摘 要:在快速發(fā)展的技術(shù)背景下,電工電子技術(shù)課程的教育模式急需轉(zhuǎn)型。本研究基于結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)方法,探討了電工電子技術(shù)課程的教學(xué)路徑改進(jìn),旨在提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力。研究分析了OBE與PBL的理論基礎(chǔ),并設(shè)計(jì)了以明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和實(shí)用項(xiàng)目為核心的教學(xué)路徑。通過(guò)開發(fā)LED燈控制系統(tǒng)和電路分析軟件的案例,研究顯示新教學(xué)模式顯著提升了學(xué)生的學(xué)術(shù)成績(jī)和自主學(xué)習(xí)能力。本研究為電工電子技術(shù)課程的教育改革提供了切實(shí)的方案,同時(shí)推動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)生未來(lái)職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)研究應(yīng)關(guān)注持續(xù)融合OBE與PBL理念,以及與行業(yè)的深入合作,以確保課程內(nèi)容與市場(chǎng)需求對(duì)接。
關(guān)鍵詞:OBE教學(xué)模式 電工電子技術(shù) PBL方法 實(shí)踐能力
1 緒論
在全球教育改革的大背景下,培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需求的高素質(zhì)人才已成為各國(guó)教育體系的核心目標(biāo)。特別是在工科領(lǐng)域,電工電子技術(shù)課程作為基礎(chǔ)課程,不僅為學(xué)生提供必要的理論知識(shí),還對(duì)其實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神等綜合素養(yǎng)提出了更高的要求[1]。
OBE理念的興起:結(jié)果導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education, OBE)理念自20世紀(jì)90年代以來(lái)逐漸興起,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向,目的是使教育更加關(guān)注學(xué)生的實(shí)際能力與應(yīng)用能力。例如,Spady(1994)提出OBE的核心在于設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),確保學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠自主探索、解決實(shí)際問(wèn)題并最終達(dá)到預(yù)期的教育結(jié)果。
PBL方法的發(fā)展:與此同時(shí),項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(Project-Based Learning, PBL)也作為一種有效的教學(xué)方法逐漸受到關(guān)注。PBL通過(guò)將學(xué)習(xí)全過(guò)程圍繞一個(gè)中心項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì),讓學(xué)生在實(shí)踐中主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索[2]。根據(jù)Thomas(2000)的觀點(diǎn),PBL打破了傳統(tǒng)的教學(xué)界限,使課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與參與度。
本研究旨在探討如何有效結(jié)合OBE理念與PBL方法,以優(yōu)化電工電子技術(shù)課程的教學(xué)路徑。通過(guò)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計(jì)與學(xué)生未來(lái)職業(yè)緊密相關(guān)的項(xiàng)目主題、實(shí)施有效的階段性評(píng)估與反思機(jī)制,我們希望能夠在實(shí)際教學(xué)中建立一種更加互動(dòng)、參與和成效顯著的模式。
該研究的意義在于:(1)為教育改革提供參考:通過(guò)探索基于OBE與PBL的教學(xué)路徑,為電工電子技術(shù)課程的教育改革提供有價(jià)值的參考與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。(2) 提升學(xué)生綜合素質(zhì):通過(guò)研究設(shè)計(jì)與實(shí)施,促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力、解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新精神的發(fā)展,以滿足行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。(3)推動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展:幫助教師掌握新教學(xué)理念與方法,提高其教學(xué)水平與專業(yè)能力,從而更好地服務(wù)學(xué)生的學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)。
2 教育背景與理論基礎(chǔ)
2.1 結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)的理論基礎(chǔ)
結(jié)果導(dǎo)向教育(Outcome-Based Education, OBE)是一種以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心的教育理念。在OBE的框架下,教師需要重構(gòu)課程內(nèi)容,以確保每個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)定都與學(xué)生未來(lái)的職業(yè)需求相符[3]。
2.2 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)的理論基礎(chǔ)
