OBE理念下自動化一流本科專業課程教學改革與實踐

閆茂德 朱禮亞 許唐雯

摘? 要：成果導向教育（OBE）的課程教學是一流專業建設和人才培養改革的本質。針對自動化專業課程教學改革的需求，該文通過修訂課程教學大綱，明確課程目標、課程資源、教學內容和考核評價等，并采取“導、學、教、練、思、考、評”的多元化教學過程，提升學生解決復雜工程問題的能力。自動控制原理課程教學改革與實踐表明，OBE理念是提升學生學習效果的有效途徑，取得顯著效果。

關鍵詞：成果導向教育；自動化專業；課程教學改革；課程目標；教學方式

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）05-0007-05

Abstract： The course teaching of Outcome-based Education（OBE） is the essence of first-class specialty construction and talent training reform. In order to solve the problems of teaching reform for automation specialty， the course objectives， curriculum resources， teaching contents and assessment are determined by revising the curriculum syllabus. Moreover， the teaching system of "guidance， learning， teaching， practice， thinking， examination， evaluation" is adopted to enhance students' ability of solve complex engineering problems. The teaching reform and practice of "Automatic Control Principle" show that OBE concept is an effective way to improve students' learning effect， and achieve the remarkable results.

Keywords： Outcome-based Education（OBE）; automation specialty; curriculum teaching; course objectives; teaching methods

為推動一流本科專業建設和提高人才培養質量，各高校和教育工作者都探索教學改革與創新，這既包括“教”的改革，也有“學”的創新。教學改革在“教”的方面取得了豐碩的成果，如理念轉變、模式更新、資源構筑和師資提升等，但在學生“學”的方面還有待于深入研究和創新，如激發學生專業興趣、挖掘學習潛能和評價學習產出等[1]。作為一種先進的教育理念，成果導向教育（Outcome-based Education，OBE）以學生為本，聚焦學生完成學習過程后能達到的最終學習成果，采用“反向設計、正向實施”的方式進行課程教學改革，能夠有效解決教師主導教學、學生參與不足、考核評價輕能力等課程教學中的不足之處[2]。

長安大學自動化專業于2019年通過工程教育專業認證，2020年獲批國家級一流本科建設點。針對自動化一流專業建設和課程教學改革的需求，通過修訂課程教學大綱，明確了課程目標、課程資源、教學內容和評價方法，采取“導、學、教、練、思、考、評”的多元化教學體系，培養學生解決復雜工程問題的能力。通過對學生學習成果的評價和反饋，促進和改善教學設計和教學實施，從而加快課程教學改革，全面提升人才培養質量。

一? OBE理念概說

OBE理念由美國學者斯派蒂（Spady）[3]在20世紀80年代初提出，旨在提升學生的學業成就。1994年，反映OBE理念的著作《以結果為基礎的教育：重要的爭議和答案》[4]進一步明確了其概念、內涵及操作體系。相比較傳統的教學模式，OBE重點強調對學生學習成果的清晰定義，面向所有學生的標準導向，以及對每個學生能力的持續提升[5]。具體來說，OBE理念下課程教學的關鍵要素主要體現在以下三個方面。

一是學生中心。強調最大限度地激發學生的學習動機，圍繞學生的知識、能力、素質等方面達到目標水平進行教學設計，以保證學生達成學習目標為準則進行教學資源配置，以學生的學習成果為對象進行教學評價。指向不是個別優秀學生，而是面向所有學生。

二是產出導向。強調對學生的學習成果框架進行清晰、明確的定義，這種成果是學習過程結束后獲得的頂峰成果，應當是可描述、可觀察的。產出導向要求課程教學內容要從“教什么”向“學什么”轉變，教學方法從“怎么教”向“怎么學”轉變，教學評價從“教得怎么樣”向“學得怎么樣”轉變。這三個轉變決定著課程教學目標的達成，體現了OBE理念的“反向設計、正向實施”的原理。

