OBE理念下“五層次”智慧教學模式的建設與實踐

龍巖 雷曉輝 柴蓓蓓 張崢

摘要智慧教學的發展，帶來了教與學的重大變革。在OBE以學生為中心，產出為導向，不斷反饋持續改進理念指導下，提出“五層次”智慧教學模式的建設方案，結合“水電站”專業課程特點，從教學目標、教學過程、教學評價、教學模式等多方面進行了總結和梳理，建立嶄新的智慧教學新模式。最終將現代信息技術融合到高校教育改革和教學發展中。

關鍵詞 OBE理念 智慧教學 水電站 五層次

中圖分類號：G424文獻標識碼：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

建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程，必須把教育事業放在優先位置。課堂教學是教育質量提升的關鍵環節，只有抓住課堂教學改革，教育才能真正落實發展。[1]我國印發的《國家信息化發展戰略綱要》，提出以信息化驅動現代化，建設網絡強國，提高信息化應用水平，優化信息化發展環境。[2-7]智能終端普及化、學生獲取信息方式的多樣化、信息的爆發式增長、外界誘惑不斷增大且難以監管等，對傳統教學模式產生重大沖擊，高校教育工作者必須揚長避短，改變固有傳統教學模式，探索創新智慧教育理念引領下的新型教學模式。[8]

本文在OBE以學生為主體、產出為導向、通過反饋不斷持續改進理念的指導下，結合一流本科課程建設要求（創新性、高階性、挑戰度）的，在新工科背景下強化專業課程建設內涵，圍繞教學全過程（教學目標、教學過程、教學評價、教學模式等）進行了全方位總結和梳理，建立嶄新的智慧教學新模式，結合“水電站”專業課程特點展開相關論述。

“水電站”課程教學的主要創新點在于改變傳統的“注入式”教學方法，代之以“突出學生中心，關注產出實效”的新型教學模式，有效解決教學中如下“痛點”問題：（1）水電站由輸水系統、廠房、水力發電機3大部分組成，結構復雜、設備眾多，單純依靠教材不容易講清楚，學生也很難認識準確；（2）水電站引水系統設計、水輪機選型都存在大量的水力計算工作，傳統的手工計算煩瑣且容易出錯，而且已經很難跟上計算機輔助設計的需要；（3）傳統的水電站虛擬仿真平臺，只停留在認識實現層面，缺乏水力學計算仿真的“大腦”環節，很難讓學生直觀的理解水電站設計和運行的關鍵知識點。（4）解決了教師照本宣科、學生被動接收，課堂教學以單向的知識傳遞為主、交流互動嚴重不足、難以真正教學相長的問題。

針對上述問題，本文在“OBE”理念指導下，以學生為中心，采用“轉動+翻轉”課堂，實現水電站“知識、技能、素養”三層次教學目標；以“虛實一體、承創轉化、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，進行教學過程設計；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，構建綜合智慧教學體系；通過案例式、討論式、情景式、參與式等多重教學模式應用，培養學生掌握水輪機選型、輸水建筑物設計、廠房布置設計等基本專業技能，滿足解決綜合性復雜工程問題的高階性行業發展新需求；結合課前、課中、課后師生互動、生生互動等方式，全過程跟蹤評價，持續反饋改進。構建了“一個中心、兩種課堂、三個目標、四種原則、N種形式”的綜合立體化教學體系。

1學習產出的教育模式（OBE）

1.1全方位的教材體系

以天津大學徐國賓主編的《水電站》教材為依據，構建了以問題導向為主線的立體化、多層次、多形式的配套輔學教材體系。

1.2“翻轉課堂”教學模式

“以學生為中心”開展集體備課，篩選合適的教學方式，并精心設計教學過程；以“產出為導向”，通過課上提問、主題辯論和課下課程設計、作業答辯等形式進行知識回顧與應用；采用虛實結合、線上+線下雙線教學模式，通過引導、啟發、反饋三種手段，讓學生完成知識掌握。

1.3分布式協調教學

教學內容安排著眼于學情分析，對象分析。根據教學習慣和知識點分布，將教學的一般內容通過錄制講解視頻提供給學生課堂外自主學習。重點、難點和連接點內容通過課堂精講、練習等手段實現，并同時對該部分內容進行線上輔導。

