王磊　趙樹朋　霍倩

[摘 要]信息技術快速發(fā)展促使高等教育進行改革，社會對高校的人才培養(yǎng)需求要求高校將重點從對學生進行知識傳授轉變?yōu)閷W生學習能力等的培養(yǎng)。該研究探討基于OBE和以學生為中心的教育理念，對發(fā)動機原理課程的教學目標、教學內容、教學設計、教學項目等進行重新梳理，并注重過程管理，培養(yǎng)學生的自主學習能力，以提升其課程學習效果。教師開展了線上線下混合式教學、翻轉課堂和對分課堂，以交互式教學和項目驅動引領學生深度學習發(fā)動機原理。近年來的教學實踐表明，新的教學模式和教學方法能提升教學效果，但有效地貫徹執(zhí)行不可一蹴而就，需要師生觀念及其踐行的共同轉變。

[關鍵詞]OBE;線上線下混合式教學;教學設計;項目驅動;發(fā)動機原理

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）04-0073-04

成果導向教育（Outcome-based Education，OBE）理念最早由美國學者William Spady于1981年提出，在國際工程教育領域得到了較廣泛的認同[1-2]。隨著我國工程教育的發(fā)展進入新時代，相繼啟動的工程教育專業(yè)認證和新工科建設兩大舉措，強調把以往注重對學生進行知識傳授轉變對學生知識能力、學術能力、技術能力、社會能力等核心能力的培養(yǎng)，OBE理念在我國高等工程教育領域的發(fā)展不斷深入[3-5]。

發(fā)動機原理課程是車輛工程專業(yè)和能源與動力工程專業(yè)的核心必修課，學生通過對這門課程的學習，應具備在面對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等相關工程問題時能提出合理的解決方案，具有綜合運用相關理論和技術手段進行設計開發(fā)的能力，并能夠在設計開發(fā)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，充分考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、健康、倫理等制約因素，同時能夠在工程問題解決過程中理解和評價實際工程問題對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響[6-7]。

近年來，隨著新工科建設和工程教育專業(yè)認證的開展，河北農(nóng)業(yè)大學（簡稱“我?！保┑陌l(fā)動機原理課程教學在不斷探索更符合OBE理念的教育教學方法和模式。無論是新工科建設還是工程教育專業(yè)認證都強調學生能力的培養(yǎng)，強調對學生進行成長型教育。成長型教育更關注的是學生在學習中的獲得，而不是全體學生是否都達到了教師所畫的那條及格線，因此，傳統(tǒng)的以課程知識點構建課程教學的方法已經(jīng)不能達到新的教育教學要求，需要進行改革優(yōu)化。

一、OBE理念指引下的教學中心轉變

以知識為導向的傳統(tǒng)教育是在知識獲取不太方便的條件下發(fā)展起來的，是教育發(fā)展的必然。在知識信息分享困難、人們希望通過獲取知識改變命運的時期，知識的傳授是重要的，因此，掌握更多知識的教師必然成為教學的中心[8-9]。

5G技術的發(fā)展，加快了教育資源的信息化速度，而2020年春季學期的“宅家教育”迅速推動了在線教學模式的發(fā)展，教育教學網(wǎng)絡資源如雨后春筍般豐富起來，使得知識的獲取變得越來越方便，獲取知識的渠道越來越多樣化，甚至已經(jīng)處于知識信息量過大、需要學會對知識進行辨別取舍的狀態(tài)。大學教育的主要任務已經(jīng)不是知識的傳授，而是學習能力的培養(yǎng)。教育任務重心的變化必然帶來教育過程的改革，也就是說，教育要從以“教”為中心向以“學”為中心轉變，因此，以學生為中心必然成為當前高等教育改革的方向。這就使得OBE理念不僅是教育改革的方向，而且已經(jīng)融入教育改革當中。

基于OBE理念的以學生為中心的教學改革絕不應該僅僅是在傳統(tǒng)教學中增加點自學能力培養(yǎng)過程，而應該是對整個教育教學過程的重新塑造[10]。大到對于整個人才培養(yǎng)過程應該是這樣，小到對于具體的每門課程也應該是這樣。只有真正按照OBE理念完成對課程教學內容、教學方式的重塑，才能真正實現(xiàn)教育發(fā)展中所提倡的以學生為中心。

二、傳統(tǒng)教學模式以及以學生為中心的新型教學模式的構建

所謂的傳統(tǒng)教學一般是指由德國教育家、心理學家赫爾巴特在19世紀初提出的以教師、教材、課堂為中心的教育教學。在傳統(tǒng)教育教學體系中，教師是關鍵、是知識的所有者，所以是教學的中心;教材是教學內容的載體、是教學的權威;課堂是教師傳授知識的場所、是學生獲取知識的途徑。傳統(tǒng)教學模式以蘇聯(lián)凱洛夫總結的組織教學、導入新課、講授新課、鞏固新課、布置作業(yè)五個教學環(huán)節(jié)依次開展為代表[11]。

