基于OBE理念的混合式教學模式實踐研究

揣雅惠 白昱 岳丹 宦克為 韓雪艷

摘? 要：成果導向教育（OBE）作為一種先進的教育理念，推動現(xiàn)代教育改革的發(fā)展，強化對社會需求與人才需求的全面評估。信息化教學工作中添加OBE理念，不但可積極展現(xiàn)出信息技術(shù)與OBE的優(yōu)越性，也可以基于成果反向設(shè)計課程教學。該文著重探究OBE理念下的混合式教學方式在半導體器件物理課中的各種活動。第一，詳盡地介紹OBE理念下的混合式教學方式；第二，研究OBE理念下混合式教學方式在半導體器件物理課程中的使用路徑；最后，論述半導體器件物理課程基于OBE理念的混合式教學模式的落實，旨在強化對OBE理念的使用，推動混合式教學模式的建設(shè)，進而科學推動半導體器件物理課程教學質(zhì)效的合理改善。

關(guān)鍵詞：OBE理念；混合式教學；半導體器件物理；實踐研究；教學方式

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）22-0102-04

Abstract： Outcome Oriented Education （OBE）， as an advanced educational concept， has promoted the development of modern education reform and strengthened the overall assessment of social needs and talent needs. The OBE concept needs to be added to the information teaching work， which can not only actively demonstrate the superiority of information technology and OBE， but also can reverse design course teaching based on the results. This article focuses on exploring the various activities in the class of Physics of Semiconductor Devices under the OBE concept of the hybrid teaching method. First， it introduces the hybrid teaching method under the OBE concept in detail; second， it studies the application path of hybrid teaching method in the course of Physics of Semiconductor Devices under OBE concept; finally， it discusses the implementation of the hybrid teaching model based on the OBE concept in the course of Physics of Semiconductor Devices， which aims to strengthen the use of the OBE concept， promote the construction of the hybrid teaching model， and then scientifically promote reasonable improvement of teaching quality and efficiency of Physics of Semiconductor Devices.

Keywords： OBE concept; mixed teaching; Physics of Semiconductor Devices; practical research; teaching method

基金項目：吉林省高等教育學會科研課題“基于OBE理念的‘半導體器件物理混合式教學研究”（JGJX2021D95）；吉林省高等教育學會科研課題“國家級一流本科專業(yè)建設(shè)背景下‘紅外物理線上線下混合式一流課程建設(shè)研究”（JGJX2021D77）；吉林省高等教育學會科研課題“基于應用型人才培養(yǎng)的紅外光學系統(tǒng)課程建設(shè)研究”（JGJX2021D110）；吉林省高等教育學會科研課題“翻轉(zhuǎn)課堂環(huán)境下高校專業(yè)概論課程的線上教學模式研究”（JGJX2020D78）

第一作者簡介：揣雅惠（1986-），女，漢族，黑龍江牡丹江人，博士，副教授。研究方向為紅外透明電子學。

自從2016年我國加入《華盛頓協(xié)議》以來，我國逐漸加速工程教育的改革。在改革實踐過程中，工程教育專業(yè)遵循“成果導向”“以生為本”“不斷優(yōu)化”的原則。而OBE成果導向教育同時涵蓋了以上三個原則，是“一種以達成學生固定學習和生產(chǎn)的教育經(jīng)過”。20世紀末，OBE理念被提出，并日趨在美英等國升級成教學活動中十分重要的一種思想。此后，我國也開始探索中國特色化的OBE教育模式。近年來，隨著教育信息化不斷升級和發(fā)展，混合教學模式受到越來越多的關(guān)注。這種教育模式同時把線上和線下教學的優(yōu)勢予以融合，互為補充。實踐證明，混合式教學要科學、合理地混合應用各種教學理念和教學手段，通過最優(yōu)的方法呈現(xiàn)各種不同的教學內(nèi)容，從而達到“1+1＞2”的成效。

半導體器件物理課程是長春理工大學物理學院微電子科學與技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)教育課程，存在內(nèi)容多、知識點較分散、部分內(nèi)容抽象難以理解等問題。為了提升半導體器件物理課程教學質(zhì)量，將OBE理念下的混合式教學應用到該課程中，促使學生獲得半導體器件物理的基本理論，激發(fā)學生分析和應用半導體器件各種物理效應的潛能，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力、科學研究的思想方法、創(chuàng)新及工程實踐能力。

