基于OBE理念的工程类课程翻转课堂教学模式探索

殷智超，孔 敏，闵长莉，汪学军，张 莉

(皖西学院，安徽 六安 237012)

翻转课堂(flipped classroom)是一种将传统教学顺序进行翻转，把线上网络学习与线下面对面教学结合起来的混合式学习模式[1]。不同于传统的以教师讲授为主的教学模式，翻转课堂更有利于激发学生的学习兴趣以及培养其独立思考的能力[2]，培养学生的创新精神以及锻炼其实践能力。在网络技术高速发展的今天，翻转课堂以一种新兴的教学模式逐渐被我国教育工作者熟知，更成为研究的热门[3]。在翻转课堂的应用过程中，文史类课程因其知识点往往是开放式的，学生可以从许多不同的角度展开讨论，呈现出激烈且精彩的课堂；工程类课程，很多知识点是死板的定理定律，其授课目的主要是要求学生掌握各种定理定律工具的应用，可辩论的空间十分有限，翻转课堂在其中的应用也受到一定的限制。本文基于OBE理念，根据实际教学情况探索工程类课程如何应用翻转课堂教学模式，以充分发挥翻转课堂在工程类课程中的优势。

1 OBE理念

OBE理念是Outcome-Based Education理念的简称，最早在1981年由美国学者Spady W.D.在其著作《以成果为本的教育：争议和答案》中提出，他把OBE定义为“清晰地聚焦和组织教育系统，使之围绕确保学生在未来生活中获得实质性成功的经验”[4]。这种理念在其发展过程中逐渐被世界上越来越多的国家所接受，在我国，尤其是2017年初达成复旦共识之后，也有越来越多的教育工作者尝试并接纳了OBE理念，现已将其翻译为“基于结果的教育”理念，也就是成果导向教育理念。

OBE的教学理念是把促进学生收获良好的成果作为根本目标，对学生进行积极地教学指引，促进学生的全面发展[5]。OBE理念最核心的要素，一是“以学生为中心”，它聚焦于学生受教育后获得什么样的能力和对学生能够做什么样的培养，它强调一切教育活动、教育过程、教学和课程的设计都必须围绕着对“学生”实现预期的学习成果这一点，且这里的学生指向是全体学生，而非少数优秀的学生；二是“以学生成果为导向”，它认为教育是围绕——帮助全体学生获取未来生活和工作能力——这一最终目的而开展的一系列教育教学活动，即在实践上，OBE是一种注重教育产出的教育模式；三是“以持续改进为重点”，它要求对培养目标、教学设计等过程都要进行评价，评价结果须用于对这些过程的改进，以形成可持续改进的良性循环[4]。

与传统教学的模式相比，基于OBE理念的教学过程更加关注学生的学习与发展成效，基于 OBE的课程设计通常包含三个步骤：(1)确定学生预期的学习成果；(2)以学习成效为指南设计教学环节；(3)通过作业考试等环节检验学生学习成效的达成，最终形成课程设计的闭环[5]。

2 高校工程类课程翻转课堂教学现状

翻转课堂发展至今，已经被许多高校教师和学生应用与接受。如图1所示，翻转课堂一般来说从教学目标、教学手段和考核体系等三个方面进行教学设计，在教学目标方面，除了要求学生掌握课程知识外，还会注重锻炼学生自学、创新、表达等方面的能力。在教学手段方面，通常采用课前自学、课堂讨论的方式完成一个知识点的学习；在效果考核方面，除了卷面成绩外，一般会提高平时成绩的占比，以体现出能力锻炼的效果。

这种非传统教学方式的优势在于：(1)能发挥学生学习的主动性——学生必须自主在课前完成课内知识的学习，才能够在课堂上有良好的表现，这有利于学生形成良好的主动学习的习惯；(2)能锻炼学生的创新思维——教师鼓励学生自由探索、注重探索的过程而不是结果，有利于学生发现新问题，鼓励学生从不同角度思考问题、尝试不同的问题解决方案，有利于促进学生积极解决问题，从而更有机会实现创新[6]，这种模式下，学生敢于释放自己的好奇心、思维也更加活跃和开放，这些表现也都是创新性思维的典型特征；(3)能增强学生的团队合作、表达等其他能力——此教学模式中教师往往建议学生组队学习并组织课堂汇报及讨论，使学生的合作能力、表达能力等得到锻炼和提升。总体来看，翻转课堂运用得当的前提下，是可以起到培养学生个人效能、知识能力、学术能力、技术能力和社会能力等五类新工科核心能力的作用[7]。

