OBE理念下工科研究生PBL教学改革研究

李锦明 张萍萍

［摘 要］ 工科研究生教学显著的特点是，理论和实践相结合，注重专业理论知识基础上的实践操作能力的培养。受新冠疫情影响，研究生学习环境和条件发生了变化，为保证疫情下工科研究生的学习质量，基于需求导向教育（Outcome-based Education，OBE）理念适时调整了教学计划，以问题学习法（Problem-based Learning， PBL）开展教学活动。实践表明，该教学方法在提高学生自主学习能力和学习质量等方面成效显著，是工科研究生教学模式的有益探索。

［关键词］ 需求导向教育；问题学习法；工科研究生

［基金项目］ 2019年度北京自动化控制设备研究所“激光陀螺仪测试台抖板改造”（1910600044YZ）

［作者简介］ 李锦明（1971—），男，重庆人，博士，中北大学仪器与电子学院副教授，硕士生导师，主要从事测试计量技术及仪器研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）16-0154-04［收稿日期］ 2022-05-18

一、背景介绍

工科研究生的专业教学注重理论和实践相结合，特别是学生解决实际问题能力的培养。对某一专业工科研究生而言，由于本科阶段各院校专业教学内容和教学深度有差异，在研究生学习期间，其知识储备、学习能力和效果参差不齐。特别是在新兴学科不断涌现和相互渗透、学科知识交叉和融合的背景下，工科研究生的课业深度和广度也在不断增强，这对其学习知识、应用知识解决实际问题的能力提出了更高的要求。学生普遍感觉课业难度增大，工程实践中遇到很多难以独立解决的问题，需要与同学及时讨论或得到教师的及时指导。

受疫情因素影响期间，全国高校许多学生无法正常返校，其学习方式趋向单一化，即通过教师线上讲解进行专业理论课学习，缺少实验室项目实践的机会，这对注重理论与实践相结合的工科研究生影响尤甚。学习环境和学习方式的改变给学生造成的影响有目共睹。如学生居家一个人学习，学习氛围不浓，学习过程中受到各种干扰因素的影响，容易出现注意力不集中、思考不深入、时间和思维碎片化等现象。居家学习缺少有效监督机制，大多数学生生活不规律，无法按照明确的时间表安排学习和生活，自主学习积极性大打折扣，而且缺少了在校期间和同伴随时随地面对面的交流和探讨，许多问题不能及时得到解决，成为后续学习的障碍。此外，疫情因素造成许多学生运动量减少，产生了消极心理，学习专注力下降。这些不利的因素对教师的教学提出了新的挑战。为此，笔者结合多年的教学实践经验，充分利用多媒体技术手段，基于需求导向教育（Outcome-based Education， OBE）的理念，探讨了突发公共卫生事件下工科研究生PBL教学改革，以期激发学生自主学习积极性，提高学习质量和效率。

二、OBE理念与研究生教学的契合性

需求导向教育（Outcome-based Education， OBE）是由美国学者Spady在1981年提出的一种“基于结果”的教育理念，至今已在世界范围内得到广泛实践和认可［1］。它组织并实施包括课程、教学和评估在内的整体性的教育改革，以学生为中心、以结果为导向，制订相应的课程、方法和学习计划用于提高学生的专业技能和综合素质，以达到预期的学习目标。

OBE教学理念提倡建立有效的教学监督和可持续发展机制，要以改进教学方法推动教育教学，完成教学计划，培养“学训结合、德才兼备的高素质应用型人才”，既重视“才”的训练，也要注重“德”的培育。使学生既具备系统的专业知识，又有突出的实践能力、良好的人文底蕴、积极的创造思维；既具有主动的合作精神，又具有高尚的家国情怀。坚持OBE人才培养理念，既可加强专业知识学习，又可强化职业技能培养。

以学生为本是我国高校学生教育管理工作的价值取向［2］。导师作为研究生教育教学工作的引领者和实践者，在指导和教学过程中发挥着重要的作用。导师应始终围绕行业需求和培养学生综合能力这一中心，开展学习指导、创新指导、项目实践等活动，提供高效的教学规划和管理计划，以满足学生成长、成才的需要。导师在教育教学工作中尤其要尊重学生的主体地位，重点培养学生的自主学习能力，关注学生的全面发展、协调发展和可持续发展。