一? OBE理念下的混合式教學模式

（一）? OBE理念簡述

OBE（Outcomes Based Education）理念，又名成果導向教育理念，同時也可以稱之為目標或能力導向理念。基于該理念指導的課程和教學改革需要從實際需求出發(fā)，根據(jù)社會和企業(yè)對人才的職業(yè)素養(yǎng)需求來確定學生要“學什么”，明晰學習目標，構(gòu)塑學習內(nèi)容，設(shè)計并實施教學過程。在實踐教學過程中，一直秉承“以生為本”，著重強調(diào)學生需要“學什么”和“學會什么”，而不是關(guān)注教師“教什么”，真正培養(yǎng)學生必備的知識、能力和素養(yǎng)。基于OBE理念進行教學設(shè)計的指導原則，即“以生為本”“以能為位”。OBE理念下的課程設(shè)計的流程，具體如圖1所示。

（二）? 混合式教學簡述

混合式教學的獨特之處是以移動式的教學平臺為載體，它是將線下和線上教學優(yōu)點融合在一起的一種教學模式。這種教學模式創(chuàng)新性地融合了傳統(tǒng)的線下課堂學習和線上信息化學習，通過兩者之間優(yōu)點的互補，來指導和提高學生學習方法和能力。但是，混合式教學模式可并不是單一地將線上和線下教學進行合并，它融合了各種優(yōu)良的教學理念、教學策略、教學資源，構(gòu)塑良好的混合式教學氣氛，引導學生踴躍參與，提高學生對學習的積極性，幫助學生掌握淺層次的知識，培養(yǎng)高階能力。

（三）? OBE理念下的混合式教學應然表征

1? 將能力培養(yǎng)作為教學目標

OBE理念下的混合式教學設(shè)計，最重要的一點就是需要將教師的教學目標轉(zhuǎn)化為學生的能力培養(yǎng)目標。實踐證明，傳統(tǒng)課堂教學模式已經(jīng)不能適用于現(xiàn)代化高科技人才的培養(yǎng)。但是，混合式教學模式卻可以調(diào)動學生對學習的積極性，可以使學生自主進行線上學習，使學生在課堂學習中，自主發(fā)現(xiàn)問題、剖析問題、解決問題，并進行思考能力的輸出。

2? 教學內(nèi)容體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)融合思維

在信息化教學的推動下，線上教學平臺提供了大量優(yōu)質(zhì)的教學資源，教師要善于圍繞教學目標，合理選擇和使用線上優(yōu)質(zhì)課程內(nèi)容，跨界融合混合式資源，擴大學生知識獲取的途徑和知識層面。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的跨界和融合，為高校人才培養(yǎng)帶來了機遇和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)多層次的技術(shù)人才成為高校人才培養(yǎng)的新目標。在此背景下，混合式教學要將傳統(tǒng)枯燥的課堂知識傳授方式轉(zhuǎn)換為多元化的跨度大的知識傳授結(jié)構(gòu)。這樣一來，就要求形成引導學生自主建構(gòu)淺層知識，促成高階能力培養(yǎng)的學習過程。

3? “以生為本”的教學過程

OBE教育理念的核心就是在教學過程中要秉承“以生為本”，這也是混合式教學的根本理論。這就要求教學過程中必須為學生構(gòu)建優(yōu)良的學習氣氛，以生為本，按照需要，重塑課程內(nèi)容，安排多種學習活動，使學生可以進行高效學習，然后善于運用教學評價反饋來檢驗學生的學習成效，進而對教學過程進行不斷的改進。

4? 貫穿全程的教學評價

OBE理念的關(guān)鍵環(huán)節(jié)還涵蓋對教學效果的評價，所以我們引入了多元化評價方式，主要包括初期評價、中期評價、后期評價。基于OBE理念的混合式教學的評價可以指導教學過程并反饋教學效果，我們可以根據(jù)反饋結(jié)果及時改進教學實踐方法，從而優(yōu)化教學效果。

二? 基于OBE理念的混合式教學模式應用于半導體器件物理課程的新思路

（一）? 明晰并細化教學目標、設(shè)計教學手段

首先，教師應指導學生去思考半導體器件物理課程每一個章節(jié)知識點的學習和思考方法，依照企業(yè)和社會對人才的需求并結(jié)合學生個人情況，設(shè)立良好和可實現(xiàn)的學習目標。其次，在目標明確后，應將目標予以具體分類，也就是將教師的教學內(nèi)容目標和學生的學習內(nèi)容進一步細致化，創(chuàng)新出新的學習方式，明晰學習的目標。這樣才可以更好地引導學生、幫助學生提升課程教學核心思想的認知。最后，教師應結(jié)合有關(guān)目標與每個學生的性格，開發(fā)出與學生相吻合的學習方法。

