基于成果導向的“電機學”課程教學設計

權 悅，國 海，徐朝勝，周小杰，胡福志，張 帝，陳 娟

（安徽科技學院電氣與電子工程學院，安徽 蚌埠 233030）

0 引言

隨著正式加入《華盛頓協議》，我國高校教育步入了國際工程教育認證階段.工程教育認證對我國傳統的高等教育模式而言，既是機遇，更是挑戰.它要求高校教師在人才培養目標、課程設置、教學方式等方面都與時俱進地做出適當的調整[1].在推進工程教育認證的過程中，人們形成了一個共識[2-3]，即以知識傳授為主要目標的傳統教育模式不能適應工程教育認證的要求，成果導向教育（OBE）理念的工程教育認證應運而生.

與以教師為主導、知識傳輸為目的的傳統教學不同，OBE 理念是一種以學生為中心、以學習產出為導向的新型教育模式.它不再以教師講授為中心，而是以教學內容為教學設計的核心，注重的是反向設計原則，即以學生的學習成果為核心，按照定義、實現、評價、使用學習產出四個環節設置培養方案和課程培養計劃[4-5].近年來，國內許多教育學學者針對各自的專業領域，從宏觀層面研究了OBE 理念及改革實施方案，取得了豐碩的成果；但是，如何在微觀層面準確實現OBE 理念的內涵建設仍然是困擾一線教師的難題，也是目前專業課程改革建設中急需解決的問題.正如王永泉等[6]指出的：“改革到深處是課程，如何在具體課程建設和課程教育實踐中融入OBE 理念，是當前工程教育改革的難點和痛點.”本文將以“電機學”課程為例，結合作者在實際教學工作的思考，從微觀層面探索OBE理念在課程教學中的實施方法.

1 傳統模式下“電機學”課程現狀分析

“電機學”課程是電氣工程的專業基礎課程，在整個電氣工程專業課程體系中處于重要地位.經過“電機學”課程的學習，學生既能熟練應用“電路”“高等數學”“工程電磁場”等課程知識分析電機的工作原理與特性，也能靈活運用“電機學”的相關知識處理相對復雜的工程問題，為后續的專業課程學習打下堅實的理論基礎.可以毫不夸張地說，“電機學”課程教學效果的好壞將會影響到后續電氣工程專業其他課程的教學，并直接影響電氣工程專業人才培養的質量.

為了針對學生“電機學”課程學習具體情況對現有教學模式進行改革，我們對本校電氣工程及其自動化專業2017、2018 級共235 名學生展開了問卷調查.問卷內容主要包括學生對“電機學”課程的學習認知與態度、學生對“電機學”課程開設與教學效果的評價、學生對“高等數學”課程教學的期望等內容，調查結果如圖1、圖2和圖3所示.

圖1 學生對“電機學”課程的學習認知與態度

圖2 學生對“電機學”課程的教學效果滿意度

圖3 是對學生對“電機學”課程的考核方式滿意度

從圖1 的結果可以看出，不少的同學沒有明確的學習目標，學習熱情不高.這主要是因為在傳統教學模式下，教師主要是羅列知識，對應掌握的知識點進行一般講述，期望讓學生快速地掌握具體的知識；沒有明確“電機學”課程在電氣工程專業課程體系中的地位，也沒有講清楚“電機學”課程的預期學習目標與電氣工程專業的支撐關系.因學生對于學習“電機學”課程應達成的能力沒有清晰的認識，實際教學也忽略了課程預期達到的能力指標與畢業要求的支撐關系，最終使得教學不能將學習產出與畢業要求各個能力指標點有機結合.