OBE教育理念与我国研究生教育的价值取向高度契合，两者都把学生置于教育的中心位置，以服务学生成长、成才为目的而开展教育教学工作。

三、OBE理念下的研究生教学改进策略

OBE理念不但可以应用在研究生培养目标体系的制定和评价上，还可以用于指导整个培养过程的建构和优化。其指导思想是，以学生在该专业领域应具备什么样的能力为基础而建构成果蓝图，聚焦重要的高峰成果，自上而下进行设计，明确学生的学习成果，构建课程体系，优化教学策略和方法，期待所有学生抓住成功学习的机遇，最终获得成功，并采用合理的教学评价体系，根据反馈对设计中的不足及时进行改进和完善。

笔者结合多年工科研究生教学工作的实践与疫情防控背景下教学工作的特点，以OBE理念为指导，在明确工科研究生教学目的的基础上，对教学内容和教学整体过程重新思考，制订出了符合当前实际的工科研究生教学规划，如图1所示。

基于OBE理念的预期目标培养理念，在线教学具有可重复性的优点［3］，学生在学习过程中如果遇到疑难问题，可以回看教学视频，提高自主学习能力，逐步深入，巩固学习，达到对课程内容的重难点进行透彻理解的目的。以基于OBE理念的工科研究生教学规划作为基础，把传统的教师主导转变为以学生为中心，实现理论实践教学一体化，不以期末卷面成绩为单一评价标准，从多维化的学习过程中形成评价体系，形成完善的信息反馈制度，便于对课程体系以及教学内容进行实时改进。

OBE理念指导的在线教学最大的特点是，以明确的教学目的为核心开展教学过程，并作为后期教学评估的标准以评判教学质量。丰富知识技能、明确过程方法和正确的价值观被称为教学目的的立体性体现。如图1所示，首先，为丰富学生的知识技能，导师需要梳理教学和实践内容，根据难易程度找出学习或项目中的重点和难点，制订出明确的学习任务，由浅入深，指导学生完成任务。同时导师应该尽量放手，锻炼学生自主学习和独立思考的能力，对于学生遇到的难点问题，导师先进行启发式答疑，并在下次设置练习和项目时着重讲解這方面的内容，以此来形成正向反馈。其次，需要以明确的过程方法指导学生，采用适宜的教学方法，精心设计教学过程，制订出具体教学任务和要求。教学过程中尽可能利用多样的教学形式，如教学指导视频、项目技术文档、测试评估内容和小组讨论任务等，通过直播课程的方式实时检查学生的学习进度和学习成果，加强与学生的交流互动。最后，在疫情防控期间，特别要注重对学生正确价值观的引导，以立德树人为导向，使学生在科研学术能力、思想觉悟和道德取向等方面得到全面发展［4］。

四、基于PBL教学法开展教学实践

PBL（Problem-based Learning）问题教学法［5］是以问题为导向、以学生为中心的教学方法，其核心是贯彻培养学生学习能力的教学观念，改变传统教条式的教学方法，提高学生自主学习能力和学习动力，让学生主动探索求知，而不是一味地被动接受。PBL问题教学法可以提高学生在教学活动中的积极性和创造性，提高学生主动思考和解决问题的能力，增强学生探索问题的兴趣，是旨在培养学生创新能力的探究式教学法。

目前，在线教学还存在许多亟待解决的问题，其中最大的困难是导师无法实时掌握学生学习的真实状況，对学生学习质量、效率以及对知识的理解程度无法做出有效判断。为解决此问题，基于PBL学习法，对教学方法进行了改进［6］，提前设计出理论学习和项目实践中的重点、难点问题，从问题出发，培养学生自主学习和解决问题的能力，然后通过教学引导学生形成正确的学习思路，根据问题反馈实时跟进学生的学习情况。基于PBL的教学实践过程包括如下环节。

（一）明确学习目标，为学生指明方向

教师为学生明确指出通过学习课程应获得的专业知识和能力，并结合时代趋势、行业发展前景、学生自身意愿、学校人才培养方案、课程安排等情况，制定出符合学生发展的学习目标，根据教学内容的重点或者难点进行模块划分，定时在线上公布现阶段的学习目标和学习任务，这样不仅可以有效地促进学生的学习，而且有助于教师对学生学习情况进行监督、检查。

