基于OBE理念的水文水利计算线上线下混合式教学改革实践研究

赵雪花 蔡文君 祝雪萍 张志祥 张 健

太原理工大学水利科学与工程学院，山西 太原 300024

一、OBE理念概述

近年来，随着工程教育认证工作在我国的开展，工程教育认证遵循的成果导向、以学生为中心、持续改进三个基本理念得到高校的广泛认可。其中成果导向教育（Outcome Based Education）理念进入课堂成为落实工程教育改革的关键性工作，贯穿于工程教育认证的始终。OBE 理念是指以学生的学习成果为导向的教育理念，强调以学生通过教学后所取得的学习成果为教学设计和教学实施的目标。OBE 理念强调对学生能力的培养和训练，教师在培养学生的过程中需要注重培养学生适应未来学习和工作的能力。

太原理工大学水文与水资源工程专业在2017 年顺利地通过了全国工程教育专业认证，课堂的改变是工程教育认证最关键的核心部分。故此，教师需要将OBE理念贯穿于具体的教学环节中，以学生完成这门课的学习后应具备什么样的能力为目的设计整个教学活动。教师一方面需要理解教学究竟要培养学生什么能力，另一方面也要使学生明晰自己需要获得哪些能力，继而提高教与学的质量。目前，随着互联网的普及和计算机技术在教学活动中的广泛应用，网络课程应运而生，不同学校的学生可以获得平等的学习机会。“互联网+教学”的学习模式已被大多数高校采纳，获得了较好的学习效果，完成了学习任务。这种模式在疫情结束、教学活动全面恢复后依然可以继续沿用，升级为线上线下混合教学模式，为创新性教育打开新的局面。

面向世界一流大学建设，将OBE理念作为课程教学改革的新方向，各个高校都进行了有益的尝试，通过改进教学内容和教学过程的相应环节，提高学生对教学模式的认同度，有效地激发了学生的学习热情，提高了教学效果。当前，现代信息技术被不断引入教学过程中，线上线下混合、翻转课堂等教学模式作为新的教育形式，备受广大师生的青睐，不仅能够依托互联网将优质的教学资源融入线上教学体系，开阔学生的视野，也能通过传统的课堂教学方式为学生答疑解惑，从而使得学生学习的时间和空间更为灵活，并进一步深化学生对知识的理解。

为了更好地促进学科的发展，提高教学质量，本文以水文水利计算课程为研究对象，探索基于OBE理念的线上线下混合教学模式。

二、当前水文水利计算课程教学中存在的问题

（一）在激发学生学习动力和提高认同度上不足

激发学生学习本课程的兴趣，提高学生自主学习的动力，是提高教学质量的前提。兴趣是最好的老师。如果学生能够体会到自己是教学活动的参与者，能够以更轻松的心态顺畅地与老师和同学分享自己在学习中的心得与困惑，就能激发学生自主学习的积极性。传统的教学模式下，教学方法和考核方式较为单一，难以提高学生的参与感和认同度，主要体现在：课堂以教师讲解为主，学生被动地接受知识，同时考核方式欠缺合理性，大多是以平时作业、考勤成绩和期末考试成绩来综合评定，很少涉及其他教学环节的成绩评定，导致学生的参与度不足，全靠期末突击学习以达到获取学分的目的，无法满足OBE 理念对于学生学习成果的要求。

（二）在培养学生实践能力上不足

水文水利计算是水文与水资源工程本科生的专业核心课程，课程内容包括水文计算和水利计算两个部分。水文计算侧重于指导学生在分析水文要素的变化规律的基础上，为水利工程建设提供相应的水文情势的预估；水利计算侧重于培养学生有能力在实际工作中选择经济合理和安全可靠的工程设计方案、规划设计参数和调度运行方案。传统的教学模式通过讲解教材规定的一系列水文水利计算方法，借助相关的练习题培养学生水文分析和计算的能力。然而，基于传统的概念介绍、公式推导和理论讲解等方式，缺乏对于实际水利工程设计中具体问题、案例的讲解，很难达到训练学生工程思维和培养学生解决实际工程问题能力的目的，而且会使学生感到枯燥和乏味，难以达到预期的教学效果。

