物理、力学、化学以及材料科学等相关知识进行识别和表达”二级指标点，结合课程内容反向确立课程目标，用课程目标分别支撑毕业要求二级指标点。根据上述程序，确定该校高分子材料与工程专业的《分析化学》课程的课程目标，具体内容如下。

目标1：能熟悉分析化学的任务、作用和分类;能掌握定量分析中的误差和偏差、分析结果的数据处理、有效数字及运算规则;能掌握重量分析的基本原理、结果计算和应用。

目标2：能熟悉滴定分析的基本概念;能掌握四大滴定（酸碱滴定、配位滴定、氧化还原、沉淀滴定）的基本原理，终点指示方法、结果计算和应用。

目标3：能熟悉四大滴定和重量分析法在材料分析中的基本应用。

2  基于OBE反向设计《分析化学》课程内容

传统的课程教学内容随着选择的教材的差异会有很大的变化，这样会导致毕业要求所需的教学内容缺失的情况。为此，在该课题中我们将基于OBE教育理念，强调学生毕业时达到的能力，根据毕业要求指标点，反向设计《分析化学》课程教学内容，突出其对毕业要求指标的支撑，具体内容如下。

2.1 建立章节内容与课程目标的对应关系

围绕课程目标，整理和归纳教材内容，创建章节内容与课程目标之间的对应关系，并按照章节内容对毕业要求的贡献度合理规划课时。该校高分子材料工程专业的《分析化学》课程的学分为2，总学时为32，具体课程内容、学时安排和课程目标等安排见表1。

2.2 根据毕业要求，将科研融入教学，充实教学内容

课题组成员将通过科研获得的该领域的前沿知识、最新发展、动态和趋势，根据毕业要求和课程目标，融入课程章节内容中。比如结合正在从事的“光电化学传感器的研究”科研课题，在配位滴定分析中介绍光电催化剂如二氧化钛、二氧化锌及复合催化剂等在光电化学传感器中的具体应用，细述光催化材料二氧化钛和二氧化锌中的金属离子的测定原理及方法。

2.3 根据毕业要求，将竞赛项目和企业项目融入教学

创新创业等竞赛项目尤其是企业项目具有实践性强的特点，上述项目的融入能有效激发学生的学习动能和学习兴趣。如课题组的企业项目“双氧水的稳定剂”涉及双氧化的检测，在氧化还原滴定分析的高锰酸钾法的教学内容中，具体引入该项目的背景介绍及双氧化的高锰酸钾法测定原理及方法。“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛是在高校具有很大影响力和知名度的全国性竞赛活动。将与《分析化学》课程内容相关的挑战杯的竞赛项目引入课堂教学，这既能激发学生学习该课程的积极性，又能对学生参加竞赛起到激励作用。如根据第十二届挑战杯省赛作品“基于单晶TiO2纳米线阵列的太阳能连续光电污水处理装置”涉及污水处理，可将污水排放的重要指标COD（化学耗氧量）融入氧化还原滴定分析的重铬酸钾法测定工业污水中COD的测定原理及方法的教学中。

3  基于OBE构建《分析化学》课程混合式教学模式

3.1 以OBE理念为指导，设计线上和线下教学内容

线上教学内容包括课前线上预习课程内容和课后线上复习加强线下课堂教学内容及拓展课程内容，线下教学内容为线下课堂教学内容。该文在上述《分析化学》课程内容研究的基础上，以学习产出为导向，研究将每章节的基础概念性知识和重点难点应用知识梳理出来，基础概念性知识作为线上课前预习内容，而支撑毕业要求的重难点应用知识则作为线下课堂教学内容。如重量分析法的“沉淀完全的程度与影响沉淀溶解度的因素”部分，沉淀平衡、溶度积、同离子效应、酸效应、配位效应等概念性知识作为线上预习内容，线下则重点讲解同离子效应、酸效应、配位效应相关的溶解度计算。

3.2 线上教学平台建立

线上教学平台建立包括线上教学资源的建设和线上教学平台的选取两个方面。根据《分析化学》课程混合教学的支撑度、平台的功能及学生的使用习惯等选择智慧树线上教学平台，一方面该平台上有《分析化学》在线课程及教学资源供学生课前课后学习，另一方面该平台拥有可自建教学资源库、在线作业布置和批改、实时统计在线学习时间、学习效果反馈等功能。此外，为提升教学效果，线上教学平台与QQ、微信等融合使用，实时交流课程中的疑难问题。

