OBE理念下“互联网+”融合式教学改革实践探索——以“能量转换材料与器件”课程为例

郭 恒，谢 娟

（西南石油大学 新能源与材料学院，四川 成都 610500）

引言

成果导向教育（OBE）是指以能力、目标或需求等产出导向为本的教育，现在是许多国家教育改革的主流理念［1-2］。OBE教育理念强调以学生为中心，定义和预期学生所取得的学习成果，通过反向设计引导制定教学目标、调整教学设计和改善教学资源的配置，围绕专业人才培养方案的培养目标、毕业要求、达成指标监控和评价专业教育，重在“持续改进”，旨在培养具有解决实际复杂工程问题能力的高素质人才［3］。在工程教育专业认证背景下，此种教育理念的推行显得至关重要，尤其是如何引导专业建设和促进教学改革，如何可持续性地提高和保障专业工程教育人才的培养质量。

“能量转换材料与器件”是高等院校新能源材料与器件专业的一门专业核心课程，是专业基础课程“材料物理化学”“固体物理”等理论知识应用的具体展现，是连接基础课与专业后续课程、专业综合实验、毕业设计之间的桥梁。传统的教学理念以“教”为教学核心，通常以课程内容为中心，教师为主导，教学模式较为单一，考核方式仅限于对学生记忆力的考查。“能量转换材料与器件”课程涉及的理论知识整体上抽象难懂，教材中直观明了的案例不够丰富，课程实验缺失，很难调动学生的主观能动性和课堂积极性，课程教学成效不佳，与工程认证标准对学生能力的培养要求还存在一定的差距。因此，基于OBE教育理念，根据工程教育专业认证的标准，依据专业人才培养方案的培养目标、毕业要求及能力达成要求，借助“互联网+”所扩展的教学资源与平台，探索和开发基于多类功能性教学平台的融合式教学模式，推进“能量转换材料与器件”课程的教学改革实践，旨在提升该课程教学成效，最终提高学生毕业后在社会和专业领域所应具备的专业知识、工程实践能力与综合素质。

一、基于OBE理念的融合式教学模式构建

在工程教育专业认证的背景下，基于“以学生为中心，以目标产出为导向”教育理念的课程教学改革势在必行。因此，基于OBE的教育理念，“能量转换材料与器件”课程教学改革通过以“设计教学方法—重构教学内容—改革考核评价机制”为主线进行整体设计。采用“互联网+”融合式教学模式，构建“学习通+微课”柔性化自主学习体系，优化个性化翻转课堂教学平台，充分利用多层次大学生“创新创业”实践平台［4］；从预期学习产出制定、教育投入与教学过程、评估学习产出等方面建立“以学生为课程主体，以教师为引导主力”的课堂教学模式；发展动态考核评价策略，将全过程考核贯穿整个教学过程，并通过教学改革效果的评价提出持续反馈改进意见；充分体现“学习产出导向”的教育理念和“以学生发展为本”的人才培养模式，为培养专业知识扎实、工程实践和创新能力强、综合素质高的应用型人才提供一定借鉴和指导。关于“能量转换材料与器件”课程的融合式教学模式示意图如图1所示。

图1 基于OBE理念的“能量转换材料与器件”课程融合式教学模式框架

二、基于OBE理念的融合式教学改革实践

根据“能量转换材料与器件”课程“互联网+”融合式教学改革方案的构建，重新明确课程目标，重构课程的知识模块与教学结构单元，开展融合式的教学模式，细化课程教学评价机制，修订课程的达成度评价，期望获得最佳的教学成效，完成预期学习成果，满足课程对能力产出的培养要求。

（一）明确课程目标

明确“能量转换材料与器件”课程的课程目标和课程达成度，这是教师进行课程教学和学生学习的指导性依据，也是“互联网+”融合式教学能否有效实施的关键所在。因此，课程目标与专业人才培养方案中毕业要求的内在关系如下：（1）课程目标1：使学生能够利用相关专业知识和数学模型，用于太阳能、生物质能、地热能、风能、氢能、核能、海洋能的获取、转换和储存过程中的工程问题解决方案的比较与综合。（2）课程目标2：能够对太阳能、生物质能、地热能、风能、氢能、核能、海洋能等“能量转换材料与器件”工程问题进行预测和评估，正确表达复杂工程问题。（3）课程目标3：能够认识解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案，能够分析太阳能、氢能、生物质能、海洋能、风能、核能、地热能等新能源材料与器件开发过程的影响因素，获得有效结论。

（二）重构课程知识结构

根据新能源专业的实际情况、培养方案和毕业要求，结合OBE理念的教学模式，分析和优化课程的知识结构体系。改变以教材章节为单元的教学计划，形成以7种能源为知识模块单元逐步推进的课程体系，有助学生进行对比性分析和掌握各能量转换体系中的核心材料和器件及工作原理。本课程原为56个理论学时，后将其压缩至48学时，拓展了8学时的实践活动，培养学生的主观能动性和实践探索能力，促进学生对理论知识的理解和创新性思维的培养。