1.4科學有效地教學

教學方法和手段選擇時注重科學利用大腦學習遺忘曲線。通過引入實例分析、演示等教學方法和手段，進行示教，讓學生完成被動學習部分。此外通過課堂討論、主題辯論、平臺交流、若干課后實踐培養學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，實現學生主動學習部分工作。

1.5多階段考核評價

教學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習期間，考核內容包括章節知識點掌握情況，采用課堂小測試（占總成績的10%）、學生提問（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%）、作業完成度（占總成績的10%）形式完成；期末考試采取筆試形式，內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綜合智慧教學體系

2.1集成創新教學方式

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

2.2協同化創新方法

將“水電站”與其他相關課程理論協同、課內課外協同、線上線下協同、傳統教學與虛擬仿真協同、老師授課與學生匯報協同，與學生創新大賽、課題研究、課程建設等多方面的內容有機結合、融會貫通。

2.3虛擬仿真技術助力實踐教學

“科研反哺，產教融合，協同育人”，強化校企合作，自主研發搭建虛擬仿真教學實驗平臺，構建智慧教學模式，結合理論教學，聘任企業導師，學生參與實踐項目，支持學生高階探索、自由創新，形成一種開放度較高的智慧+新型教學模式，將大工程、智慧化特色教學內容與虛擬仿真實驗深度融合，實現認知、技能、素養三層次培養目標。利用在線仿真解決因為疫情開展物理實驗困難的問題；利用虛擬現實技術顯示傳統物理實驗不容易檢測的參數，更直觀的闡釋水錘現象；依托虛擬仿真實踐教學平臺，完成設計參數的評估，特別是保護措施的功能評估。

3教學實踐

3.1探索典型教學方式

通過參加線上教學培訓，結合“水電站”課程特點，提煉出多種典型的教學方式（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，創新性較強，符合“水電站”課程及水利工程專業對學生的培養要求。

提案式。著眼于學生發現問題、分析問題、解決問題能力的培養。結合大學生創業比賽，以小組為單位進行設計，課堂教學中全方位展示，小組討論，生生互評互問，并打分投票，提高學生學習積極性。教師進行環節設計和課堂組織協調。

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

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

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、參數等條件，增強大學生解決中小型水電站規劃、設計、施工等實際問題的能力，培養一批動手能力強、上崗適應快的實用型高等專業人才。

在整門課程教學過程中，針對特色化教學內容與三層次培養目標，豐富教學活動，情景設置，避免實踐教學環節單一性，擇善而從，融會貫通，以創新性智慧+混合教學模式提高“水電站”課堂教學實效。

3.2扎實推進實踐教學改革

教師層面?！八娬尽苯虒W團隊的教師分批次進行實地實踐考察，調研水電站實際情況，去水利相關的企業了解實際生產需求，撰寫調研報告；在省內外高校進行學習交流，跟蹤“水電站”課程教育最新進展。

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

3.3有效開展多媒體教學和網絡平臺建設

通過網絡平臺資源提升課程建設實效，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，經驗交流。萬物互聯的時代，線上線下雙線教育的號角已經吹響，面對課堂教學的改革，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+線下雙線教學思維模型，應對瞬息萬變的互聯網時代。

4結論

基于問題導向、突出學生中心、關注產出實效的混合式教學模式，既保證“水電站”課程教學目標的達成，又保證相關教育活動的針對性、親和力、時代性、感染力的增強。本成果將問題導向、學習產出的理念與混合教學理念結合在一起并加以實踐。

教學過程中引入實例，引導學生能從多學科角度對水電站復雜問題進行分析和推導，培養學生的批判性思維能力，有助于后續科研能力的培養。

虛實結合、線上+線下結合的教學模式，讓學生在課下學知識，課上鞏固知識，利用虛擬仿真解決教學內容問題，翻轉混合式教學解決教學方法問題。新的教學模式和方法，充分調動了學生的積極性，提高了學生對此類專業基礎課程的興趣，讓學生主動參與到教學活動中去。

恰如其分的案例教學和適當的工程問題分析，讓科研工作的成果滲透到教學過程的方方面面，建立起教學與科研的橋梁，讓教學創新為科研的進步打好了基礎，同時科研成果反哺教學創新的發展。

依據教學內容的不同，圍繞問題集成混合不同的教學方式和教學環節，探索形成了混合式教學模式；同時從問題出發，精心凝練教學問題設計體系，實現教學實踐創新。

參考文獻

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