基于OBE理念的應用光學課程改革與實踐

邊心田，陳貴賓

摘 要：OBE教育理念和教育管理模式強調以學生的學習產出為動力，進而反向探索改善學習方法，有助于培養學生的自學和創新能力。文章對“應用光學”課程中存在的問題，基于成果的產出為導向的教育理念，確立以學生的自學能力和創新能力建設為培養目標，將問題導向教學、過程性評價體系等教學模式引入教學活動實踐中，提高了應用光學課程的教學質量和學生解決實際問題的能力。

關鍵詞：OBE；教育模式；課程改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）18-0125-03

Abstract： The OBE teaching idea and educational management mode emphasizes that the results of the students' learning should be taken as a driving force and the teaching method are designed in reverse to improve the students' learning ability and creative spirit. In order to solve the problemsappeared in "AppliedOptics" course， based on the educational ideal of the result-oriented. We take self-study ability and creative ability as the course construction goal proposed in this paper. We introduce the problem-based teaching method and the system ofprocess evaluation into the practice of teaching activities， which improves the quality of teaching the Applied Optics Course and the students' ability of solving practical problems.

Keywords： OBE； teaching mode； course reform

一、概述

應用光學是光電信息科學與工程和測控技術與儀器等專業的技術基礎課程，為光學儀器、激光紅外等學科奠定了理論及應用基礎，在培養光學和光電類人才中有不可替代的作用。應用光學對樹立學生嚴肅認真的科學作風和理論聯系實際的工程觀點，培養學生的科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力都有重要的作用[1][2]。

作者在應用光學教學過程中，發現該課程的教學存在以下問題：1.教學內容單一，知識相對陳舊，應用知識和研究前沿結合不足，基礎理論講解不夠深入，導致學生做的實驗無法取得預期效果，跟不上學科發展的需要；2.教學方法單一，教師機械地將課程內容講給學生，不能將理論和實踐有機的結合起來，學生成為被動的接受者，忽略了對學生科學思維和邏輯推理能力的培養，學生的創新意識和創造性的解決問題能力得不到鍛煉，不利于提高學生的實踐和創新能力；3.教學效果評估手段單一，對學生素質能力考察不足。應用光學是高校光電類專業及相關本科專業的重要基礎課程。許多高校對于該課程未能將教學手段和評價機制緊密聯系，其考核評價的結果與學生的能力素質不對等[3]。

二、基于OBE的課程改革實施方案

基于成果產出的教育模式強調的理念有：幫助學生取得什么樣的學習成果，如何有效地取得這些學習成果，以及如何確定學生取得了這些學習成果。OBE的教學模式是以預習產出為中心組織、實施和評價的教育結構模式，更有利于學生學習，提高學生的實際應用和創新能力[4]。因此，應用光學課程的教學重點也應該從“教師教什么”轉移到“學生學到了什么”上。根據應用光學課程的培養目標和要求，對該課程進行了以下幾個方面的改革。

（一）以能力為目標，完善課程教學目標和教學大綱

OBE教學模式注重學生的成果產出，以學生的知識學習、能力培養和素質的提高為培養目標。結合本校對光電專業學生的培養目標，考慮到該課程在光電知識鏈中與其他課程的關系和作用，進一步明確應用光學課程培養的核心能力，注重培養學生的創新意識，提高他們的創新及實際應用能力[5]。使學生掌握應用光學的基本原理和基本概念并能用相關的原理和方法解決光學設計中的實際問題，能正確選用光學儀器和測量方法進行測量，具備一定的工程計算與設計能力。

（二）以目標為導向，完善教學內容和教學過程

OBE教育是為了培養學生的創新意識和創新能力，重視學生綜合應用本課程的知識解決問題和應用實踐能力。所以課程教學需要遵循以培養應用能力和實踐能力為目標，而不是單純的構建知識框架體系。在近兩年的應用光學課程教學中，對該課程進行課堂教學改革，完善加強教學方法的研究和實踐。在課程設計上，重視本課程中用基本原理和方法解決實際光學問題，上課時以虛擬仿真和光學零部件、小型光學儀器進課堂，增加學生對光學系統的初步認識，使學生能綜合應用本課程的原理方法解決復雜的光學設計問題。注重該課程與前言知識的結合，每年有計劃地修改教學內容，完善課件，使學生得到應用實踐能力的同時能及時掌握應用光學領域出現的新技術、新知識。

