郭 恒，謝 娟

（西南石油大學(xué) 新能源與材料學(xué)院，四川 成都 610500）

引言

成果導(dǎo)向教育（OBE）是指以能力、目標(biāo)或需求等產(chǎn)出導(dǎo)向為本的教育，現(xiàn)在是許多國家教育改革的主流理念［1-2］。OBE教育理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，定義和預(yù)期學(xué)生所取得的學(xué)習(xí)成果，通過反向設(shè)計引導(dǎo)制定教學(xué)目標(biāo)、調(diào)整教學(xué)設(shè)計和改善教學(xué)資源的配置，圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、達(dá)成指標(biāo)監(jiān)控和評價專業(yè)教育，重在“持續(xù)改進(jìn)”，旨在培養(yǎng)具有解決實際復(fù)雜工程問題能力的高素質(zhì)人才［3］。在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，此種教育理念的推行顯得至關(guān)重要，尤其是如何引導(dǎo)專業(yè)建設(shè)和促進(jìn)教學(xué)改革，如何可持續(xù)性地提高和保障專業(yè)工程教育人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”是高等院校新能源材料與器件專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是專業(yè)基礎(chǔ)課程“材料物理化學(xué)”“固體物理”等理論知識應(yīng)用的具體展現(xiàn)，是連接基礎(chǔ)課與專業(yè)后續(xù)課程、專業(yè)綜合實驗、畢業(yè)設(shè)計之間的橋梁。傳統(tǒng)的教學(xué)理念以“教”為教學(xué)核心，通常以課程內(nèi)容為中心，教師為主導(dǎo)，教學(xué)模式較為單一，考核方式僅限于對學(xué)生記憶力的考查?！澳芰哭D(zhuǎn)換材料與器件”課程涉及的理論知識整體上抽象難懂，教材中直觀明了的案例不夠豐富，課程實驗缺失，很難調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和課堂積極性，課程教學(xué)成效不佳，與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)要求還存在一定的差距。因此，基于OBE教育理念，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求及能力達(dá)成要求，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”所擴(kuò)展的教學(xué)資源與平臺，探索和開發(fā)基于多類功能性教學(xué)平臺的融合式教學(xué)模式，推進(jìn)“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程的教學(xué)改革實踐，旨在提升該課程教學(xué)成效，最終提高學(xué)生畢業(yè)后在社會和專業(yè)領(lǐng)域所應(yīng)具備的專業(yè)知識、工程實踐能力與綜合素質(zhì)。

一、基于OBE理念的融合式教學(xué)模式構(gòu)建

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于“以學(xué)生為中心，以目標(biāo)產(chǎn)出為導(dǎo)向”教育理念的課程教學(xué)改革勢在必行。因此，基于OBE的教育理念，“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程教學(xué)改革通過以“設(shè)計教學(xué)方法—重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容—改革考核評價機(jī)制”為主線進(jìn)行整體設(shè)計。采用“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)模式，構(gòu)建“學(xué)習(xí)通+微課”柔性化自主學(xué)習(xí)體系，優(yōu)化個性化翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)平臺，充分利用多層次大學(xué)生“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐平臺［4］；從預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出制定、教育投入與教學(xué)過程、評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出等方面建立“以學(xué)生為課程主體，以教師為引導(dǎo)主力”的課堂教學(xué)模式；發(fā)展動態(tài)考核評價策略，將全過程考核貫穿整個教學(xué)過程，并通過教學(xué)改革效果的評價提出持續(xù)反饋改進(jìn)意見；充分體現(xiàn)“學(xué)習(xí)產(chǎn)出導(dǎo)向”的教育理念和“以學(xué)生發(fā)展為本”的人才培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)專業(yè)知識扎實、工程實踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才提供一定借鑒和指導(dǎo)。關(guān)于“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程的融合式教學(xué)模式示意圖如圖1所示。

圖1 基于OBE理念的“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程融合式教學(xué)模式框架

二、基于OBE理念的融合式教學(xué)改革實踐

根據(jù)“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)改革方案的構(gòu)建，重新明確課程目標(biāo)，重構(gòu)課程的知識模塊與教學(xué)結(jié)構(gòu)單元，開展融合式的教學(xué)模式，細(xì)化課程教學(xué)評價機(jī)制，修訂課程的達(dá)成度評價，期望獲得最佳的教學(xué)成效，完成預(yù)期學(xué)習(xí)成果，滿足課程對能力產(chǎn)出的培養(yǎng)要求。

