成果导向框架下的高校实验课混合式教学研究

张新征 张建芬 严冬松 寇蕾

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2023.14.133

摘  要  工科高等教育實验课教学中，实验设备少、人数多等因素导致传统教学模式不利于发展学生的实践能力，难以达到教学目标。成果导向（Outcome-based Education，OBE）以预期学习成果为中心组织和实施教学过程。混合式教学符合OBE理念，既能发挥教师引导的作用，又能充分调动学生学习的主动性和创造性。以电机与拖动实验课程为例，探析混合式教学在实践类课程中应用的有效性，建立多元并重的立体考核体系。

关键词  OBE；电机与拖动实验；混合式教学

中图分类号：G642.423    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）14-0133-06

Blended Teaching Research of Laboratory Courses

Under Framework of Outcome-Based Education//ZHANG Xinzheng， ZHANG Jianfen， YAN Dongsong， KOU Lei

1  电机与拖动实验课教学现状分析

电机与拖动实验是电机与拖动课程的重要实践环节。通过实验，学生可以进一步巩固和加深对所学电机以及拖动理论知识的理解，锻炼实际动手能力。然而目前的实验课教学中，由于实验设备少、实验人数轮次多等因素导致传统教学模式不利于发展学生的实践能力，难以达到教学目标。此外，传统的实验课考核方式以实验报告和出勤各占一定比例的形式为主，对平时学习和实操考查的力度不够，忽视考查学生运用知识分析和解决实际实验问题的能力。这种方式重结果，轻过程，未能反映学生在整个实验过程中的表现，难以考核学生的真实能力。

上述现状表明现阶段无论是教学模式还是评价方式都严重束缚了教师和学生的主体性，教与学的效果都不理想[1-2]。

针对这一教学现状，本文在成果导向（Outcome-

based Education，OBE）[3]理念的框架体系下，借鉴实践类课程混合式教学丰硕的成果和经验[4-6]，采用混合式教学，按照课程目标的具体要求，重新设计教学环节；把传统课堂教学和网络化学习相结合，既发挥了教师的引导作用，又充分调动了学生学习的主动性和创造性。引入OBE理念，注重学生实践能力和解决问题能力的培养，在教学中提高了学生的工程思维能力和创新能力，为工科实践类课程的教学改革提供了新的方向。

2  成果导向框架下的混合式教学设计思路

电机与拖动实验的课程目标注重提升操作技能、仿真设计能力、数据分析能力和团队协作能力的要求。教学设计方案充分体现线上与线下教学的有效对接与融合，合理分配线上与线下教学内容和学时，以实施实践性强、教与学效果好为目的。

2.1  在线资源建设

在超星学习通平台建设SPOC资源，内容包括实操实验和仿真实验，二者互为补充。资源类型包括文本资源，含实验简介、目的和内容，以及每次实验所需要的设备；多媒体资源，涵盖实验设备使用和实验接线图片说明与视频讲解；题库资源，包含实验预习题库和实验报告题库等。

2.2  教学环节设计

混合式实验教学设计以课程目标为驱动，组织实施按照“课前完成预习任务（线上学习）→课中提问、重点讲解、答辩（线下学习，分小组实施）→课后完成数据分析与实验报告（线上作业提交）”的步骤。

课前预习主要完成SPOC中的任务点、预习作业

和讨论，令学生在实验前对实验的内容有直观的认识。以激励学生自主学习为主，每项任务的完成均有分数统计，极大限度地激发了学生的学习积

极性。

课中提问与讲解贯彻“主导—主体”教学原则，充分发挥学生的主体作用，教师以引导和组织为主，以个别指导、答疑和小组答辩多种教学方式，促使学生回忆线上学习中的知识点和实操要求，加深对实验的理解。任课教师对每个实验小组进行学习情况抽查，主要针对预习任务进行提问，进一步掌握学生学习的情况，并对抽查情况进行记录作为过程考核的依据。课堂上学生可根据实际实验进度重复观看对应实验的课程资源，达到与实验同步。实验结束阶段，每个实验小组将实验数据或曲线交给任课教师检查。任课教师与实验小组成员进行简单的答辩过程，主要就数据分析、得到该数据结果的原因进行问答。任课教师对问答情况进行记录作为过程考核的依据。

实验完毕，学生分析实验数据、总结实验结论并提交实验报告。同时学生如对自己所在小组记录的实验数据有疑问可在课程讨论区或课程QQ群与同学教师开展讨论，将师生、生生交流由课堂内延伸至课堂外。

2.3  教学评价的设计与实施

实验课评价改革注重过程考核，以总结性评价与形成性评价相结合的方式考核学生对课程目标的掌握程度。总结性评价以期末实操考试的形式进行，考试内容从所有实操实验中抽取，主要考查学生实践动手能力和数据记录与解释能力，以衡量是否达到课程目标的要求，该项考核比重较小约为20%。形成性评价包括SPOC平台上的预习作业、实验报告、在线讨论、学习任务点完成率、学习任务成果等，由平台记录与分析；也包括线下授课过程中教师与学生之间进行的问答和答辩记录。形成性评价的内容具有相当高的客观性，也具备了一定的主观性，适当提高形成性评价比例，约占80%，注重对学生学习过程的评价，使考核具备过程考核和能力考核的双重功效。此外，还进行问卷调查，了解学生在实验小组中的协作与沟通能力，所有人参加问卷调查均有分数记录，一方面激励学生参与，另一方面有力地支持课程目标中团队协作能力的要求。表1、表2列出实操考试和调查问卷的评价依据。