图1 翻转课堂教学模式

翻转课堂在高校工程类课程中的不足之处从两个层面上来看：“教书”层面上来讲，教学的目的一般是知识点的掌握与熟练应用，翻转课堂的问题在于(1)高度不够——在确定教学目标时，教师容易局限于一门课、一个章节甚至一个知识点的掌握，而没有考虑到学生在学习相关内容之后对其今后的生活或工作有何用处；(2)盲目翻转——工程类课程许多知识点是不适合进行翻转教学的。例如一些专业性较强的大型设备构造，一方面低年级学生没有机会见到实物，另一方面互联网上优质的相关资料也很少。再比如一些经科学家严密推导的理论或经工程师大量实践验证的经验，没有太高的可讨论性，学生只需要且只能通过大量的练习，熟练掌握这些知识点，才可达到相关知识点融会贯通的高度；(3)缺乏系统性——课程结束后教师没有设计合适的评价系统或反馈机制以改进教学、提升水平。“育人”层面上来讲，学习的意义并非止于识记、内化、理解等人与知识、文化的线性组合过程，而在于加速人与文化的双重建构过程[8]，翻转课堂的问题在于，容易过度强调教学内容而忽视或顾及不到学生情感、态度及价值观的培养。

3 基于OBE理念的翻转课堂教学探索

针对前文所列翻转课堂在工程类课程中存在的问题，同时为充分发挥翻转课堂的优势，对比普通模式的翻转课堂教学设计，基于OBE理念提出以学生为中心、由教师为主导、注重教学成效、反馈式的工程类课程翻转课堂的教学模式构思，其整体的设计思路如图2所示。

图2 基于OBE理念的翻转课堂教学模式构思

学生为核心的主要角色，教师为引导的辅助角色；课程问题为学生需要什么、如何获得与最终获得了哪些；为解决问题，教师首先根据学生需要确定教学的预期成效，其次根据课程特点合理选择教学手段，然后设计与教学过程相对应的评价体系，最后对比教学效果与学生需求，反馈以修正评价机制、完善教学设计和调整预期。

具体设计为以下4个部分：

3.1 合理设置教学目标

翻转课堂的教学目标一般是知识的掌握与能力的锻炼两方面。在设立课程教学目标时，教师首先需要清晰学校、学生和课程的定位，了解学校的培养目标，了解学生今后如果从事相关行业需要从这门课程中学到什么，了解课程在本科阶段所有课程中的位置和与其他相关课程的联系。

以皖西学院食品质量与安全专业三年级学生的“发酵工程”课程为例：皖西学院是地方应用型高校，办学定位在培养具有扎实专业基础、综合素质高，适应本地区域经济发展的下得去、留得住的应用型人才[9]。经过两年多的学习和锻炼，大三的学生已掌握了一些食品行业基础的理论知识与实践技能，但从事发酵行业工作的话，还缺乏发酵专业知识的学习和系统的工程化训练。“发酵工程”是“微生物学”课程的应用延伸课程，与同期开设的“食品工艺学”“食品机械设备”等课程有较强的联系，属于典型的工科课程，涉及的知识面广，与食品行业有紧密的联系。课程相关章节的教学目标可设置为：(1)结合书本、网络课程、教师讲解及其他相关课程，掌握某个章节的理论知识；(2)结合本地某发酵企业的见习实习，提升发酵工业某种技术的实操能力；(3)通过小组讨论及成果汇报形式，增强创新意识、团队协作能力；(4)其他如交叉学科知识融合能力、工程领导力、严谨的治学态度、文化自信等方面的预期。