（一）明確課程目標(biāo)

明確“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程的課程目標(biāo)和課程達(dá)成度，這是教師進(jìn)行課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)性依據(jù)，也是“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)能否有效實施的關(guān)鍵所在。因此，課程目標(biāo)與專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求的內(nèi)在關(guān)系如下：（1）課程目標(biāo)1：使學(xué)生能夠利用相關(guān)專業(yè)知識和數(shù)學(xué)模型，用于太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、氫能、核能、海洋能的獲取、轉(zhuǎn)換和儲存過程中的工程問題解決方案的比較與綜合。（2）課程目標(biāo)2：能夠?qū)μ柲堋⑸镔|(zhì)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、氫能、核能、海洋能等“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”工程問題進(jìn)行預(yù)測和評估，正確表達(dá)復(fù)雜工程問題。（3）課程目標(biāo)3：能夠認(rèn)識解決問題有多種方案可選擇，會通過文獻(xiàn)研究尋求可替代的解決方案，能夠分析太陽能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮艿刃履茉床牧吓c器件開發(fā)過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。

（二）重構(gòu)課程知識結(jié)構(gòu)

根據(jù)新能源專業(yè)的實際情況、培養(yǎng)方案和畢業(yè)要求，結(jié)合OBE理念的教學(xué)模式，分析和優(yōu)化課程的知識結(jié)構(gòu)體系。改變以教材章節(jié)為單元的教學(xué)計劃，形成以7種能源為知識模塊單元逐步推進(jìn)的課程體系，有助學(xué)生進(jìn)行對比性分析和掌握各能量轉(zhuǎn)換體系中的核心材料和器件及工作原理。本課程原為56個理論學(xué)時，后將其壓縮至48學(xué)時，拓展了8學(xué)時的實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性和實踐探索能力，促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解和創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。

（三）“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)實施

課程的教學(xué)實施主要包括教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實踐。教學(xué)設(shè)計將以互聯(lián)網(wǎng)融合式教學(xué)模式為主體依托，結(jié)合以“學(xué)習(xí)通+微課”“翻轉(zhuǎn)課堂”和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐”三個環(huán)節(jié)為載體的教學(xué)方法，并對“課前、課中和課后”三個教學(xué)時間階段進(jìn)行融合式教學(xué)，重點(diǎn)突出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)化學(xué)生的課堂主體地位及教師的課程主導(dǎo)作用，實現(xiàn)多時空學(xué)習(xí)、多層次互動和個性化引導(dǎo)的有效教學(xué)。具體的教學(xué)實施過程如下。

1.課前階段，課前任務(wù)主要是知識模塊的理論知識安排，錄制6分鐘左右的單個知識點(diǎn)的“微課”視頻作為課前知識傳遞媒介，通過“學(xué)習(xí)通”提前發(fā)布。發(fā)布時設(shè)置“任務(wù)點(diǎn)”闖關(guān)環(huán)節(jié)，學(xué)生觀看視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成課前小測驗后，相應(yīng)的“任務(wù)點(diǎn)”才算完成，才能進(jìn)入下一個視頻的學(xué)習(xí)。通過課前階段的自主學(xué)習(xí)，學(xué)生為課中的討論環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的知識儲備和課前準(zhǔn)備。教師調(diào)取“學(xué)習(xí)通+微課”后臺數(shù)據(jù)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展情況及掌握程度，尤其是薄弱環(huán)節(jié)，有助于實時調(diào)整課中階段的教學(xué)內(nèi)容。

2.課中階段，課堂以學(xué)生為主角。教師作為引導(dǎo)角色，主要以檢測學(xué)生課前階段的學(xué)習(xí)成果為主，針對課程中的知識重點(diǎn)和難點(diǎn)及學(xué)生反饋的薄弱環(huán)節(jié)，采用啟發(fā)、設(shè)問引疑、設(shè)置懸念、類比引入等教學(xué)方法。引入工程案例，通過專題報告、小組研討、搶答環(huán)節(jié)等形式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。同時，利用網(wǎng)絡(luò)平臺的互補(bǔ)性、實質(zhì)性體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的主動性和積極性，實現(xiàn)課程知識的內(nèi)化。進(jìn)而實現(xiàn)從“知識怎么教”向“學(xué)生怎么學(xué)”的轉(zhuǎn)化過程，即從注重“教”向注重“學(xué)”的轉(zhuǎn)變。若無法進(jìn)行線下面對面上課時，可采用直播模式，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)平臺媒介展示學(xué)習(xí)成果，采用短視頻、動畫展示、課題匯報等多類個性化方式，體現(xiàn)課程知識的吸收與內(nèi)化的多樣化，實現(xiàn)同伴互教及知識實踐應(yīng)用的高效化。