（三）在培养学生创新意识上不足

OBE 理念注重培养学生的创新意识和创新能力，以及提出问题和解决问题的能力。传统的教学模式则注重理论的指导性。毋庸置疑，扎实的科学理论知识是学科和专业进一步发展的前提，同时也是科技进步发展的基础，然而，本科生毕业之后，无论是步入工作岗位还是继续深造，具备较好的创新思维能力都是必不可少的。当前的教育模式仍主要以课堂灌输为主，在训练学生工程思维方面有所欠缺，因此，在工程教育认证的背景下，专业教师需要考虑如何在保证学生掌握扎实的专业知识的基础上，培养学生的创新意识和创新能力。

三、建立基于OBE理念的线上线下混合教学模式

（一）建立线上线下混合教学模式，提高学生的参与感和认同度

OBE 理念以学生为中心。为了激发学生的学习动力，提高学生对教学内容和教学过程的认同度尤为重要。因此，本文以水文水利计算为例，建立线上线下混合教学模式，具体实施方式为：（1）线上教学。在超星一平三端网络平台建立微课，要求学生上课之前在平台上对下一次要上课的内容进行预习。为避免由于内容重复导致学生在线下课程环节失去兴趣，线上环节侧重于利用工程实例提出问题，鼓励学生思考并利用课程前期已学习知识提出解决方法，同时在平台讨论区交流留言，教师在备课期间通过查看讨论区的交流互动内容，了解学生对即将要学习的教学任务产生的困惑和主要难点，并在线下授课时重点讲解。（2）线下教学。在线上平台了解学生学习情况的基础上，教师用启发式和研讨式引导学生对重点内容和问题进行交流学习。教师按照教学大纲的要求讲解教材各章节的内容，结合PPT 和板书重点讲解无法在平台上完整表述的知识点。同时，教师依据各个章节的重点和难点对学生开展阶段性考核。考虑到学生接受知识的能力存在着客观的个体差异，教师应在线下课堂通过有针对性的提问和交流，细致地为学习进度慢的学生讲解难点，并给出工程实例，启发学习进度快的学生结合书本理论知识找到自己对实际工程问题的解决办法。教师最后进行点评并鼓励全班学生一起探讨，培养学生提出问题和解决问题的能力，激发其创新精神。

线上线下混合教学模式能调动学生的积极性，使学生认识到自身的潜力和兴趣，以便在将来的工作和生活中更好地发展自身的优势。同时，混合教学模式能够加强教师和学生之间、学生和学生之间的沟通，从而形成良好的学习氛围，加强学生对知识点的了解和掌握，有效地提高学生的成果产出。

（二）改进教学内容和教学过程，提高学生的实践能力和创新能力

OBE 理念是为了培养学生的创新意识和创新能力，重视学生综合应用本课程知识解决问题和应用实践的能力。科学的教学内容和过程是培养学生创新意识和提高学生实践能力的前提。

在课程教学过程中，教师应依据教学目标、课程内容和学生的实际情况灵活地选择教学方法，优化课程体系，不生搬硬套课本内容，做到因材施教。教师通过超星平台掌握学生对于任务点的完成情况，查看讨论区内的主要问题，了解学生对已完成的教学任务点的掌握情况，以及对未学习的任务点的兴趣度和困惑点，并针对问题在线下平台逐一解决。

