龍巖 雷曉輝 柴蓓蓓 張崢

摘要智慧教學(xué)的發(fā)展，帶來了教與學(xué)的重大變革。在OBE以學(xué)生為中心，產(chǎn)出為導(dǎo)向，不斷反饋持續(xù)改進理念指導(dǎo)下，提出“五層次”智慧教學(xué)模式的建設(shè)方案，結(jié)合“水電站”專業(yè)課程特點，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)評價、教學(xué)模式等多方面進行了總結(jié)和梳理，建立嶄新的智慧教學(xué)新模式。最終將現(xiàn)代信息技術(shù)融合到高校教育改革和教學(xué)發(fā)展中。

關(guān)鍵詞 OBE理念 智慧教學(xué) 水電站 五層次

中圖分類號：G424文獻標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.042

Construction and Practice of "Five Levels" Intelligent Teaching Mode under OBE Concept

LONG Yan[1][3]， LEI Xiaohui[1][3]， CHAI Beibei[2]， ZHANG Zheng[1][3]

（[1]School of Water Conservancy and Hydroelectric Power， Hebei University of Engineering， Handan， Hebei 056038；

[2]Hebei Key Laboratory of Intelligent Water Conservancy， Hebei University of Engineering， Handan， Hebei 056038）

AbstractThe development of intelligent teaching has brought about great changes in teaching and learning. Under the guidanceofOBE，whichisstudentcentered，outputorientedandcontinuouslyfeedbackcontinuousimprovementconcept， the paper puts forward the construction plan of "five-level" intelligent teaching mode. Combined with the characteristics of the specialty course of hydropower station， the paper summarizes and combs from teaching objectives， teaching process， teaching evaluation and teaching mode， and establishes a new intelligent teaching mode. Finally， modern information technology is integrated into the reform of higher education and the development of teaching.

KeywordsOBE concept； intelligent teaching； hydropower station； five levels

0引言

建設(shè)教育強國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程，必須把教育事業(yè)放在優(yōu)先位置。課堂教學(xué)是教育質(zhì)量提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有抓住課堂教學(xué)改革，教育才能真正落實發(fā)展。[1]我國印發(fā)的《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，提出以信息化驅(qū)動現(xiàn)代化，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國，提高信息化應(yīng)用水平，優(yōu)化信息化發(fā)展環(huán)境。[2-7]智能終端普及化、學(xué)生獲取信息方式的多樣化、信息的爆發(fā)式增長、外界誘惑不斷增大且難以監(jiān)管等，對傳統(tǒng)教學(xué)模式產(chǎn)生重大沖擊，高校教育工作者必須揚長避短，改變固有傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索創(chuàng)新智慧教育理念引領(lǐng)下的新型教學(xué)模式。[8]

本文在OBE以學(xué)生為主體、產(chǎn)出為導(dǎo)向、通過反饋不斷持續(xù)改進理念的指導(dǎo)下，結(jié)合一流本科課程建設(shè)要求（創(chuàng)新性、高階性、挑戰(zhàn)度）的，在新工科背景下強化專業(yè)課程建設(shè)內(nèi)涵，圍繞教學(xué)全過程（教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)評價、教學(xué)模式等）進行了全方位總結(jié)和梳理，建立嶄新的智慧教學(xué)新模式，結(jié)合“水電站”專業(yè)課程特點展開相關(guān)論述。

“水電站”課程教學(xué)的主要創(chuàng)新點在于改變傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)方法，代之以“突出學(xué)生中心，關(guān)注產(chǎn)出實效”的新型教學(xué)模式，有效解決教學(xué)中如下“痛點”問題：（1）水電站由輸水系統(tǒng)、廠房、水力發(fā)電機3大部分組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備眾多，單純依靠教材不容易講清楚，學(xué)生也很難認識準(zhǔn)確；（2）水電站引水系統(tǒng)設(shè)計、水輪機選型都存在大量的水力計算工作，傳統(tǒng)的手工計算煩瑣且容易出錯，而且已經(jīng)很難跟上計算機輔助設(shè)計的需要；（3）傳統(tǒng)的水電站虛擬仿真平臺，只停留在認識實現(xiàn)層面，缺乏水力學(xué)計算仿真的“大腦”環(huán)節(jié)，很難讓學(xué)生直觀的理解水電站設(shè)計和運行的關(guān)鍵知識點。（4）解決了教師照本宣科、學(xué)生被動接收，課堂教學(xué)以單向的知識傳遞為主、交流互動嚴重不足、難以真正教學(xué)相長的問題。