在傳統(tǒng)教學模式中，課堂上的知識傳授是主體教學過程，甚至是全部教學過程。傳統(tǒng)教學的重點是知識傳授，但是隨著信息技術的迅速發(fā)展，知識存儲技術使知識記憶不再成為難題，知識信息通過網(wǎng)絡、移動客戶端等向人們撲面而來，使得知識傳授對學生成長的作用大大削弱，而怎樣有效整合這些知識以提升能力才真正是新時代教育者需要傳授給學生的。時代變遷和信息技術的充分發(fā)展，已經(jīng)使得傳統(tǒng)教學模式不能適應，需要探索新的適應學生成長需求的新型教學模式。

傳統(tǒng)教學模式是“以教促學”，教師通過傳授知識促進學生學習成長，但在信息時代，知識獲取變得極為方便快捷之后，學生自主獲取知識變得比較容易，因此在教學改革中應把學生也納入進來。把知識當成問題去研究，把解決問題的任務交給學生，學生根據(jù)解決問題的需要，通過各種渠道學習，當學生需要指導時教師才去“教”?！敖獭笔菫椤皩W”服務的，“學”是貫穿始終的，而“教”只在需要時出現(xiàn)，教師是學生最好的“學習資源”。

以學生為中心絕不是讓學生學習更省力，絕不是學生希望怎樣學習就怎樣學習，絕不是學生希望怎樣考試就怎樣考試，而是以學生能力和素養(yǎng)提升為中心。教師甚至整個學校的工作目的是促進學生學習，引領學生成長，讓學生更主動、更深刻地學習與領悟。實際上，以學生為中心這一教育理念的貫徹，必然需要學生用更多的時間、更多的途徑、更專注的思考力來學習[12-16]。

根據(jù)課程不同部分的情況，探索使用對分課堂、線上線下混合式教學等新型教學模式能比較好地滿足教育培養(yǎng)目標的需求，但都需要學生加大學習投入，給學生科學“增負”，增加學習挑戰(zhàn)度。學生通過線上學習掌握知識，探索理論知識與工程實踐的關系，完成學習報告，學會學習，提升知識搜索能力、整合能力、運用能力、合作研究能力;在線下課堂中，以工程問題、實際現(xiàn)象、現(xiàn)實需求等引導學生討論，開展師生互動。

三、新型教學模式下的教學設計

我校發(fā)動機原理課程的教學，基于OBE理念，采用線上線下混合式教學模式，從課程目標、教學內容、教學模式、教學項目等方面進行了探索實踐，其具體情況如下文所述。

（一）重塑課程目標

發(fā)動機原理課程設置的目的是通過培養(yǎng)學生分析發(fā)動機工作原理的能力，將發(fā)動機相關的基本理論知識與發(fā)動機相關新技術的應用、發(fā)展的工程實踐有機地結合起來，在較好地解決工程問題的同時，充分考慮社會、經(jīng)濟、環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展等制約因素的影響。具體來說就是希望學生通過對該課程的學習達到以下目標。

其一，理解、掌握和運用發(fā)動機的性能特點，在處理車輛及其他動力機械裝置的實際工程問題時具備提出解決方案的能力。

其二，在發(fā)動機相關技術發(fā)展領域，能夠理解和評價工程問題對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響，具有社會責任感和職業(yè)道德。

其三，具備探索發(fā)動機相關技術發(fā)展軌跡及未來趨勢以及自主分析、自主研究、討論預測、提出解決工程問題方案的能力，并理解應承擔的責任。

其四，學會利用各種信息資源，探求發(fā)動機相關技術發(fā)展對環(huán)境、法律、安全、健康、社會可持續(xù)發(fā)展等因素的影響，具備在相關領域提出問題、解決問題的能力。

（二）重新梳理課程內容

發(fā)動機原理課程是車輛工程、能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)體系的一門理論性比較強的課程。在本科教育階段，應注重引導學生通過學習發(fā)動機各種相關新技術和性能特點，理解和較好掌握基本原理并主動探索從理論到新技術的實現(xiàn)方式。

教師在OBE理念的指導下，根據(jù)以學生為中心的新型教學模式的特點，結合混合動力汽車和發(fā)動機新技術發(fā)展動態(tài)，對發(fā)動機原理課程內容進行模塊化整理，形成了如圖1所示的教學內容模塊，有效開展項目驅動式教學和交互式教學。