（二）? 建立情景教學模式，通過布置學習任務引導多種自行學習模式

首先，教師能結(jié)合半導體器件物理課程中應講解的知識點，創(chuàng)設(shè)相關(guān)教學情景，根據(jù)主要目標實施具體的場景化教學，以該方式來展現(xiàn)出學生的學習激情。其次，給學生安排一些課后作業(yè)，這些作業(yè)應當根據(jù)主要目標而布置。最后，應當強化對混合式教學的思考，界定怎樣指導學生確定最佳的學習方法。參考學生對學習的態(tài)度，持續(xù)修正半導體器件物理課程教學方式與教學對策，同時對學生進行學習任務的課堂抽查或作業(yè)檢查，及時了解教學策略有無正確引導學生學習。同時為學生提供雙極型二極管開關(guān)實驗、雙極型三級管頻響實驗、MOSFET開關(guān)實驗等實驗的引導式學習方法，使學生學會與該課程實驗有關(guān)的作業(yè)處理模式與學習方法，促進半導體器件物理課程教學在學生學習引導方面的科學化教學場景，從而使學生加深掌握二極管、三級管、MOSFET的主要性質(zhì)，培養(yǎng)學生將半導體器件物理相關(guān)知識應用于實際的能力。增加要求學生實驗標準的教學策略，培養(yǎng)學生將半導體器件物理相關(guān)知識應用于實際的能力。

（三）? 促進學習資源和學習評價的多元化

混合式教學應當持續(xù)改善學生的自學水平，因此，教師在半導體器件物理課程開展課堂教學時，應當為學生供應較多的學習案例，不斷完善豐富學習資料和學習效果的評價方式，進而促使基于OBE理念的混合式教學獲得最佳效果。首先，教師應強化對各種主要問題的研究，能利用有關(guān)案例推動學生改善對半導體器件物理有關(guān)知識的掌握，使得學生既可以深刻地掌握有關(guān)理論知識，而且還能不斷提升實操能力。尤其是教師要在課堂教學中，為學生提供更豐富多樣的學習資源。比如，上傳慕課、微課平臺的半導體器件物理相關(guān)視頻當成學生課前預習的資料。另外，在對教學進行評價的過程中，應增加對學生的線上學習、平時的學習表現(xiàn)、實驗動手能力情況和自學意識等內(nèi)容的系統(tǒng)梳理，如此才可利用各個領(lǐng)域的系統(tǒng)思考，科學推動反向教學設(shè)計的進步，使教學模式與學習模式均變得更為高效。

三? 基于OBE理念的半導體器件物理課程混合式教學模式的實施

（一）? 制定課程的預期學習和產(chǎn)出

在教學模式的制定過程中預期學習和產(chǎn)出是最為重要的環(huán)節(jié)。我們通過問卷的調(diào)查、深度訪談等方法，搜集到許多學生、企業(yè)、專家等的建議，按照專業(yè)工程認證標準和培養(yǎng)方案要求，從知識體系、理論聯(lián)系實際能力和學習態(tài)度三個方面制定半導體器件物理的課程目標及預期學習產(chǎn)出計劃（具體內(nèi)容如圖2所示）。

（二）? 課程的教育投入與教學過程

以O(shè)BE理念為核心，按照制定好的預期學習和產(chǎn)出，對課程體系進行了完善和重構(gòu)。將課程資源立體化，并創(chuàng)新性地引入混合教學模式，通過建立優(yōu)良的教學氣氛，開展豐富多彩的教學活動，使學生更積極主動加入各種教學實踐中，這樣可以獲得更好的學習效果。

1? 構(gòu)建基于OBE理念的半導體器件物理混合式教學模式的課程結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)知識內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性和整體性對半導體器件物理課程內(nèi)容進行拆分和重建。具體來說，整個半導體器件物理的內(nèi)容重構(gòu)為雙極型二極管晶體直流特性與頻響特性、雙極型晶體管直流特性與二階效應、雙極型晶體管頻響與開關(guān)特性效應、MOSFET晶體管直流特性與二階效應、MOSFET晶體管頻響與開關(guān)特性效應和小尺寸MOSFET的特性等模塊，突出基礎(chǔ)知識和職業(yè)能力的學習。改善后的知識機制，知識點間若無簡單到復雜的順序限制，不會被教科書內(nèi)容的前后所影響，能富于彈性地進行配置；知識點間若具有一定的關(guān)系，就可參考知識點的難易程度去學習。OBE理念下，根據(jù)制定的預期學習產(chǎn)出，不斷改正、完善、豐富教學流程、教學內(nèi)容、教學手段等，而且還將教師的最新科研成果充分地引入課堂教學的實踐過程中。

2? 以多維化教學資源為中心，實現(xiàn)課堂教學與網(wǎng)絡教學的有機結(jié)合

通過例如雨課堂、超星學習通等在線學習手機APP，并結(jié)合譬如慕課和微課等多種線上教學資源，將傳統(tǒng)的線下教學和新型的線上教學進行有機融合。具體來說，在上課前，我們將本次課半導體器件物理的授課大綱、各種網(wǎng)絡或自制的教學資源和課后習題等，上傳到本課程的在線學習平臺，方便學生在課前進行預習和課后復習。在課堂中，通過在線學習平臺這一載體，學生可以實時進行彈幕互動和討論交流。一方面，學生學習可以突破時間和空間的限制，能結(jié)合課程機制與個體的基礎(chǔ)情況進行個性化的學習；另一方面，可以根據(jù)在線教學平臺反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過在線教學平臺教師積極參與到學生的在線學習過程中，掌握學生的實際學習情況，并根據(jù)結(jié)果對教學方法進行及時的優(yōu)化調(diào)整。