由圖2可看出，大部分學生對目前“電機學”的教學效果滿意度不高，主要原因是傳統的灌輸式的課堂教學不能滿足學生的實際需求.目前，課程的教學目標、教學內容、教學進度、教學方式主要是根據課程內容由學校教學管理部門或授課老師制定.教師在授課過程中，主要以對知識點的講解為主，沒有充分考慮學生的接受程度，忽略了學生在教學過程中的主體地位.學生在課堂教學過程中處于被動狀態，對課程學習相對盲目，積極性不高；對課程內容的學習僅僅是局限于知識點的記憶，缺少對專業知識的靈活應用.這就使得課堂教學實際效果與預期效果差距較大.

圖3的結果顯示，多數學生對目前“電機學”課程的考核方式滿意度不高.目前，“電機學”課程考核仍然采用傳統的應試教育方式，以單一考試作為對學生課程學習效果的最終評價，忽略了形成性評價和過程評價.考查內容也主要是書本知識掌握程度，忽略了對知識運用和創新能力的考核，這在一定程度上造成了“老師為了考而教，學生為了考而學”的課程教學現狀.長遠來看，傳統的單一考核評價，不僅使學生養成了為應試而學習的消極學習態度，也無法促使教師持續有效改進教學效果.因此，必須改變這種單一的專業課程學習考核方式，教學中學生除了應掌握必需的課堂教學內容外，還應該注重培養學生應用專業知識解決工程問題的能力.

綜合上面的問卷分析可以看出，在傳統教育模式下的框架下，“電機學”課程教學在授課目標的制定、授課內容的實施、授課方式和考核方式等方面，都不能很好地滿足學生的學習需求.長此以往，不僅影響學生的學習熱情，難以達到預期的教學目標，而且更不能滿足專業教育認證的要求.

2 OBE 理念下的“電機學”課程教學設計

OBE 理念的核心是以學生的學習成果導向為目標反向進行教學設計，這也是與傳統教學理念的最大區別之處，具體如圖4 所示.從圖中可以看出，在OBE 教學模式中，教學目標主導教學內容，即按照自上而下的反向設計原則，以專業培養目標為依據，深化畢業要求與課程的關聯，從而去確定教學目標；教學目標的實現最后是通過課程教學目標來實施的.OBE教學模式打破了傳統教學中單純的知識灌輸，強調對知識應用的能力.在OBE的教學理念指導下，傳統的灌輸課堂將變為對話課堂，教學模式也將由傳統的“重教輕思”變為“學思結合”.

圖4 傳統教學模式與OBE 教學模式的對比

為了能夠使OBE 理念有機地融入課堂教學中，課程設計要滿足以下三點要求[6]：一是課程目標的制定要與本專業的畢業要求相結合，指向學生的學習效果；二是教學內容和教學環節要充分支撐課程目標，所采用的教學形式也要保證課程目標的實施；三是課程考核要圍繞課程目標，考核環節的設定要能滿足對課程目標的量化要求.下面，將針對上述三點要求，具體討論OBE 理念在“電機學”課程教學設計中的應用.

2.1 課程目標

培養方案是專業人才培養目標達成的總綱，它對畢業要求指標點的確定比較寬泛，并沒有針對具體課程提出明確的要求.為了使“電機學”課程能更好地滿足畢業要求，根據“電機學”課程特點及其在課程體系與畢業要求關聯度矩陣中的地位，梳理出記憶理解、應用分析、理解分析、分析評價和應用等五個目標定位，并制定了相應的五個課程目標.這五個課程目標主要支撐了六個畢業要求指標點，綜合體現了課程的知識目標、能力目標和素質目標，對應關系如表1所示.

表1 “電機學”課程目標與畢業要求指標點的支撐關系

2.2 課程教學內容

課程教學內容要充分支撐課程目標，內容的設置既要體現一定的知識目標，也要體現相應的綜合應用能力目標，總的設計原則是體現以學生為中心和復雜工程問題特征.為了在教學過程中貫徹OBE 的教育理念，教學內容要充分體現學生的學習活動，教學過程要能支持相對應的課程目標.因此，我們在設計教學時，應結合教學內容，適當的設置靈活多樣的教學形式，比如采用課堂講授法、課堂討論（討論法）、案例教學法（案例式）等策略，突破重點難點，與學生共同完成教學目標.另外，“電機學”是以一類電機作為一個章節進行知識講解的，所以每部分教學內容可能會支撐多個教學目標的完成.下面給出的就是其中一個章節具體教學內容、教學環節與教學目標間的對應關系，如表2所示.

