基于OBE教育理念的“水声学原理”教学改革实践

安舒 于亮 吴芳 李大卫

海军航空大学 山东烟台 264000

OBE(Outcomes Based Education)教育理念，即成果导向教育，也称为能力导向或者目标导向教育，在1981年被美国学者Sapdy[1]等人首次提出。具体来说，OBE教育理念是以行业或专业需求来确定预期学习效果，进而确定教学目标，对课程内容进行重构，并重新设计和实施教学过程。以OBE教育理念为指导的课程设计流程图如下图所示。

OBE实践教学体系设计流程图

一、课程现状

(一)课程背景及内容

“水声学原理”是本专业学生接触到的第一门专业主干课程，以声纳方程作为主线贯穿课程始终，学员通过学习声纳方程及相关参数，来获取相关水声设备正确使用所必需的理论和实践知识，达到知识层面的目标；通过各种水声概念间的推导计算来培养发现问题、解决问题的能力，达到能力层面的目标；通过课程的持续学习理解岗位职责，以期增强学生的使命感和责任感，达到思政层面的目标。三个目标设置合理，层层递进，落脚点在于培养出符合专业需求、能打敢拼的高素质人才。

(二)学生现状及存在问题

对于“水声学原理”课程的学习，不仅要求学生具有扎实的数学物理功底，更需要将理论知识融合到实际岗位操作中，这对传统的课程教学提出了极大的挑战。经过长期教学实践及对毕业学生的调研，发现学生在“水声学原理”的课程学习方面，存在一些共性问题，表现在以下几个方面：

1.学习意愿低

在有限时间的课堂上，教师要讲解复杂的理论，其中涉及大量的数学物理方程及理论原理公式，学生想要在课堂(45分钟)内完全理解吸收难度很大。

2.思维能力差

作为第一门专业背景课程，“水声学原理”于大三上学期开设，前导课程包括“大学物理”“微积分”等，学员很难将基础科学与专业理论灵活结合起来，虽然学员“学会了”微积分和数学物理方程，但在遇到水声的相关方程变化一个参数或改变一个条件时，并不会用学过的微积分来求解，也不会与数学物理方程相比较，因此，在学习理论的时候相当吃力。

3.团队意识弱

学生入学时的成绩是差不多的，但经过两个学年的学习生活，学生间综合素质差距越来越大。“水声学原理”涉及较多的公式理论，部分意志力相对薄弱、学习意愿低的学生，自然会对课程产生畏难情绪，加之本课程需要投入较多精力思考、理解、扩展，无疑使得学生间的差距越来越明显。

二、基于OBE教育理念的“水声学原理”课程建设

Spady在首次提出OBE时就已经强调“教育系统中的每一项活动设计都应基于最终的学习者的学习成果”[1]。OBE教育理念的落脚点，就在于分解出可量化的具体成果产出目标。依据OBE教育理念，结合“水声学原理”课程的特点，提出以下建设思路。

(一)明确培养要求

通过对本专业的40名毕业生进行访谈、调研，了解毕业生在毕业之后的能力需求要素。在访谈过程中，对关键词进行梳理提取，记录频次，整理得到毕业生能力要素表，如表1所示。

表1 毕业生能力要素框架

依据本专业毕业生能力要素调研结果，对归纳梳理出的18项能力要素进行分析，依据布鲁姆目标分类理论，确定三层次的能力要素框架，如表2所示。显然毕业生认为频次最高的四种基本能力为专业基础、分析能力、实践能力、自主学习能力。可以看出，在新形势下，本专业人才的后续发展依赖于较强的专业性，专业基础是基石，分析能力、实践能力、自主学习能力都是为了加强专业基础，目的就在于培养一个基础扎实、不断学习、实践能力强、关注行业最新动态的专业技术型人才。

表2 布鲁姆目标理论下的毕业生能力框架

(二)确立课程培养目标

OBE教育理念下，学生从开课伊始就应该清楚地知道每章节、每阶段的学习重难点，要求达到的层次，能够掌握的能力。因此，课程目标的确立，应该是由具体、可量化的行为来描述，是对学生为主体的学习阶段性成果的结果性要求。基于OBE的课程目标必须要体现以下几点要求[1]：

(1)课程目标要使用具体的行为目标，对于本专业来说，作为专业背景课程，“水声学原理”的培养目标要强调水声学原理对学生任职能力的培养，要选择合适的行动范式[3]；

(2)培养目标的核心要以学生为主体，聚焦于学习结果，培养目标的描述应该清楚反映出学生能够做什么、应该做什么；

(3)培养目标的描述要有明确的行动指南，描述应有准确性[4]。

基于以上要求，以学生的任职能力培养为核心，从毕业生基础素养、能力素养、职业素养三个方面对“水声学原理”课程目标进行分解、梳理，总结得到课程培养目标表，如表3所示。