3? 改變OBE理念下混合式教學模式的教學方法

半導體器件物理是一門實驗性和實用性均很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此我們還在教學的實踐過程中根據(jù)各個章節(jié)內(nèi)容的特點，采用了多種多樣的方法實施教學活動。例如，在二極管和三極管特性學習的過程中我們將案例法引入其中，讓學生將生活中熟悉的二極管器件例如LED照明燈作為參考，進行案例啟動，引導學生思考為什么二極管具有單向?qū)щ娦裕夷軌虬l(fā)光呢？為什么三極管具有放大特性？通過翻轉(zhuǎn)課堂等手段，讓學生根據(jù)教師提供的資源，分組討論，自主查找和分析物理原理。另外，我們也開設(shè)了二極管的伏安特性和三極管的放大特性的測試實驗，通過學生的動手實驗，使學生加深對物理原理的理解和掌握，促進學生學習能力的提高。

4? 開展多種教學活動

在半導體器件物理課程的教學實踐中，我們應按照教學內(nèi)容，合理并且靈活地設(shè)計多種多樣的教學活動環(huán)節(jié)，例如課堂上搶答、分小組完成任務、根據(jù)教師提出的一個話題進行小組討論、觀看與課程有關(guān)的展示視頻并且對授課方式和學生的理解和知識掌握情況進行問卷調(diào)查等。在小組討論過程中，我們的選題內(nèi)容一般都源于生活，例如LED、太陽能電池、顯示技術(shù)等。這樣一來，既可以提高學生學習的積極性，還能使學生輕易地學會各種重要內(nèi)容。同時增加教學配套的實驗，為學生提供雙極型二極管開關(guān)實驗、雙極型三級管頻響實驗、MOSFET開關(guān)實驗等實驗學習方法，使學生學會與該課程實驗有關(guān)的作業(yè)處理模式與學習方法，使學生加深掌握二極管、三級管、MOSFET的主要性質(zhì)，培養(yǎng)學生將半導體器件物理相關(guān)知識應用于實際的能力，促進半導體器件物理課程教學在學生學習引導方面的科學化教學場景。

四? 結(jié)束語

成果導向教育（OBE）理念在我國高校的人才培養(yǎng)和教學過程中受到越來越多的關(guān)注，因為它既滿足了學生個人發(fā)展需要，也能滿足國家、社會、企業(yè)（行業(yè)）等主體對專業(yè)人才所擁有的專業(yè)水準的需求。而混合式教學注重以學生為主，基于網(wǎng)絡教育資源與信息技術(shù)來開展教學工作，吸收了現(xiàn)場教學與網(wǎng)絡教育的優(yōu)勢，已成為教育的一大主流。將半導體器件物理課程教學當作分析對象，嘗試OBE理念下的混合式教學活動，不但可以科學推動半導體器件物理課程的教學改革，也能對教學目標與內(nèi)容及教學方法給予全面設(shè)置，且利用線上線下混合式教學，可提升半導體器件物理教學的全面性與健全性，并提高課程的教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)水平。基于OBE理念的混合式教學，可以使得半導體器件物理課程的教學內(nèi)容從知識帶動往預期成果帶動的方向轉(zhuǎn)型，并將企業(yè)及社會需求作為參考要求，反方向開發(fā)課程的授課體系和構(gòu)建課程教學的實施方案，讓學生掌握的知識點完美地與社會和企業(yè)的需求相吻合。此外，在教學過程中將學生作為關(guān)注的重點，這也在一定程度上體現(xiàn)了現(xiàn)代教學方式的使用，通過提高學生學習的積極性來幫助學生培養(yǎng)對知識的深入探究和理論聯(lián)系實際能力。

參考文獻：

[1] 趙佳偉.基于OBE的混合教學模式重構(gòu)研究[J].江蘇科技信息，2021，38（24）：78-80.

[2] 黃重謙，蒙麗莉，劉正奇，等.基于成果導向的項目式教學改革[J].裝備制造技術(shù)，2021（5）：199-203，206.

[3] 陳茂春.基于OBE理念的混合式學習在翻譯教學中的應用[J].中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報（上旬刊），2020（3）：30-31.

[4] 陳顯平，陳紫薇，陶璐琪.基于STEM教育理念的《半導體物理》跨學科課程教學改革研究與實踐[J].高教學刊，2020（22）：126-128.