針對上述問題，本文在“OBE”理念指導(dǎo)下，以學(xué)生為中心，采用“轉(zhuǎn)動+翻轉(zhuǎn)”課堂，實現(xiàn)水電站“知識、技能、素養(yǎng)”三層次教學(xué)目標(biāo)；以“虛實一體、承創(chuàng)轉(zhuǎn)化、同異互進、情智相長”為原則，“價值、情感、認知、技能、行動”五維度融入水電情懷思政元素，進行教學(xué)過程設(shè)計；引入虛擬仿真平臺、雨課堂、科普短視頻等多種新媒體及信息化技術(shù)，構(gòu)建綜合智慧教學(xué)體系；通過案例式、討論式、情景式、參與式等多重教學(xué)模式應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生掌握水輪機選型、輸水建筑物設(shè)計、廠房布置設(shè)計等基本專業(yè)技能，滿足解決綜合性復(fù)雜工程問題的高階性行業(yè)發(fā)展新需求；結(jié)合課前、課中、課后師生互動、生生互動等方式，全過程跟蹤評價，持續(xù)反饋改進。構(gòu)建了“一個中心、兩種課堂、三個目標(biāo)、四種原則、N種形式”的綜合立體化教學(xué)體系。

1學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式（OBE）

1.1全方位的教材體系

以天津大學(xué)徐國賓主編的《水電站》教材為依據(jù)，構(gòu)建了以問題導(dǎo)向為主線的立體化、多層次、多形式的配套輔學(xué)教材體系。

1.2“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

“以學(xué)生為中心”開展集體備課，篩選合適的教學(xué)方式，并精心設(shè)計教學(xué)過程；以“產(chǎn)出為導(dǎo)向”，通過課上提問、主題辯論和課下課程設(shè)計、作業(yè)答辯等形式進行知識回顧與應(yīng)用；采用虛實結(jié)合、線上+線下雙線教學(xué)模式，通過引導(dǎo)、啟發(fā)、反饋三種手段，讓學(xué)生完成知識掌握。

1.3分布式協(xié)調(diào)教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容安排著眼于學(xué)情分析，對象分析。根據(jù)教學(xué)習(xí)慣和知識點分布，將教學(xué)的一般內(nèi)容通過錄制講解視頻提供給學(xué)生課堂外自主學(xué)習(xí)。重點、難點和連接點內(nèi)容通過課堂精講、練習(xí)等手段實現(xiàn)，并同時對該部分內(nèi)容進行線上輔導(dǎo)。

1.4科學(xué)有效地教學(xué)

教學(xué)方法和手段選擇時注重科學(xué)利用大腦學(xué)習(xí)遺忘曲線。通過引入實例分析、演示等教學(xué)方法和手段，進行示教，讓學(xué)生完成被動學(xué)習(xí)部分。此外通過課堂討論、主題辯論、平臺交流、若干課后實踐培養(yǎng)學(xué)生利用工具對一些問題進行模擬、實驗、分析、處理及性能評估，鞏固知識點掌握分析問題的基本方法，實現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)部分工作。

1.5多階段考核評價

教學(xué)評價的形式上包含過程性階段考核和期末考核兩種方式，過程性階段考核占總成績的50%，期末考核占總成績的50%。

過程性階段考核貫穿整個學(xué)習(xí)期間，考核內(nèi)容包括章節(jié)知識點掌握情況，采用課堂小測試（占總成績的10%）、學(xué)生提問（占總成績的10%）、虛擬仿真實驗匯報（占總成績的10%）、線上答疑（占總成績的10%）、作業(yè)完成度（占總成績的10%）形式完成；期末考試采取筆試形式，內(nèi)容涉及課程的基本概念、基本原理、基本方法，題型包括填空題、簡答題、計算題、綜合分析題等（圖1）。