在基于OBE理念的教學模式中，課堂活動的關鍵是使學生的成果產出最大化。知識的獲得是學生在一定的課堂情景下通過學生之間或學生與教師之間的協作活動實現。所以，教師在構建課堂活動的時候，應能夠充分調動課堂上學生的積極主動性，促使學生對學習的知識感興趣，并能夠運用所學的知識理論進行實際的應用，達到對所學知識完全內化的目的。教師可以根據實際的教學內容和學生的實際情況進行合理的安排教學，可以是課前的互動交流引入所學知識，也可以是實際問題的導入，總之，讓學生在自然的情景中進入學習更有助于學生的知識獲取。對一些有研討價值的問題，教師可以適當的安排任務，有小組同學合作完成相關任務，同時又對學生完成的任務進行分類討論，有助于學生根據自己的興趣對相關的研究問題進行獨立的解決。這樣有助于引導學生積極思考、獨立解決問題，提出更適合自己的研究思路，更有效的幫助學生實現所學知識的內化，構建自己的知識體系。

OBE理念下的協作式探究，教師在教學過程中進行總結性的提示和點撥，有助于提升學生的實踐能力。教師將需要解決的實際問題融入到課堂所學的知識中，學生之間通過交流，研討的方式進行思考解決問題，使學生不僅達到獲取課程目標、掌握所學知識重點的目的，還有助于幫助學生發展個人思維能力，增強學生之間溝通交流的能力和相互包容的能力。教師的主要任務是在整個課堂教學和研討中實時關注學生的動態能力和表現出來的情緒。在研討過程中出現的問題，教師應該及時的給予指導，還要對所遇到的問題及時的作出決策，提出有效的解決策略，保證課堂的有效進行，促使整個教學環節的連貫。促使學生在利用所學知識理論解決實際問題時，能夠自己總結出知識理論的重點，并對知識進行梳理，作出相應的總結，建構相應的知識體系。

應用光學課程設計案例教學，教師將重點問題融入到選題當中，同學之間采用對話、研討的方式解決問題。每周對學生進行定期的研討，教師不僅要具有隨時捕獲學生動態的能力，對于在研討過程中出現的問題要及時的給予指導，還要適時、適當地做出決策，采取合適的互動策略，保證研討過程的有效進行[6]。教師可以根據各分組的設計進度，對設計中的關鍵問題進行講解，也可以及時指導在設計過程中不主動的學生，以促進他們掌握所需的基本技能，培養良好的思維習慣，充分調動學生的積極性和創造性。

（三）以產出成果為導向，設計過程性考核的考核體系

在課程考核方式和標準上，OBE模式更注重考核的靈活性、過程性、目標性。在考核過程中教師對學生學習效果進行分析，隨時調整教學方案，以達到預期教學效果[7-9]。在學生研討，光學設計，實驗等過程中，教師根據學生在過程中體現出來的能力和每次小組研討設計結果都會有過程分數，便于學生對階段性學習有一定的了解。在評價過程中，簡單問題可以隨堂測驗，比如：課堂提問，分組討論，題目測試等；對于難度較大或花費時間長的題目進行課后測驗，包括：論文，設計，實驗報告等。具體學生的學習效果，以過程性評價的方式體現出來，包括：課堂考勤，分組研討，課堂提問，平時作業，階段性測驗，實驗報告，期末考試等，考核的內容、標準及方式爭取做到，考核體現學生的創新能力和實踐應用能力，評價機制和學生的成果產出相對應。

三、課程改革的成果

本次課程改革選取本校物理與電子電氣工程學院應用物理學（光學工程）專業學生作為為對象，采用課程改革前和改革后學生成果比較的方式，課程改革前采用傳統的“教師講授+學生實驗”的教學方式進行授課，改革后采用OBE理念對學生進行傳授。選取的兩屆學生基礎相當，符合比較的條件。

通過一學期OBE教學模式的實施，學生不僅學習該課程的興趣得到了提高，最終成績也有明顯的提升。對比兩個班級的成績，課程改革前該專業學生的平均成績為65.2，課程改革后該專業學生的平均成績為77.5，通過平均成績可以看出，課程改革后班級的平均成績比課程改革之前班級學生的平均成績高出12.3分。

課程改革前后兩個班級學生的成績按照分數段統計如圖1所示，由圖1可知，課程改革后班級學生的優秀率（80分以上）明顯優于課程改革前的班級，課程改革之后低分數段的比例顯著減少。采用OBE理念的教學模式進行教學，學生的成績有了明顯的提升。

總之，OBE教學模式的實施，促使應用光學課程的改革取得了良好的效果。

1. 基于OBE理念的教學內容和方法手段的改革

轉變了傳統的應試教育觀念，提高學生學習的積極性，提高了他們對課題的學習興趣，學習效果得到顯著改善。

2. 教學內容和方法手段的改革促進了考試考核方法改革

考核方式由傳統的“一考定成績”的考核方式轉變為過程考核和期末考試相結合的考核方式。該過程注重對學生創新能力和實踐能力的考核，對學生的學習能力進行客觀全面的評價；通過階段性測驗和期末考試的考核，對學生的測試成績進行分析，有助于教師充分了解學生的學習情況，為提高教師的教學提供依據。