表3 基于OBE教育理念的“水声学原理”课程目标设置

(三)重构教学策略

围绕以上的课程目标，从学习者的角度思考对策，选择合适的教学方法。对于“水声学原理”的学习，要从基础素养出发，学生首要的目标是理解和掌握水声传播的基本现象，通过课上理论讲解使学生掌握基本的分析方法和技能，使学生能够做到在不同环境下合理选取声传播理论求解实际问题。在熟练掌握水声传播理论的基础上重视水声实验，通过计算机仿真和消声水池实验加深对理论和方法的理解，提高学生的实践能力，在此基础上，进一步关注理论推导，培养学生的数学思维。

(四)完善成绩评价体系

OBE教育理念下的成绩评价体系，应采用形成性评价和总结性评价结合的方式。基于OBE教育理念，对“水声学原理”课程的成绩评价体系进行完善，如表4所示。

表4 OBE教育理念下的“水声学原理”课程评价体系设计

由表4不难看出，OBE教育理念下的“水声学原理”课程评价体系与传统教学评价相比，有以下几个方面的改变：

1.考核观念更新

兼顾形成性评价和总结性评价。OBE教育理念下的“水声学原理”课程评价体系是以学生的基础素养、能力素养、职业素养三方面为目标的多元化、宽领域、全方位，贯穿整个过程的综合性考核方式，目的在于转变学生理念，带动学生自我学习、自我思考。相较于传统课程评价体系中注重总结性考核的情况，教师通过重视过程性考核，提高对学习过程的控制和引导，进而提高学生的学习积极性，帮助学生自我了解学习状态，从而提高学习的质量。

2.考核内容丰富

将能力考查纳入课程考核范围中。由表1可看出，新的课程评价体系中，考核内容除了有学生对基础理论的理解掌握程度，还包括对理论公式的推导及延伸、实际案例解决思路、资料的汇总分析归纳等。这些内容的考核直接引导学生重视和培养发现问题、分析问题、解决问题、团队协作的能力，同时能够激发学生的创造力，获得专业的成就感和使命感。

3.考核方式优化

注重多种考核方式。OBE教育理念下的“水声学原理”课程评价体系有着清晰的评价标准，此标准下的考核方式必将是多种多样的。如表1中卷面成绩模块，此部分以基础理论的考查为主；平时成绩模块可分为考勤成绩、作业成绩，此部分以对学生学习态度的考察为主，通过平时上课出勤、课上表现、笔记情况等方面来进行评价；实验成绩是平时成绩模块中较为特殊的一部分，此部分以团队协作、实践能力的考察为主，通过实验参与度、实验报告完成情况、课后问题回答情况以及实验复盘情况进行评价。考核方式的多元化，无疑会获得更加全面、合理、客观的考核结果。

三、实践结果及分析

基于以上OBE教育理念的“水声学原理”课程建设，选取两届教育层次相同的同专业学生为研究对象，两届学生的年龄、性别、入学成绩、其他教学保障条件差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

对照组采用传统的教学方法，以教师授课为主，采用传统的教学评价方式，即卷面成绩100%进行评价。实验组采用基于OBE教育理念的课程目标设置，对教学内容进行重构。教学形式上，实验组采用翻转课堂的形式，课前将教学目标、教学计划发送给学生，学生在教师的指导下进行课前自主学习，完成课前任务。学生进行自我学习、交流讨论后，带着问题进入课堂，在课上围绕未理解的知识点、未解决的习题与教师进行互动沟通或小组分组发言，课后布置作业，对课前未解决的问题进行复盘回顾。成绩评价上，实验组采用的表5所述的成绩评价体系进行评价。

由于对照组和实验组的评价考核方式有所差异，因此仅对比两组的期末卷面成绩，期末试题从同一试卷库中抽取，难度相当。考试时间均为90分钟，满分为100分。成绩对比如表5所示。

表5 两组考试成绩对照

由表5可以看出，采用了OBE教学手段的实验组无论是在平均成绩、优良人数，还是及格率方面，都要远远优于对照组。这也说明，尽管学生入学时层次、成绩相当，但采用OBE理念教学方式，可以明显提高学生的学习效果。

结语

在新时代背景下，“水声学原理”作为专业的核心课程，在本专业学生培养过程中起着重要的奠基作用。一方面是对“数学物理方程”“微积分”课程的强化再运用，另一方面又为学生学习后续课程和完成毕业设计打下良好的基础。OBE教育理念体现的是以学生为本、以学习成果产出为导向的教育理念，通过对OBE教育理念的持续探索和实践，必会不断提高专业理论课程的教学质量，走出一条培养高质量专业人才的新路子。