（二）引导学生自主学习，激发学习积极性

对于学习目标中划分的重点和难点问题，提前将问题和练习测试题发给学生，学生可以根据设计的问题提前查找相关资料，这样，在导师课程直播中对问题讲解时，学生已对相关知识有一定了解，听课效果会更好，进一步激发了学生的学习主观能动性［7］。导师通过直播课程的出勤率、课上回答问题的积极性、在线测试的成绩和小组讨论的汇报成果等，可以准确掌握学生的学习进度和学习难点，针对反馈进行重点、难点的讲解以提高学生自主学习和交流讨论的热情，有效敦促学生对课程的整体掌握。

（三）团队协作学习

线上协作讨论是开展线上学习的一个重点。导师根据需要将2～3名学生划分为一个小组进行协作学习，根据教学进度设置项目任务和问题讨论任务，让小组成员都参与其中。导师通过腾讯会议软件定期开展线上讨论会议，利用屏幕分享和在线文档展示的方式，听取每个小组的协作学习情况和团队项目实践情况，实时进行讲解、点评和评价，一些优秀的项目案例还可以直播录屏后上传至相关学习平台以供学生回看和复习。

（四）情景化学习

对于需要做相关实验的课程，情景化教学可以极大程度上帮助学生加深对知识的理解和掌握。工科是实践性较强的学科，在疫情导致学生无法做实验的情况下，导师在教学方法上应有所改进，充分利用情景化教学模式，以增加学生的感性认识。

例如，根据项目开发需求，导师提前将项目素材发给学生，以录制视频或直播讲解的方式进行项目分析和相关工具的介绍，将项目开发过程中的需求分析、过程设计、项目实现和系统测试等结合课程内容介绍给学生，或把已完成的项目开发模板和文档资源等发布给学生，利用线上直播或者录制视频的方式进行讲解，让他们对项目的开发过程有一定的了解。

（五）学习汇报制度

实施每周学习汇报制度，摆脱枯燥单一的汇报方式，采取翻转课堂的形式，在每周固定时间通过腾讯会议软件共享屏幕的方式，让每名学生梳理本周学习进度和具体工作，讲解学习内容，演示相关操作，汇报在学习和项目实践中遇到的问题。教师根据汇报内容，解答学生的疑问，并及时调整后续的学习任务。

结语

采用OBE教学理念结合PBL教学方法针对工科研究生专业特点进行的教学设计，具有明确的教学内容和合理的教学方法，增强了学生的自主学习能力和团队学习过程中的主观能动性。教学过程中，结合多种软件工具，创建线上教学新模式，加强师生之间的沟通和互动。实践表明，该教学方法在提高学生自主学习能力和提高学习质量等方面有显著的成效，是突发公共卫生事件下工科研究生教学模式的有益探索。

参考文献

［1］苏占华，赵志凤.基于OBE理念的项目教学模式优化研究［J］.黑龙江科学，2022，13（5）：116-118.

［2］刘海昭，郝梓旭.突发疫情背景下研究生社会主义核心价值观培育路径构建研究［J］.财富时代，2020（11）：66-67.

［3］孙懿宏，马茂祥.疫情中研究生自主学习的深度访谈研究［J］.佳木斯职业学院学报，2021，37（2）：121-122.

［4］王莹莹，何苹，郭相科，等.疫情时期基于OBE理念的混合式教学探索［J］.牡丹江教育学院学报，2020（7）：103-107.

［5］王敬，杨玉杰，丁丽霞.新课程改革背景下以学生为中心的PBL教学法实践研究：以河北省H高校实验班为例［J］.科教文汇，2022（18）：73-78.

［6］窦新宇.基于OBE和PBL理念的“电气控制与PLC技术”教学研究［J］.工业技术与职业教育，2022，20（4）：45-48.

［7］朱剑锋，陶燕丽，杨建辉，等.基于PBL教学法的《工程地质》课程教学设计［J］.创新创业理论研究与实践，2022，5（8）：159-161.

Abstract： The outstanding characteristics of engineering postgraduates teaching are the combination of theory and practice， especially focusing on the cultivation of practical operation ability based on professional theoretical knowledge. Under the influence of epidemic situation， the learning environment and conditions of postgraduates have changed. In order to ensure the learning quality of engineering postgraduates under the epidemic， the teaching plan based on the concept of outcome-based education（OBE） is timely adjusted， and the teaching practice with problem-based learning （PBL） is carried out. The fact shows that this teaching method has achieved remarkable results in improving the autonomous learning ability of the students， which is a useful exploration of the teaching mode of engineering postgraduates.

Key words： Outcome-Based Education（OBE）; Problem-Based Learning（PBL）; engineering postgraduates