（三）“互联网+”融合式教学实施

课程的教学实施主要包括教学设计与教学实践。教学设计将以互联网融合式教学模式为主体依托，结合以“学习通+微课”“翻转课堂”和“创新创业实践”三个环节为载体的教学方法，并对“课前、课中和课后”三个教学时间阶段进行融合式教学，重点突出学生的自主学习过程，强化学生的课堂主体地位及教师的课程主导作用，实现多时空学习、多层次互动和个性化引导的有效教学。具体的教学实施过程如下。

1.课前阶段，课前任务主要是知识模块的理论知识安排，录制6分钟左右的单个知识点的“微课”视频作为课前知识传递媒介，通过“学习通”提前发布。发布时设置“任务点”闯关环节，学生观看视频进行自主学习，完成课前小测验后，相应的“任务点”才算完成，才能进入下一个视频的学习。通过课前阶段的自主学习，学生为课中的讨论环节进行相应的知识储备和课前准备。教师调取“学习通+微课”后台数据掌握学生学习进展情况及掌握程度，尤其是薄弱环节，有助于实时调整课中阶段的教学内容。

2.课中阶段，课堂以学生为主角。教师作为引导角色，主要以检测学生课前阶段的学习成果为主，针对课程中的知识重点和难点及学生反馈的薄弱环节，采用启发、设问引疑、设置悬念、类比引入等教学方法。引入工程案例，通过专题报告、小组研讨、抢答环节等形式进行翻转课堂教学。同时，利用网络平台的互补性、实质性体现学生的主体地位，激发学生的主动性和积极性，实现课程知识的内化。进而实现从“知识怎么教”向“学生怎么学”的转化过程，即从注重“教”向注重“学”的转变。若无法进行线下面对面上课时，可采用直播模式，学生通过互联网平台媒介展示学习成果，采用短视频、动画展示、课题汇报等多类个性化方式，体现课程知识的吸收与内化的多样化，实现同伴互教及知识实践应用的高效化。

3.课后阶段，结合学生对知识的掌握情况，提供线上线下相结合的课后练习和测试，通过班级群解答学生在课前和课中存在的问题，进一步巩固知识模块的理论知识点。通过实验实践活动，将创新创业、学科竞赛等课外实践活动纳入实验教学，学生可依据自身的兴趣爱好，申请不同的项目课题代替现有的课程设计内容。从“能量转换材料与器件”课程的工程问题入手，培养学生熟练操作能量转换材料与器件制备的实践能力［5］，并掌握性能测试及影响因素的分析手段。依托本校的大型精密设备实验平台，结合面向全体本科生设立的开放创新实验项目，培养学生的创新实践能力、团队合作能力及分析问题与提供解决方案的能力，进而培养学生的综合能力。

（四）教学评价机制

通过课前、课中、课后的阶段性设置，从知识、思维、能力三大维度考核预期学习成果的产出过程与效果，改革考核测评机制，持续改进预期学习成果。课程考核突破以往以闭卷考试为主的单一测评方式，侧重学生综合素质的广度和深度评价。在“互联网+”融合式教学模式下，根据单元作业、线上协作讨论、课堂演练、课后巩固练习及期末考试等产出成果，对学生实施过程性评价、终结性评价相结合的考核及混合式评价。同时，定期记录并公布评价结果，促进和激励学生主动学习，进而更为全面地了解学生的学习成果达成情况，反思具体的教学内容和教学目标并持续反馈和改进，进一步明确能力产出导向。

三、教学成效与存在问题

OBE理念下“互联网+”融合式教学模式扩展了教学场所，不受时空限制，实现面授交流与技术工具交流的有机性全面融合，增强了师生双向活动，提高了学生的主动性和意愿。提前考查了学生的知识掌握程度，减少教师授课时间，集中力量突破教学的重点、难点。在实训环节培养学生动手能力，启发学生运用理论知识、创新思维，培养分析问题与解决问题的能力。融合式教学仍然面临一些困境，包括师生的教学理念未获得一致认可。若技术工具多且不兼容，运用烦琐，则很容易导致师生产生疑惑和压力。此外，教学资源难以互融互通，线上和线下学习相结合的教学方式也无法实现彻底融合。融合式教学的评价体系尚需进一步完善，诸多评价仍难以落实。相匹配的教学管理制度也不够系统，由于存在个体差异性，无法实现全面有效的监管。

结语

“能量转换材料与器件”课程采用开放式、个性化、互动性的“互联网+”融合式课堂教学模式，从教学方法、教学内容、课程设置及考核测评机制等方面进行教学改革，更新传统教学观念，打造共时性、多环节的融合式教学流程，筛选丰富而规范的融合式教学内容，构建多层次、开放性融合式教学评价体系及持续改进机制，构建大学生自主学习与个性化培养模式，促进新能源教学实效性及学生产出能力的提高。这种教学改革和实践可为学生提供因时代发展而出现的变革性教育教学模式，也为教师教学学术的发展提供更为广阔的发展空间，示范作用较为明显，其研究过程和实践结果可为材料类专业的相关课程教学改革提供一定的参考。