（三）探索實踐教學模式

教師根據(jù)內容梳理總結各模塊知識的特點，在OBE目標理念和以學生學習為中心的教育理念指導下，對各模塊知識采用恰當?shù)慕虒W模式和評價考核辦法開展教學，如圖2所示。

下面具體以內容模塊三中關于發(fā)動機NOX的生成、排放、污染處理等內容的學習為例，介紹構建學生知識框架的方式。

教師在“線上線下混合式教學+對分課堂”的立體教學模式下，結合該模塊相關的基本理論、新技術發(fā)展、教師課題研究等情況，采用“項目驅動+對分課堂”的交互式教學法，以學生課前課后的項目問題導向式自主學習、線上線下的分組討論研究為主，對分課堂上采用教師分析項目思想、小組討論、小組成果展示、小組間同伴互評、教師點評為貫穿內容模塊學習的中心線。其具體教學實踐過程如下文所述。

其一，分析項目思想。在進行項目教學之前，教師需要從課程整體甚至學科整體的俯視角度對該部分的相關內容，給學生分析項目定位、項目意義、技術發(fā)展現(xiàn)狀及前景等，讓學生能在一定的高度上理解、領悟，才有利于避免在后期的項目完成中出現(xiàn)“只見樹木，不見森林”的煩瑣感、割裂感。

其二，構建項目。根據(jù)課程教學目標要求，結合本部分內容相關的知識理論和新技術發(fā)展趨勢等情況，師生共同討論制訂具有一定挑戰(zhàn)度、創(chuàng)新性、引導性和開放性的項目目標，在運用知識的基礎上鼓勵發(fā)散思維和創(chuàng)新實踐。

其三，制訂項目計劃。各項目小組根據(jù)項目具體情況，對項目相關方面進行線上線下的調研分析，了解相關內容目前的實際狀況、技術發(fā)展情況、科學研究前沿狀況及存在的困難，制訂具體項目完成的分工合作方式、實施方案、項目實施步驟等。

其四，分小組匯報。線下教學過程的第一次教學中，各小組分別作項目計劃匯報。若有需要，教師就進行相應的輔導和建議，但注意不要把自己的思路強制性地加給學生，以免影響學生鍛煉分析研究問題的能力。

其五，實施項目。教師給學生提供一些相關科研資料（如自己的課題研究資料、層次較高的綜述性論文等）和網(wǎng)絡教育資源（如微課、MOOC資源等），供學生對該部分知識進行學習。學生自己利用各種途徑獲取所需知識，在課堂之外的學習時間分工合作完成項目內容。

其六，小組匯報展示。各小組完成項目計劃后，將制作的PPT及講解視頻上傳到班級云空間，展示給專業(yè)教師和全專業(yè)的同學，供同學、老師留言點評。

其七，小組間互評。各項目小組根據(jù)評價要求對其他小組的項目匯報情況進行評價，提出具體意見，并形成評價報告，既作為其他小組的參考，也作為自己小組的材料交給老師。

其八，書寫項目報告。各小組根據(jù)實際情況，可參考評價意見修改整理本小組的項目報告，形成最終定稿后交給老師。

其九，教師點評、學生討論總結。開展對分課堂教學時，教師對各項目小組的匯報展示和項目報告終稿進行點評，與學生討論、總結項目完成情況，達成本部分的教學目標。

四、課程學習效果評價

開展課程評價是為了檢查課程目標的達成度，因此應在教學過程中加強過程管理與考核評價。發(fā)動機原理課程教學，采用基于雨課堂的線上線下混合式教學模式，過程考核成績占40分，綜合測評成績占60分。過程考核成績結合雨課堂APP系統(tǒng)內對學生的線上預習情況、出勤互動情況、課堂測試情況、作業(yè)完成情況、項目報告情況等做出綜合評價，其中，項目報告情況、作業(yè)完成情況、課堂測試情況以及預習與出勤互動情況各占10分，共計40分。綜合測評成績中，期中測試成績占30%，期末測試成績占70%，但期末測試成績具有“一票否決權”，即若期末測試成績達不到基本合格要求，則總成績不能合格。

五、結語

根據(jù)工程教育專業(yè)認證和新工科建設的要求，對發(fā)動機原理課程進行教學改革是必要的、緊迫的，但OBE理念的貫徹執(zhí)行不是一蹴而就的，需要師生觀念及其踐行的共同轉變。教師需要重新梳理課程，轉變教育理念，選擇采用甚至創(chuàng)新更有效的教學模式;學生應改變被動學習的習慣，積極參與到新型教學模式中，加強與老師、同學互動，鍛煉表達能力、對學習資源的分析總結能力、對工程問題的提煉能力，最終形成適應當前信息時代要求的學習方式，提升自己的學習能力，進而提升課程的學習效果。

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[責任編輯：龐丹丹]