表2 “電機學”課程教學內容、教學環節與教學目標的對應關系

2.3 課程考核

OBE 理念要求課程考核除了要考查學生的知識掌握情況外，還要對能力培養目標進行量化考核.所以，課程考核不能采用傳統的單一考核方式.同時，為了提高學生的學習積極性，擴大學生在各教學環節的參與度，我們在教學內容設計中采用了靈活多樣的教學環節和必須采用的多元化考核方式.出于反饋教學效果好壞及公正客觀評價學生學習效果的目的，在“電機學”課程考核方面，設置了平時考核、實驗考核或期末考核三個考核環節，最后根據這三類考核成績的加權和確定最后的總評成績，這三類考核成績的權重分別定為32%、8%和60%，如表3 所示.其中，平時考核又包括課堂考勤、平時作業、隨堂測試三個環節，實驗考核包括實驗過程、實驗數據分析、實驗報告等內容.通過這些考核環節的設計，體現過程性考核，以此來提高學生的學生熱情.上述考核環節的設定，綜合了理論層面和實踐層面的考核結果，既體現過程考核要素，也包括了結果考核要素，考核構成要素較為科學、合理.

表3 “電機學”課程考核環節構成

2.4 課程目標達成度

“電機學”課程在整個電氣工程專業的課程體系中起到的是“承前啟后”的作用.為了適應工程教育認證的要求，在“電機學”授課過程中，將持續貫穿OBE 的教學理念，堅持以“學生為主體”和“以學生的學習效果”為輸出導向，不斷完善課程建設目標.課程考核環節主要用來考查學生對知識點的掌握程度和應用能力，不能科學地反映課程教學的效果.為了更能清楚地衡量課程的總體教學效果，還必須對課程目標達成度進行量化分析.我們主要對“電機學”課程的課程目標進行細化、分解，通過學生的課程考核情況，對學生的實際學習效果進行評價，以實現對課程教學的持續改進.課程目標達成度由分目標達成度評價和總目標達成度兩個要素構成，具體的計算方法如表4 所示.

表4 “電機學”課程目標達成度

根據上表中的目標達成度評價計算方法，對“電機學”課程的5 項課程分目標達成度及課程總目標分別進行計算，若評價值達到預期值，則可以認定教學效果良好；否則，認為效果不理想，需要持續改進.課程考核評價與課程達成度評價相結合的雙重評價機制，打破了傳統的課程評價模式，充分體現了OBE 的教學理念，不僅有利于在日常教學活動中激發學生的學習熱情，也有利于教師對課程教學的整體把握.

3 結語

工程教育認證是目前我國高等教育改革的重點工作，而將高度貼合工程教育認證要求的OBE理念融入專業課程建設也是課程改革的主要趨勢.本文結合我校電氣工程專業的實際情況，針對目前“電機學”課程存在的不足，在OBE 和框架下，堅持以“學生學習產出”為導向，對“電機學”課程的教學目標、教學內容設定、考核方式與持續改進等方面提出了相應的改革思路與方法.

工程教育認證的基礎就是課程建設，正如教育部高等教育司司長吳巖所說的“課程是教育最微觀問題，但解決的是教育最根本問題”.課程建設本身是持續改進的過程，本文只是在專業認證視域和標準下對OBE 理念在“電機學”課程構建中的進行了一般性探討，工程教育認證和OBE 理念在課程教學改革中的內涵，更有待于廣大一線教師在教學實踐中去研究、落實.