3  教学效果与教学实践情况

3.1  考核成绩分析

实施多元评价方式。图1显示了2016级和2018

级两届同专业学生的总评成绩分布，可以看出两届

学生的总评成绩基本在中等（70分）以上。其

中2018级学生中有两名学生的总评成绩在60～69分段，主要原因在于这两名学生均存在未提交实验报告的情况，导致过程评价中“实验报告”项目得分偏低。教师可在新一轮教学过程中利用SPOC平台的预警与提醒功能多次提醒学生完成实验报告的提交任务。

图2显示了两届同专业学生的实操考试成绩分布。从该对比图中可以明显看出，2018级学生的实操成绩有明显的改善，特别是不合格人数大幅度下降。这是因为在2016级的教学过程中，实验操作和接线过程是教师在线下课堂中进行讲解的，由于每批次实验人数多，不能保证教学的有效性。而在2018级的教学中，课程团队教师将实验操作和接线过程全部移至线上视频演示、操作和讲解，讓学生自行学习，在实验前、实验中进行“反刍”，既提高了教师的教学效率也提高了学生学习的有效性，这也证明了实验课混合式教学改革取得了阶段性的成功。

另外，图3、图4对比了两届同专业学生的课程目标达成度，其中直线表示的是课程目标总体达成度，即达成度平均值。两届学生课程目标1～3的总体达成度分别为0.88、0.95、0.84和0.86、0.86、0.82。可以看出，两届学生的课程目标总体达成度基本一致，并且均高于毕业要求达成度值0.68，两届学生的课程目标均达成。散点表示的是每个学生的个体课程目标达成度。对比两届学生的课程目标达成度分布可以看出2018级学生的个体课程目标达成度相对更靠近平均值，离散个体相对较少（尤其是课程目标2），这也进一步说明了在增加了实验操作和接线过程的线上操作和讲解视频后，个体课程目标达成度相对更加稳定了。课程目标4的计算则是根据学生的调查问卷结果和表2的评价依据，按照公式（1）统计“合格”以上百分比，最终计算出两届学生课程目标4的总体达成度分别为0.94和0.87，均高于毕业要求达成度值0.68，两届学生的课程目标均达成。通过课程目标达成度的分析可以看出实验课的混合式教学改革可以保证课程目标的达成。2018级课程目标4达成度较低的原因主要在于组长在实验中没有合理地安排成员任务，导致团队协作能力降低。在今后的教学过程中，该结果可以促使课程团队教师更重视小组协作的重要性。

其中i为题目数，k为“合格”以上的选项个数，per为选项的百分比。

3.2  问卷调查结果分析

调查问卷共11个问题，侧重了解学生对混合式

教学的认可度、学生的学习习惯、小组协作以及对混合式教学的建议。通过统计发现，有94%的学生对实验课混合式教学的新方式是非常认可的。依据图5的学习习惯画像图可以看出，学生进行在线学习的时间、时长、频次都较为合理，在不占用太多时间的同时还保证了一定的“反刍”率；学生也能有机地结合线上多媒体资源与线下纸质版资源，提升了学习效果，同时学有余力的学生也能同步理论课自行开展对应的仿真实验，提升了学习主动性。约有90%的学生通过线上预习能有效地加深对实验目的、内容、步骤和实验参数设置的认识，但也有约60%的学生对实验中给定参数的意义不清楚。这也为教师在线下进行课堂教学提供了方向，教师可以重点讲解各参数的具体意义，做到有的放矢。约90%的小组能够做到任务分工明确；小组成员积极主动完成所分配的任务，并且在讨论过程中能够做到认真倾听其他组员的意见，达到了课程目标中团队协作的要求。

4  结束语

将OBE理念作为实验课混合式教学的理论指导，推进混合式教学的顺利开展，提升了实验课的教学效果与教学质量，激发了学生的学习热情。OBE深入实验课的混合式教学，以调动学生学习的积极性为驱动力，以实现课程目标为目的，提高了学生的工程素质与实际动手能力。利用SPOC平台学习过程记录数据及其数据分析功能，建立学习过程评价，结合线下实操的考核数据，构建了以形成性评价为主，形成性评价与总结性评价多元结合的评价机制。实践类混合式教学的实施经验值得其他进行工程教育专业认证改革的实践类型课程借鉴。

5  参考文献

[1] 孙传猛，杜红棉，李晓，等.融合OBE与PAD理念的智

能控制课程教学模式研究[J].高等工程教育研究，

2022（1）：157-162.

[2] 莫栋成，职山杰.基于OBE理念的“电机与电气控制技

术”课程教学改革[J].南方农机，2020，51（21）：170-171.

[3] 李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中

国高等教育，2014（17）：7-10.

[4] 欧阳建明，彭刚，罗剑，等.大学物理实验混合式教学

改革与实践：以国防科技大学物理实验教学为例[J].物

理通报，2021（8）：108-110.

[5] 赖春露，姚统，刘芳.疫情背景下基于混合式教学的电

工电子类实验教学改革[J].山东农业工程学院学报，

2021，38（5）：27-31.

[6] 刘静.基于OBE的混合式教学设计在高等师范院校生物

学实验教学论课程的实践研究[J].高校生物学教学研

究，2021，11（2）：58-61.

项目来源：暨南大学教育技术“创新工程”（第十六批）线上线下混合式教学应用项目“以‘电机与拖动实验为例”（基金编号：82620122）；暨南大学第二十一批教学改革研究项目滚动资助项目“工程教育专业认证背景下混合式学习教学模式研究与实践”（基金编号：82622469）。

作者简介：张新征、严冬松，副教授；寇蕾，讲师；张建芬，通信作者，讲师。