基于OBE理念的《大學物理》課程的改革
——以土木專業為例

呂 露

習近平總書記在黨的十九大報告中提出：“創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。”創新、發展靠什么，那么人才培養就勢在必行[1]。大學物理是各高校工科類專業必修的公共課，對于各個工科專業的大學物理教學采用統一教學內容，就很容易導致“一鍋端”的現象。為解決這一問題，不少高校引入“OBE”[2](Outcome Based Education，簡稱OBE)教育理念。OBE 是一種成果導向理念，它由Spady 等美國教育家在20世紀80年代初提出的，其遵循教學的反向設計，先設定于該課程要達到的預期目標，進而由教學設計反向設計教學過程和教學模式。本研究基于OBE 理念，對土木工程專業《大學物理》課程進行改革與建設，通過教學內容更新、教學方法和評價改革，助力高校培養應用型、創新性人才。

一、《大學物理》課程教學中存在的弊病

（一）教學內容過于陳舊

教材選自21世紀高等學校規劃教材，由田永濤主編，其內容分為四篇，分別為宏觀低速物體的運動規律、熱學、電磁學和近代物理。教師結合學校辦學方式及學生學習特點制定了相關教學大綱、教學進度、教案、講義和課件，其中各工科專業所學大學物理與教學大綱一致，并沒有凸顯專業性特點。并且在課時上由48個課時縮減為32個課時，進一步限制了大學物理教學內容的伸展性及側重性。本教材內容主要注重于知識的邏輯性、強調解題技巧，教師對教學內容的知識并未做相應的改革，因此教學內容過于陳舊。

（二）教學模式缺乏創新

傳統的教學模式似乎根深蒂固于大部分教師的心中，對于教師來說，機械式的教學似乎更容易在課堂中進行發揮，或亦是教師最多借助多媒體及板書結合的形式進行知識的傳輸，而在此種情勢下學生只能夠變為被動地接受者。對于學生而言，經過高中物理的磨煉，物理知識本身學起來就比較難，況且還需要應用高等數學的微積分等知識去進一步理解相關概念。如果大學物理課堂還是這么枯燥的話，那么必然會導致學生對物理失去興趣，對自己能學會物理知識失去信心，從而產生消極思想。這樣相對單一的教學模式就會使得大學物理課程達不到拓展學生知識領域以及培養學生創新精神、創新能力的目標。

（三）教學評價相對單一

大學物理作為各工科專業的公共課，它可以為后續的專業課知識奠定基礎。所以根據其特點本校在大學物理課程考核中是以期末閉卷的考試為主，考查方法比較單一，而且通過期末考試成績很難反映學生知識掌握情況。而本校的大學物理教學評定主要由70%的期末卷面成績和30%的平時成績組成，其中30%的平時成績又劃分為70%的考勤、紀律、作業情況和30%的網絡視頻學習。教學評價相對來說比較單一，還是不能夠全面的反映學生掌握知識的情況以及是否培養了學生的創新能力、科學素養。

二、基于OBE理念對《大學物理》課程的改進方案

目前，各大高校都在為各大專業尋求更為合適的大學物理教學方案，只為進一步提高學生的探索精神、科學素養和專業素養。為此需要適應高校的教學軌道，以促進大學物理課程與專業課相接軌，依據1981年Spady 提出的成果導向教育OBE，再結合《大學物理》課程的特點，將OBE 的反向教學理念與土木專業培養目標應用于大學物理教學中，以促進公共課與專業課相聯系，改革內容如圖1所示：

圖1 基于OBE教學模式在《大學物理》課程——以土木專業為例的改革內容

（一）改革培養目標

以江西科技學院為例，學校工科類專業有土木、機械、材料、汽服、計算機、通信、網絡、軟件專業。高校的工科類專業需要先學習大學物理課程知識，并且將其作為學習專業課知識的基礎。本研究以“土木”專業為例，對《大學物理》課程的培養目標進行改革。根據土木專業的培養特點以及大學物理知識體系，可以將《大學物理》知識分為通識模塊、專業限選模塊和學生任選模塊，如下表1所示：