項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(Project-Based Learning, PBL)作為一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法,強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)施來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)。PBL不僅依賴于老師的講授,更注重學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題過(guò)程中的主動(dòng)探索和合作[4]。
2.3 OBE與PBL的結(jié)合
結(jié)果導(dǎo)向教育和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的結(jié)合,為電工電子技術(shù)課程的改革提供了全新的視角和方法。通過(guò)將OBE的學(xué)習(xí)目標(biāo)與PBL的實(shí)踐活動(dòng)嫁接,教師能夠設(shè)計(jì)出更具針對(duì)性的課程內(nèi)容,確保學(xué)生在完成實(shí)際項(xiàng)目時(shí),能夠有效達(dá)到預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)成果[5]。
3 研究方法
本研究旨在探索基于結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)的電工電子技術(shù)課程教學(xué)路徑改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),研究采用了定量與定性相結(jié)合的研究方法。
3.1 研究設(shè)計(jì)
本研究采取了行動(dòng)研究(Action Research)的框架,旨在通過(guò)實(shí)踐探索與反思來(lái)不斷優(yōu)化教學(xué)過(guò)程。行動(dòng)研究是一種循環(huán)的過(guò)程,涉及計(jì)劃、行動(dòng)、觀察和反思四個(gè)階段,使研究者能夠在實(shí)際教學(xué)中持續(xù)改進(jìn)和調(diào)整策略。
研究的主要步驟包括:
目標(biāo)設(shè)定:在明確課程改革的目標(biāo)后,研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)OBE的理念設(shè)定具體的學(xué)習(xí)成果。
項(xiàng)目設(shè)計(jì):團(tuán)隊(duì)依據(jù)電工電子技術(shù)的核心內(nèi)容,設(shè)計(jì)了若干實(shí)際項(xiàng)目,例如LED燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、電路分析軟件的開發(fā)等。
實(shí)施階段:在課程實(shí)施階段,教師組織學(xué)生進(jìn)行小組合作,通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的研究與開發(fā)來(lái)達(dá)成預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在這一過(guò)程中,教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)者和支持者,鼓勵(lì)學(xué)生自主探索與合作學(xué)習(xí)。
評(píng)估與反饋:在項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段,教師通過(guò)觀察、問(wèn)卷、訪談等方式收集學(xué)生的反饋與表現(xiàn)數(shù)據(jù),以評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,并根據(jù)收集到的信息調(diào)整教學(xué)策略。
3.2 參與者
研究的參與者為某高等院校電工電子技術(shù)課程的本科生,共計(jì)60名,分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組課程采用融合OBE與PBL的教學(xué)模式,對(duì)照組則繼續(xù)采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)法。參與者的選擇以隨機(jī)分配為主,確保兩組之間的基礎(chǔ)水平相近,從而為研究結(jié)果的可靠性提供保障。
3.3 數(shù)據(jù)收集
本研究的數(shù)據(jù)收集主要包括定量和定性兩方面:(1)定量數(shù)據(jù):通過(guò)期末考試成績(jī)、課程考核成績(jī)及項(xiàng)目完成度評(píng)價(jià),評(píng)估學(xué)生的學(xué)術(shù)表現(xiàn)。(2)定性數(shù)據(jù):通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和訪談,了解學(xué)生對(duì)課程的反饋、學(xué)習(xí)體驗(yàn)及對(duì)項(xiàng)目的看法。問(wèn)卷包括封閉式和開放式問(wèn)題,以獲取學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)方法、合作學(xué)習(xí)等方面的詳細(xì)反饋。
3.4 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)分析采用定量與定性相結(jié)合的分析方法。定量數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析,利用t檢驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在學(xué)術(shù)表現(xiàn)上的差異。定性數(shù)據(jù)則采用主題分析法,提煉出與課程改革相關(guān)的主要主題與趨勢(shì)。這種綜合分析方法有助于全面理解學(xué)生在不同教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與成果。
3.5 研究倫理
在研究過(guò)程中,確保參與者的知情同意與數(shù)據(jù)的保密性是十分重要的。所有參與者在參與調(diào)查和訪談前均簽署了知情同意書,研究過(guò)程中絕不會(huì)將學(xué)生個(gè)人信息與研究結(jié)果關(guān)聯(lián),確保參與者的隱私得到充分保護(hù)。
通過(guò)上述研究方法的設(shè)定,本研究旨在科學(xué)、客觀地評(píng)估基于OBE與PBL的電工電子技術(shù)課程教學(xué)路徑改進(jìn)的有效性,并為后續(xù)的教育改革提供實(shí)證支持。
4 教學(xué)路徑設(shè)計(jì)與實(shí)施