从本专业对学生毕业要求的达成体系可知，通过水文水利计算的学习，学生要能够将数学、自然科学和工程基础知识用于解决水文与水资源领域工作中的实际问题，这就离不开运用计算机编程语言、数据统计分析软件，对收集的水文数据进行分析和处理，并在此基础上搭建水文模型、洪水预报模型等数值模拟平台。因此，教师在授课过程中应紧跟学科前沿，借助超星一平三端网络平台，对应教材中的相应章节，向学生展示当前科研和生产实际中关于降雨径流模拟、洪水预报、设计洪水推求、水库兴利防洪调度等相关软件的实际操作过程，并在此基础上引入实际工程中的水文问题实例，鼓励学生利用编程软件开发水文计算小程序，促进学生将所学应用于实践，并在实践中找到理论知识的价值，真正做到学以致用。

紧跟学科前沿，按照教学大纲设置的重难点设定一系列主题，让学生自愿组成学习兴趣小组，各组协商选定一个主题，组内学生分工合作，通过查阅资料、相关文献，围绕课程的重要知识点制作PPT，对该主题中所涉及的目前科研和实践中遇到的问题进行分析，并以自己已掌握的知识和资料为基础，提出解决的办法。PPT 完成后，每组派出一位学生在课堂上进行汇报。汇报结束后，教师就汇报内容的逻辑性、创新性，PPT 制作质量，汇报的现场表现等方面进行点评，鼓励全班学生针对汇报中涉及的专业知识展开讨论，综合汇报的情况评选出优秀汇报人和小组，同时将主题汇报的成绩计入平时成绩。学生在制作PPT 并进行专题讲解的过程中，增强了信息检索的能力，了解了学科前沿动态，培养了创新意识；同时，通过师生共同探讨和点评，锻炼了学生自我表达的能力，为学生毕业后的工作和进一步深造打下坚实的基础。

（三）设计注重过程的考核体系

在考核方式和标准上，OBE 理念更注重考核的灵活性、过程性、目标性。考核体系不能只是局限于给学生一个简单的分数，而是要鼓励教师能够对学生的学习效果进行分析，并随时调整教学方案，以达到预期的教学效果。这就需要考核方式具备多元化和灵活的特性，使学生具体的学习效果以过程性评价的方式体现出来。考核除了包含传统的课堂考勤、课堂提问、平时作业、实验报告、期末考试，还包括线上平台的任务点完成情况、参与讨论的次数、线上平台作业的完成情况，以及在水文计算小软件开发和主题讨论过程中本人所做出的贡献等。考核成绩是学生学习效果的最终评价，也是学生完成一门课程后获得的学习成果的量化指标。注重过程的考核方式，能够充分增强学生的学习动力，特别是参与教学活动的热情。应建立完善的考核体系，在期末课程总成绩中体现学生的创新能力和实践应用能力，将评价机制和学生的成果产出相对应。

综上，应建立基于OBE理念的线上线下混合教学模式（见图1），以学生为中心，通过改进教学内容和教学过程，完善考核体系，提高学生的认同度，增加学生在教学活动中的参与度；注重学生之间的个体差异，做到因材施教，帮助学生认识到自身的优势和兴趣点，从而获得更好的教学成果，提高学生的能力。

四、结语

基于OBE 理念的水文水利计算线上线下混合教学模式改革实践研究，力求将传统的教学活动和信息化教学平台结合起来，充分调动学生的积极性，培养学生的创造性思维，提高学生应用知识和创新知识的能力，实现由传统的知识型、单一型培养模式向现代的素质型、开放型和复合型的创新型人才培养模式的根本性变革，培养达到认证标准的人才。

2020年春季学期，面对突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情，为保证疫情期间“停课不停教、停课不停学”，太原理工大学利用现代信息技术，建立“互联网+教学”新模式，开展了线上教学，保证了教学任务的顺利完成。当然，在本科生教学全面恢复正常之后，仍然可以借鉴这种教学模式，开展线上线下混合教学模式，并将OBE理念体现在教学大纲、教学内容、教学过程和考核方式中，使教师树立现代教育观，紧跟学科前沿，学习先进的教育理论，提高自身的教育理念，促进理论和实际应用的衔接，从而在实践中探索符合OBE 理念的教学新模式，提高学生的创新意识和实践能力。