表1 基于OBE教學模式的《大學物理》知識體系的分類

根據知識模塊體系的分類，再依據土木專業的培養目標，了解土木專業對物理知識的需求，以及適當地壓縮與土木專業相關度小的知識的課時，增加與土木專業銜接度大的知識的課時，進而拓展大學物理教學內容的廣度、深度、難度。最終使課堂突出土木專業的特色，達到最好的教學效果。

就比如本校土木專業的學生安排在大一下學期及大二上學期學習大學物理這門課程，學完本門課程后即在后續學習學科專業基礎課和專業必修課程，這些課程主要有：工程力學、結構力學、土木工程材料、土木工程測量、土力學與地基基礎、荷載與結構設計方法等課程。從學科專業基礎課和專業必修課來看，對于土木專業學生的大學物理課程需要在知識體系中增加學習力學、光學知識的課時，特別是剛體的轉動這塊知識點與專業課銜接非常緊密，這將對學生后續學習工程力學等專業知識打下堅實的基礎[4]。

（二）改革教學活動

成果導向OBE教育理念強調學生作為教學活動的主體，教師作為主導的課堂教學。而研究發現，現今的各類教學活動仍然是傳統教學模式占主要地位。傳統的教學模式是教師作為整個課堂的引導者，全程給學生灌輸知識，過于重視教師的教，忽略學生的主體地位，學生只能一味地被動地接受知識，這樣所培養出來的學生缺少靈動性。所以高校大學物理課堂模式需要進行改變，即轉變為翻轉課堂教學模式。翻轉課堂教學模式（flipped classroom）是把傳統教學模式的課上課下教學內容翻轉過來[3]，也就是學生通過自主學習的方式利用課余時間完成相關知識內容的學習，再者在課堂上與教師進行互動交流、解答疑惑、討論匯報，教師對學生的匯報再做出相應的建議，從而使學生達到更好的學習效果。

針對于大學物理課程和土木專業的學生，基于OBE理念的翻轉課堂教學實施方案主要分為三個階段：課前準備階段、課中教學階段、課后評價階段。其中圍繞“土木”專業的學生，教師首先在課前準備階段制作微課視頻以及分布相關課堂教學任務，要求學生在已建好的超星平臺課程中進行自主學習，其次在課中教學階段學生根據在教學內容中所遇見的教學疑點進行探討，并且匯報探討結果，任課教師在此基礎上對學生的質疑問題進行指點教學，最后教師在課后評價階段根據學生的學習情況布置相應的測評，并且對于學生的學習情況進行分析，發現教學中存在的問題，然后再進一步對教學進行改進，從而達到最好的教學效果。那么具體的基于OBE理念的翻轉課堂教學實施如圖2所示：

圖2 基于OBE理念的翻轉課堂教學實施方案

（三）改革評價方式

根據OBE 理念，課程評價應該貫穿于整個教學過程中，本校大學物理課程教學評價僅僅根據期末成績、考勤、作業、網課來進行評定。教學評價體系還不夠完善，這樣會導致教師片面的了解學生知識的掌握情況。因此結合本校及大學物理課程的特點，擬具體部分內容的課程評價方式如圖3所示：

圖3 基于OBE教學模式的《大學物理》課程評價方式

從以上課程評價方式中增加了對不同知識模塊進行了不同的考查，對于通識模塊采用統一的閉卷考試和基礎作業來評定學生掌握知識的情況；對于專業限學模塊采用小組談論研究報告，這樣可以更加全面的學習大學物理知識，將物理知識與專業知識相接軌；對于學生任選模塊采取了專題小論文的形式，這樣做的目的是可以拓展及延伸物理知識，與生活實際相結合將其應用于后續專業課學習，為其打下基墊。從而教師可以全面的了解大學物理課程是否讓學生在知識層面、能力層面、精神層面有更高的提升。