在落實(shí)以結(jié)果導(dǎo)向教育(OBE)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)為核心理念的電工電子技術(shù)課程改革中,教學(xué)路徑的設(shè)計(jì)與實(shí)施是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本研究中的教學(xué)路徑設(shè)計(jì)包括課程結(jié)構(gòu)規(guī)劃、教學(xué)內(nèi)容的選擇、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施、教學(xué)活動(dòng)的組織方式等多個(gè)方面。
4.1 課程結(jié)構(gòu)規(guī)劃
在課程結(jié)構(gòu)規(guī)劃階段,研究團(tuán)隊(duì)首先根據(jù)電工電子技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)與行業(yè)需求,確定了學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程模塊。
基礎(chǔ)知識(shí)模塊:涵蓋電路理論、元件特性、信號(hào)分析等基礎(chǔ)電工電子知識(shí),為后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)施奠定基礎(chǔ)。
應(yīng)用實(shí)踐模塊:通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式,讓學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。此模塊旨在提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。
綜合評(píng)估模塊:包括形成性與終結(jié)性評(píng)估,以便及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和成績(jī),確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。
課程結(jié)構(gòu)的規(guī)劃確保了課程的系統(tǒng)性和完整性,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠逐步深入,逐步掌握電工電子領(lǐng)域的核心知識(shí)與技能。
4.2 教學(xué)內(nèi)容選擇
在教學(xué)內(nèi)容選擇上,研究團(tuán)隊(duì)依據(jù)實(shí)際工程問(wèn)題設(shè)計(jì)授課內(nèi)容。
LED燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì):通過(guò)這一項(xiàng)目,學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)電路的搭建,而且還能掌握微控制器編程與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際技能。
電路分析與模擬軟件開發(fā):該項(xiàng)目基層對(duì)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力進(jìn)行考核,同時(shí)促進(jìn)他們理解電子電路的運(yùn)行機(jī)制和分析方法。
這種教學(xué)內(nèi)容的選擇兼顧了理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用,讓學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中,提升其綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。
4.3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施
項(xiàng)目設(shè)計(jì)是PBL方法中的重要組成部分,項(xiàng)目的選擇應(yīng)與學(xué)習(xí)目標(biāo)緊密結(jié)合,促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作。在本研究中,項(xiàng)目實(shí)施步驟包括以下幾個(gè)階段:
項(xiàng)目啟動(dòng):教師向?qū)W生介紹項(xiàng)目背景、目標(biāo)與預(yù)期成果,幫助他們明確自己的任務(wù)與角色。
小組分配:學(xué)生被隨機(jī)分配到小組中,鼓勵(lì)他們?cè)谛〗M內(nèi)發(fā)揮各自的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。
項(xiàng)目規(guī)劃:在教師的指導(dǎo)下,每個(gè)小組對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行討論,制定詳細(xì)的工作計(jì)劃和時(shí)間表,明確任務(wù)分工和目標(biāo)。
實(shí)踐實(shí)施:學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)和制作,教師全程提供技術(shù)指導(dǎo)與支持,確保學(xué)生在實(shí)踐中不斷修正與完善方案。
項(xiàng)目展示與反饋:項(xiàng)目完成后,每個(gè)小組需要向全班同學(xué)與教師進(jìn)行展示,分享各自的設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方案。教師與同學(xué)們對(duì)展示進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋,促進(jìn)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的反思和改進(jìn)。
4.4 教學(xué)活動(dòng)的組織方式
為了確保學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中能夠充分參與并收獲成果,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列教學(xué)活動(dòng)。這些活動(dòng)不僅重視知識(shí)的傳遞,更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和實(shí)踐:
小組討論:通過(guò)課前或課后的小組討論,促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作,使他們?cè)趯?duì)話中共同解決問(wèn)題。