2綜合智慧教學(xué)體系

2.1集成創(chuàng)新教學(xué)方式

“水電站”是一門綜合性、實踐性很強的課程。教學(xué)過程要結(jié)合實際工程，始終以問題為中心，結(jié)合授課內(nèi)容特點，綜合應(yīng)用多種教學(xué)方式（如提案式、參與式、菜單式、案例式、專題式、情境式等），融合形成各具風(fēng)格、優(yōu)勢互補的教學(xué)方法體系。

2.2協(xié)同化創(chuàng)新方法

將“水電站”與其他相關(guān)課程理論協(xié)同、課內(nèi)課外協(xié)同、線上線下協(xié)同、傳統(tǒng)教學(xué)與虛擬仿真協(xié)同、老師授課與學(xué)生匯報協(xié)同，與學(xué)生創(chuàng)新大賽、課題研究、課程建設(shè)等多方面的內(nèi)容有機結(jié)合、融會貫通。

2.3虛擬仿真技術(shù)助力實踐教學(xué)

“科研反哺，產(chǎn)教融合，協(xié)同育人”，強化校企合作，自主研發(fā)搭建虛擬仿真教學(xué)實驗平臺，構(gòu)建智慧教學(xué)模式，結(jié)合理論教學(xué)，聘任企業(yè)導(dǎo)師，學(xué)生參與實踐項目，支持學(xué)生高階探索、自由創(chuàng)新，形成一種開放度較高的智慧+新型教學(xué)模式，將大工程、智慧化特色教學(xué)內(nèi)容與虛擬仿真實驗深度融合，實現(xiàn)認知、技能、素養(yǎng)三層次培養(yǎng)目標(biāo)。利用在線仿真解決因為疫情開展物理實驗困難的問題；利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)顯示傳統(tǒng)物理實驗不容易檢測的參數(shù)，更直觀的闡釋水錘現(xiàn)象；依托虛擬仿真實踐教學(xué)平臺，完成設(shè)計參數(shù)的評估，特別是保護措施的功能評估。

3教學(xué)實踐

3.1探索典型教學(xué)方式

通過參加線上教學(xué)培訓(xùn)，結(jié)合“水電站”課程特點，提煉出多種典型的教學(xué)方式（提案式、參與式、專題式、菜單式、體驗式、案例式、討論式、情境式）。其中，提案式、參與式、情境式、菜單式，創(chuàng)新性較強，符合“水電站”課程及水利工程專業(yè)對學(xué)生的培養(yǎng)要求。

提案式。著眼于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)業(yè)比賽，以小組為單位進行設(shè)計，課堂教學(xué)中全方位展示，小組討論，生生互評互問，并打分投票，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教師進行環(huán)節(jié)設(shè)計和課堂組織協(xié)調(diào)。

菜單式。深度備課，結(jié)合《水電站》教材，將重點難點與學(xué)科前沿問題、社會發(fā)展新需求及社會熱點相結(jié)合，制作成學(xué)生感興趣的教學(xué)菜單，例如我國大型水電站的認知、水能發(fā)展專題、水輪機專題等，供學(xué)生選擇。與專題式教學(xué)方式類似，但因考慮到學(xué)生喜好，由學(xué)生選擇感興趣的菜單進行講授，極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)學(xué)生中心主體地位，有助于實效產(chǎn)出。

參與式。將授課教師主導(dǎo)作用和學(xué)生中心主體地位相結(jié)合，學(xué)生以個人或團隊形式參與課堂教學(xué)，比如組織辯論賽、知識競答賽等，結(jié)合學(xué)生對特定教學(xué)內(nèi)容完成情況，幫助教師全面了解學(xué)生掌握程度，持續(xù)改進，有針對性地完善組織教學(xué)。