3.2 运用适当的教学手段

翻转课堂在国内很多高校应用已经相对成熟，基本的教学过程一般包括时间、空间、对象三个维度的设计，如图3所示。

图3 翻转课堂基本的教学过程

本文从OBE理念出发，考虑课堂设计的另一个相关问题：翻转课堂的取舍。用不用翻转课堂、用怎样的翻转课堂，应当根据课程特点、学生学习情况和教师自身的能力综合决定，不是所有教师都擅长翻转课堂等非传统教学方式，也不是所有学生都能适应非传统的教学方式。例如在一些晦涩难懂的公式推导过程中，对于基础不够扎实的学生来说，教师的传统讲解会比翻转课堂要高效的多，在学生已经掌握了教学内容，巩固重点知识的时候，则可以将课堂交给学生，开展某个知识点的讨论或辩论、某个学习成果的汇报，或是组织一场知识竞赛，由教师与学生提前沟通好翻转的形式和具体操作，充分发挥学生的主观能动性，锻炼学生的组织力和创造力。以“人”为本，能充分发挥教师的教学优势、充分调动学生的学习积极性，才是好的教学。同时，教师应当注重自身技能的提高，主动学习、积极交流。

以皖西学院食品质量与安全专业“发酵工程”课程为例：在专业知识授课时采用传统的教学方式，在重点知识复习与总结时要求2019级学生采用“知识竞赛”的方式组织一次翻转课堂。期末卷面成绩对比2018级学生，从表1可以看出，分布最广的70—89分阶段的学生比例有所提高，平均分也有略微提高，说明翻转课堂对教学效果有一定的促进作用。另外教师在结课后对2019级同学发放了关于此次翻转课堂的调查问卷，结果显示：91.2%的学生表示喜欢这种教学方式，且自己真正参与到了这堂“课”中，仅有8.8%的学生觉得对这种特别的课堂无所谓。教师在这节翻转课堂中也深刻体会到学生在课堂上本就应该有的“积极性”，特别是在评委组设计的高分“抢答”环节中。总体来看，无论是爱“玩”或是爱“学”的同学都在这节课中及课前充分发挥了自己的创造性和积极性。

表1 食品质量与安全专业“发酵工程”期末考试卷面成绩分布

3.3 优化教学考核评价体系

传统教学模式中的教学评价方式主要是对学生进行卷面考试，单一的考核体系对学生的评价过于片面，无法体现学生的真实水平，导致无法反映课程学习的真实效果，教师也无法进一步对照着改进自己的教学。

在OBE 的理念指导下，建立针对学生学习效果的多元化评价机制：增加过程考核，从学生在翻转课堂中的表现记录学生的动手能力、团队合作能力、创新能力、表达能力等，能够对学生的整体学习情况有清晰的了解，促进学生的全面发展；增加学生的自评与互评，给学生一定程度的自主权，能够有效提高学生学习的积极性，培养兴趣[10]。

本文对上述的多元化评价机制作了初步设想，如图4所示，具体指标与权重还有待于在实践过程中不断地探索与调整，以趋向更合理，更精确地检验和评价教学效果，从而凸显翻转课堂的优势。

图4 基于OBE 理念的翻转课堂多元化评价机制

3.4 反馈改进各个环节

在传统的教学中，教学反馈环节不是课程设计中最重要的部分，教师一般在试卷分析与课程小结之后就结束了课程，而OBE理念强调“结果”，那么对结果的分析与反馈也是不可缺少的。如图2所示，对课程考核结果的分析需结合课程预期，也就是比较“学生最终获得了哪些”和“学生最初需要什么”，教师通过多元化的评价方式得到分析结果，再对整个设计中的考核体系、教学手段、教学目标进行修改与完善，完成课程设计的闭环。若是对照教学目标，学生获得的知识、能力或情感方面有所欠缺，可在教学中增加重点内容的线上学习及线下讨论。若是有其他方面的收获，则可考虑根据专业培养目标、学时限制、近些年学生整体的学习情况以及社会发展情况等对课程的教学目标进行适当的改进。若是整体有较大的偏差，则应当考虑教学目标是否设定合理以及学生学习情况和教师的授课情况是否出现问题，并及时进行修正。

4 结语

开展一节成功的翻转课堂是需要教师和学生付出大量时间与精力的，若只是为了创新而死板地创新，为了翻转而生硬地翻转，就成了本末倒置。一节课的成功与否，在于教师有效地输出了多少专业知识或人文精神，而非是否采用了创新形式或道具。高校教师应立足脚下、因地制宜，寻找最适合自己和学生的授课方式组织教学，把对课程的关注点放在教学效果而不是教学手段上。新的教学手段和科学技术不一定是教学改革的必要工具但可以被充分利用，以锻炼学生的创新思维、批判性思维等，从而培养出地方发展所需要的应用型创新人才。