課堂講授與實(shí)踐結(jié)合:每次理論課的授課內(nèi)容都與相應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合,確保學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)理論的同時(shí),理解其在實(shí)際應(yīng)用中的意義。
階段性評(píng)估與反饋:在項(xiàng)目實(shí)施期間,教師定期對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估,及時(shí)提供反饋,為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)提供改進(jìn)的方向。
這種多樣化的教學(xué)活動(dòng)組織方式,有助于提升學(xué)生的參與度,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和分析問(wèn)題的能力。
5 教學(xué)效果評(píng)估
對(duì)基于OBE理念與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行效果評(píng)估至關(guān)重要,可以為后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐提供明確的反饋和改進(jìn)依據(jù)。本部分將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述:學(xué)生成績(jī)變化、學(xué)習(xí)態(tài)度和能力提升、課程反饋和改進(jìn)建議。
5.1 學(xué)生成績(jī)變化
針對(duì)實(shí)施OBE與PBL結(jié)合的教學(xué)方法,我們通過(guò)對(duì)比實(shí)施前后的考試成績(jī),以量化評(píng)估教學(xué)效果。
數(shù)據(jù)分析:在實(shí)施OBE與PBL方法前,班級(jí)平均成績(jī)?yōu)?0分。經(jīng)過(guò)一學(xué)期的項(xiàng)目學(xué)習(xí),期末考試平均成績(jī)提升至85分,改進(jìn)率為21.4%。這一數(shù)據(jù)表明,學(xué)生在電工電子技術(shù)課程中的學(xué)業(yè)表現(xiàn)得到了顯著提升(表1)。
5.2 結(jié)果分析
學(xué)習(xí)態(tài)度:學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和積極性有了顯著變化。調(diào)查顯示,有85%的學(xué)生表示通過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí),他們對(duì)電工電子技術(shù)的興趣明顯提高,愿意投入更多時(shí)間去探索相關(guān)知識(shí)。這一結(jié)果代表了PBL有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
能力提升:學(xué)生在各項(xiàng)能力上的提升也得到了一致認(rèn)可。項(xiàng)目實(shí)施后的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明: 95%的學(xué)生認(rèn)為自己的實(shí)際動(dòng)手能力有所增強(qiáng)。 88%的學(xué)生表示在團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力方面取得了進(jìn)步。 90%的學(xué)生反饋在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí),能夠更自信地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。
5.3 課程反饋
課程結(jié)束后,進(jìn)行了一次全面的課程反饋,涉及學(xué)生的體驗(yàn)、教師的教學(xué)效果以及項(xiàng)目的可改進(jìn)之處。
5.3.1 學(xué)生反饋
學(xué)生普遍認(rèn)為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)讓他們更好地理解了理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合。一些具體意見(jiàn)包括:
他們希望在實(shí)驗(yàn)中有更多的選擇自由,以便更好地展現(xiàn)自己的創(chuàng)意。
學(xué)生希望增加不同類型項(xiàng)目的多樣性,例如引入更多實(shí)際應(yīng)用的案例,以幫助他們連接課堂與現(xiàn)實(shí)。
5.3.2 教師反饋
教師們對(duì)這一教學(xué)方法表示支持,認(rèn)為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能夠有效提升教學(xué)活力。許多教師指出:
通過(guò)觀察學(xué)生的參與度,看到許多學(xué)生在項(xiàng)目中表現(xiàn)出比常規(guī)教學(xué)更高的參與熱情。
然而,教師也指出,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,更多的時(shí)間用于學(xué)生之間的交流與合作,使得時(shí)間管理成為一項(xiàng)挑戰(zhàn),需要進(jìn)一步優(yōu)化。
5.4 改進(jìn)建議
基于以上評(píng)估結(jié)果,提出以下改進(jìn)建議。
課程設(shè)計(jì):建議在項(xiàng)目選擇上增加多樣性,涵蓋更多與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例,以提升學(xué)生的興趣。同時(shí),為項(xiàng)目設(shè)定明確的時(shí)間框架,以更好地管理項(xiàng)目進(jìn)度。
評(píng)估機(jī)制:建議建立多元化的評(píng)估機(jī)制,不僅關(guān)注最終的成績(jī),還應(yīng)注重過(guò)程中的參與度、團(tuán)隊(duì)合作及個(gè)人貢獻(xiàn)的評(píng)價(jià)。這可以通過(guò)自我評(píng)價(jià)和同伴評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。
6 總結(jié)
綜上所述,基于OBE理念與PBL方法結(jié)合的教學(xué)路徑在電工電子技術(shù)課程中取得了顯著的效果,學(xué)生的成績(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)踐能力都得到了顯著提升。通過(guò)持續(xù)的反饋和改進(jìn),我們期待在未來(lái)的教學(xué)中,能夠進(jìn)一步提升教育質(zhì)量,為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和成果。