情境式。利用虛擬仿真平臺，通過改變水電站主要建筑物的類型、參數(shù)等條件，增強大學(xué)生解決中小型水電站規(guī)劃、設(shè)計、施工等實際問題的能力，培養(yǎng)一批動手能力強、上崗適應(yīng)快的實用型高等專業(yè)人才。

在整門課程教學(xué)過程中，針對特色化教學(xué)內(nèi)容與三層次培養(yǎng)目標(biāo)，豐富教學(xué)活動，情景設(shè)置，避免實踐教學(xué)環(huán)節(jié)單一性，擇善而從，融會貫通，以創(chuàng)新性智慧+混合教學(xué)模式提高“水電站”課堂教學(xué)實效。

3.2扎實推進實踐教學(xué)改革

教師層面?！八娬尽苯虒W(xué)團隊的教師分批次進行實地實踐考察，調(diào)研水電站實際情況，去水利相關(guān)的企業(yè)了解實際生產(chǎn)需求，撰寫調(diào)研報告；在省內(nèi)外高校進行學(xué)習(xí)交流，跟蹤“水電站”課程教育最新進展。

學(xué)生層面。不同教學(xué)方式應(yīng)用后，都要寫教學(xué)實踐報告書，可以通過小組形式討論、個人心得體會、網(wǎng)上平臺等多種形式對教學(xué)成果進行反饋等，幫助教師形成改進方案。

3.3有效開展多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)

通過網(wǎng)絡(luò)平臺資源提升課程建設(shè)實效，疫情期間，利用雨課堂、騰訊會議等線上授課，教師通過QQ群、微信群等與學(xué)生即時互動，釋疑解惑。同時公共平臺可以加強教師之間的資源信息共享，經(jīng)驗交流。萬物互聯(lián)的時代，線上線下雙線教育的號角已經(jīng)吹響，面對課堂教學(xué)的改革，我們要從價值觀，教育理念，到教育制度、教育行為，建立完善線上+線下雙線教學(xué)思維模型，應(yīng)對瞬息萬變的互聯(lián)網(wǎng)時代。

4結(jié)論

基于問題導(dǎo)向、突出學(xué)生中心、關(guān)注產(chǎn)出實效的混合式教學(xué)模式，既保證“水電站”課程教學(xué)目標(biāo)的達成，又保證相關(guān)教育活動的針對性、親和力、時代性、感染力的增強。本成果將問題導(dǎo)向、學(xué)習(xí)產(chǎn)出的理念與混合教學(xué)理念結(jié)合在一起并加以實踐。

教學(xué)過程中引入實例，引導(dǎo)學(xué)生能從多學(xué)科角度對水電站復(fù)雜問題進行分析和推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，有助于后續(xù)科研能力的培養(yǎng)。

虛實結(jié)合、線上+線下結(jié)合的教學(xué)模式，讓學(xué)生在課下學(xué)知識，課上鞏固知識，利用虛擬仿真解決教學(xué)內(nèi)容問題，翻轉(zhuǎn)混合式教學(xué)解決教學(xué)方法問題。新的教學(xué)模式和方法，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生對此類專業(yè)基礎(chǔ)課程的興趣，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)活動中去。

恰如其分的案例教學(xué)和適當(dāng)?shù)墓こ虇栴}分析，讓科研工作的成果滲透到教學(xué)過程的方方面面，建立起教學(xué)與科研的橋梁，讓教學(xué)創(chuàng)新為科研的進步打好了基礎(chǔ)，同時科研成果反哺教學(xué)創(chuàng)新的發(fā)展。

依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，圍繞問題集成混合不同的教學(xué)方式和教學(xué)環(huán)節(jié)，探索形成了混合式教學(xué)模式；同時從問題出發(fā)，精心凝練教學(xué)問題設(shè)計體系，實現(xiàn)教學(xué)實踐創(chuàng)新。

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