3.3 线下课堂教学方式

结合《分析化学》课程实践性强的特点，以OBE理念为指导，重点探究以学生为中心的任务（项目）驱动教学方式的应用。任务（项目）教学是以预先制定的任务为目标导向的教学模式，目的是培养学生的专业能力和其他综合能力。比如在酸碱滴定法的“分布曲线”部分，设定任务目标为“了解分布曲线的意义，掌握一元酸的分布系数和平衡浓度的计算”，以分组形式完成任务驱动教学，能充分调动大家的学习积极性和主动性。

3.4 基于OBE的线上学习和线下课堂教学深度融合

混合式教学的实质在于以“混”为手段，以“合”为目标，不断提升教学效果。基于OBE理念，以最终学习成果为目标，探究《分析化学》课程线上课前预习、线下课堂教学、线上课后复习巩固拓展的深度融合。如在配位滴定分析的“副反应系数”部分，先在平台上传教学资源，线上布置预习任务，要求学生掌握副反应系数、酸效应系数、配位效应系数和条件稳定常数等基本概念;线下课堂教学重点对上述基本概念的公式推导、计算示例;课后线上布置相关的巩固习题实时获取学习效果，同时结合QQ、微信群实时解答学生在课堂上未消化的知识或疑难问题。

4  基于OBE的《分析化学》课程学习效果动态考核

基于OBE理念，基于混合学习平台的实时考核和基于OBE的期末考核的动态考核机制，将学习效果评价贯穿到整个学习过程，全面考察学生的学习情况，科学客观地反映学生的实际能力，从而对课程学习产生良性的反拨作用。根据课程目标对毕业要求指标点的贡献度，分别确定各课程目标在期末考试、实时考核中的目标分值和权重，具体见表2。

OBE理念反向重构《分析化学》课程的教学目标，针对预期学习成效，以教材为基础融合科研项目、竞赛项目和企业项目等素材合理设计课程教学，构建起以学生为中心、以学习成果为导向、线上与线下深度融合的高效混合教学模式。该教学模式在该校高分子材料与工程专业2019级学生中实施，结果令人满意，与上一届学生的成绩比较见表3。线上与线下深度融合的高效混合教学模式有效提高了学生的成绩，同時提高了优秀率及降低了不及格率。

5  结语

该文基于OBE教育理念，根据课程对毕业要求指标点的支撑作用，反向确立课程目标;然后围绕课程目标，建立章节内容与课程目标的对应关系，并确定相应的课时，另外为了强化课程内容的实际应用，将科研项目、竞赛和企业项目融入教学;为了有效地实现设立的课程目标和课程内容的教学，采用线上课前预习、线下课堂教学、线上课后复习巩固拓展的高效混合方式;采用基于线上平台及线下课堂的实时考核和基于OBE的期末考核的动态考核机制，实现对学习效果的科学、客观和全面的评价。以该校高分子材料与工程专业的《分析化学》课程为例，实施基于OBE驱动的高效混合教学，得到令人满意的结果。

参考文献

[1] 高春梅，冀世锋，邢云青，等.虚拟仿真实验在《固体废弃物处理与处置》实验中的应用探索[J].教育教学论坛，2018（26）：274-275.

[2] 张肖静，马永鹏，张宏忠.渥太华大学混合式教学法的应用及对我国环境工程高等教育的启示[J].河南化工，2019（10）：58-60.

[3] 教育部高等教育教学评估中心[EB/OL].（2020-07-21）[2020-10-07].https：//www.heec.edu.cn/pgcenter/xwzx/623824/index.html.

[4] 唐凤翔，郑允权，黄剑东.基于毕业能力培养的制药分离工程教学改革探索[J].广东化工，2018（19）：123-125.

[5] 赵岩松，崔江涛，朱伟.专业认证下创新创业实验班人才培养模式探索[J].科技创业月刊，2018（2）：91-94.

[6] 魏通，周青军，刘文泼，等.工程教育专业认证对中国民航大学材料物理专业建设的启示[J].教育教学论坛，2018（3）：221-223.

[7] 范艺，张琴.基于OBE理念的天线与电波传播课程的教学改革探索[J].教育教学论坛，2019（43）：111-113.

[8] 黄艳丽.探究成果导向教育在高等工程教育中的实践[J].理论观察，2016（2）：153-154.

[9] 吴福忠.基于成果导向理念的应用型人才培养模式探索[J].教育教学论坛，2019（36）：156-158.

[10] 侯红玲，任志贵，何亚银，等.基于OBE理念反向设计教学过程研究[J].大学教育，2019（10）：57-59.

[11] 李倩.基于翻转课堂的项目教学在高职课程中的应用研究—以《网页设计与制作》为例[D].河南师范大学，2015.

[12] 袁莉.项目教学法在中职学校建筑工程施工专业课教学中的应用情况调查研究[D].贵州师范大学，2018.