3. 通過OBE理念的教學模式，使教師樹立現代教育觀

課程改革的實施促使教師查閱大量的文獻資料，及時關注應用光學的學術前沿，學習先進的教育理論，提高自身的教育理念，促進理論和實際應用的銜接，在實踐中探索符合OBE理念的學生評價方式。

四、課程改革的思考

基于OBE理念的應用光學課程改革的教學模式采用以學生的學習產出的最大化為目的，提倡課前知識預習、課堂知識內化的方式，改變了傳統的“課上知識傳授+學生實驗”的固定教學方式，是一種將理論知識應用化的教學方法。學生可以自由發揮自己的想象力解決實際的問題，實現了學生自主學習的主體性，同時解決了課上學生知識掌握不均衡，知識傳授重復等的問題。在OBE理念的應用光學課程改革的教學模式中，教師課堂的安排尤其重要，教師選擇設計的實際應用問題不僅需要考察到所要學習的理論知識，而且要體現出深度[10][11]。這也考察了教師對這種教學的理解和知識的靈活運用能力。OBE教學模式的先進性以及該教學模式、教育方式的靈活性，決定了其未來教學過程中廣闊的應用前景[3]。OBE的教學模式為應用光學課程改革帶來新的思路。

本文把基于OBE理念的教學模式引入到應用光學課程教學中，通過借鑒研究者已有的OBE理念的課程改革教學實踐經驗，對應用光學課程改革的教學模式進行研究。在實施課程改革的過程中，作者也遇到了一些問題，通過總結便于以后在教學過程中加以改進和完善。

1. 課程的改革使學生的學習效果得到顯著的提升，但是OBE的教育模式促使教師閱讀大量的文獻，考核方式的設計和操作較為繁瑣，使得教師的工作量變得繁重，今后要探索更加高效的優化考核方式并加以改進。

2. 雖然在學習上已漸漸養成主動思考問題的習慣，并對應用光學的設計和實驗產生興趣，但學生還不習慣從實際應用的角度去思考、解決問題，考慮問題片面簡單，在今后的教育教學中需要有意識的加以引導[7]。

五、結束語

總的來說，OBE 教育理念是一種適應于現代社會快速發展的教育理念，基于OBE教學理念應用光學課程教學的改革，注重教學內容的持續改進，全面提升教師的教學能力與學生的創新能力和實踐應用能力，達到了預期目標。但在OBE理念的實施過程中發現一些問題需要解決，如個別的學生的主動性不夠強，需要教師和同學的提醒，教師傳統的教學理念也很容易影響OBE理念的教學效果。本文將OBE 理念與應用光學課程的實際情況相結合，深入貫徹基于OBE理念的教學方法，改變應用光學教學中的弊病，改善教學效果，顯著提高了學生的積極性，最終提升學生的學習體驗和學習效果。

參考文獻：

[1]郭仁慧，高志山.談《應用光學》教學的改進方法[J].高教論壇，2009（1）：90-92.

[2]許嘉文，程湘愛，鐘海榮.“應用光學”課程教學模式的思考與建議[J].高等教育研究學報，2016（1）：115-120.

[3]宋哲英，宋雪玲.基于OBE的工程教育模式下“誤差理論與數據處理”課程改革[J].高教學刊，2016（16）：153-155.

[4]倫鏡盛，劉柱，陳美珍，等.基于OBE與整合思維的細胞工程教學改革初探[J].高校生物學教學研究：電子版，2016（3）：35-39.

[5]黃斯珉，楊宇.OBE模式在《物理化學》課程教學中的應用研究[J].東莞理工學院學報，2016（3）：111-114.

[6]周萍，孫躍東，張振東，等.基于OBE理念的“汽車設計制造”課程的教學改革與實踐[J].江蘇科技信息，2016（24）：35-37.

[7]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于學習產出OBE的工程教育模式-汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[8]郭兵，林秀珍，徐平如，等.OBE思維導向的問題啟發教學法在物理化學教學中的應用[J].東莞理工學院學報，2015，22（5）：104-107.

[9]徐送寧，岱欽，黃月，等.基于光電產業需求的光電信息科學與工程專業的改革與實踐[J].高教學刊，2016，3：232-235.

[10]朱進容，黃楚云，姚育成，等.光電信息專業人才培養模式的研究與實踐[J].教育教學論壇，2013（52）：202.

[11]吳秋鳳，李洪俠，沈楊.基于OBE視角的高等工程類專業教學改革研究[J].教育探索，2016，5：97-100.