3.課后階段，結(jié)合學(xué)生對知識的掌握情況，提供線上線下相結(jié)合的課后練習(xí)和測試，通過班級群解答學(xué)生在課前和課中存在的問題，進(jìn)一步鞏固知識模塊的理論知識點(diǎn)。通過實驗實踐活動，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、學(xué)科競賽等課外實踐活動納入實驗教學(xué)，學(xué)生可依據(jù)自身的興趣愛好，申請不同的項目課題代替現(xiàn)有的課程設(shè)計內(nèi)容。從“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程的工程問題入手，培養(yǎng)學(xué)生熟練操作能量轉(zhuǎn)換材料與器件制備的實踐能力［5］，并掌握性能測試及影響因素的分析手段。依托本校的大型精密設(shè)備實驗平臺，結(jié)合面向全體本科生設(shè)立的開放創(chuàng)新實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力、團(tuán)隊合作能力及分析問題與提供解決方案的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（四）教學(xué)評價機(jī)制

通過課前、課中、課后的階段性設(shè)置，從知識、思維、能力三大維度考核預(yù)期學(xué)習(xí)成果的產(chǎn)出過程與效果，改革考核測評機(jī)制，持續(xù)改進(jìn)預(yù)期學(xué)習(xí)成果。課程考核突破以往以閉卷考試為主的單一測評方式，側(cè)重學(xué)生綜合素質(zhì)的廣度和深度評價。在“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)模式下，根據(jù)單元作業(yè)、線上協(xié)作討論、課堂演練、課后鞏固練習(xí)及期末考試等產(chǎn)出成果，對學(xué)生實施過程性評價、終結(jié)性評價相結(jié)合的考核及混合式評價。同時，定期記錄并公布評價結(jié)果，促進(jìn)和激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)，進(jìn)而更為全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成果達(dá)成情況，反思具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)并持續(xù)反饋和改進(jìn)，進(jìn)一步明確能力產(chǎn)出導(dǎo)向。

三、教學(xué)成效與存在問題

OBE理念下“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式教學(xué)模式擴(kuò)展了教學(xué)場所，不受時空限制，實現(xiàn)面授交流與技術(shù)工具交流的有機(jī)性全面融合，增強(qiáng)了師生雙向活動，提高了學(xué)生的主動性和意愿。提前考查了學(xué)生的知識掌握程度，減少教師授課時間，集中力量突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。在實訓(xùn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生動手能力，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用理論知識、創(chuàng)新思維，培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。融合式教學(xué)仍然面臨一些困境，包括師生的教學(xué)理念未獲得一致認(rèn)可。若技術(shù)工具多且不兼容，運(yùn)用煩瑣，則很容易導(dǎo)致師生產(chǎn)生疑惑和壓力。此外，教學(xué)資源難以互融互通，線上和線下學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式也無法實現(xiàn)徹底融合。融合式教學(xué)的評價體系尚需進(jìn)一步完善，諸多評價仍難以落實。相匹配的教學(xué)管理制度也不夠系統(tǒng)，由于存在個體差異性，無法實現(xiàn)全面有效的監(jiān)管。

結(jié)語

“能量轉(zhuǎn)換材料與器件”課程采用開放式、個性化、互動性的“互聯(lián)網(wǎng)+”融合式課堂教學(xué)模式，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置及考核測評機(jī)制等方面進(jìn)行教學(xué)改革，更新傳統(tǒng)教學(xué)觀念，打造共時性、多環(huán)節(jié)的融合式教學(xué)流程，篩選豐富而規(guī)范的融合式教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建多層次、開放性融合式教學(xué)評價體系及持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，構(gòu)建大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與個性化培養(yǎng)模式，促進(jìn)新能源教學(xué)實效性及學(xué)生產(chǎn)出能力的提高。這種教學(xué)改革和實踐可為學(xué)生提供因時代發(fā)展而出現(xiàn)的變革性教育教學(xué)模式，也為教師教學(xué)學(xué)術(shù)的發(fā)展提供更為廣闊的發(fā)展空間，示范作用較為明顯，其研究過程和實踐結(jié)果可為材料類專業(yè)的相關(guān)課程教學(xué)改革提供一定的參考。