三是持續改進。持續改進是工程教育認證的核心原則之一，課程目標達成情況評價是持續改進的前提。通過建立評價體系、設定運行周期，并將評價結果反饋于教學過程，形成專業課程的可持續性改進循環[6]。評價重點在于判斷課程目標的達成情況，而不是教學內容的掌握情況。建立面向產出的評價機制已成為現階段工程教育專業認證和一流專業建設的“底線”。

二? OBE理念下自動化一流專業建設對課程教學的要求

長安大學自動化專業可追溯到原西安公路學院1978年設立的交通自動控制本科專業，1985年面向自動控制和工業電氣自動化兩個專業招生，1998年更名為自動化專業，2006年被評為陜西省名牌專業，2009年被立項為陜西省人才培養模式創新試驗區，2010年入選國家級特色專業建設點，2011年獲批“卓越工程師教育培養計劃”，2012年被教育部列為專業綜合改革試點，2017年成為陜西省一流建設專業，2019年通過工程教育專業認證，2020年獲批國家級一流本科建設點。其發展歷史沿革如圖1所示。

自動化專業能否建設成為國內一流的本科教育，關鍵在于能否培養出一流的人才。一流專業建設、一流本科教育和一流人才培養的核心是關注培養目標、畢業要求和課程目標三個產出[7]。目前，專業教育產出（Program-education Outcomes，即培養目標）和學生學習產出（Students-learning Outcomes，即畢業要求）已引起了國內高校的廣泛關注[8]，但如何落實到課程教學，才是OBE理念下的“最后一公里”和“神似”[9]。有鑒于此，自動化一流專業建設對課程教學的要求如下。

首先要明確課程目標。課程目標是課程教學的核心要素和落腳點，它既支撐畢業要求的達成，也決定了教學內容、教學方法及評價方式。因此要求全體教師在深入理解OBE理念的基礎上，進一步修訂完善課程教學大綱，明確課程目標。

其次要細化教學內容。課程教學要從“教什么”向“學什么”轉變，聚焦學生通過教育過程最終取得的學習成果。就某門課程而言，它主要取決于課程的教學目標；

要優化教學方式。課程教學方法要從“怎么教”向“怎么學”轉變，突出學生的主體地位。注重通過研究和實踐來建構知識和發展知識，實現“知行合一”和“學思結合”的轉變。

最后要完善評價體系。課程教學評價要從“教得怎么樣”向“學得怎么樣”轉變。以面向產出的定量、定性相結合的方式評價課程目標的達成情況，評價結果要及時反饋給不同的責任主體，用以改進教學內容、教學方法和資源保障等，使得“以評促改”的作用得到真正體現。

三? OBE理念下課程教學改革與實踐

自動化專業采用“反向設計、正向實施”的課程教學改革策略，以課程目標為切入點，逐步設計教學內容和教學單元[10]。以自動控制原理課程為例進行說明。

（一）? 反向設計

自動控制原理作為自動化類專業必修的專業基礎課，在人才培養過程中首先需要明確以下幾點：為了支撐畢業要求，學生在完成該課程的學習后能夠具備什么樣的能力；為了達成課程目標，如何設置和細化教學內容；為了保證教學效果，采用何種教學方法和手段；為了提升教學質量，如何評價學生的最終學習成果并進行持續改進。

基于上述考慮，對自動控制原理的課程教學進行“反向設計”，如圖2所示。首先明確課程教學目標，并以此為依據確定課程教學內容，然后將其進一步細化為教學單元；再由單元教學目標確定單元教學內容。因此，教學設計是從目標切入進行“反向設計”，并通過各種教學手段保證課程教學目標的達成。

1? 課程教學目標的確定

根據工程教育專業認證標準，將自動化專業的12項畢業要求進行分解和細化。在此基礎上，確定了自動控制原理的6個課程目標。課程目標與畢業要求觀測點之間的對應關系見表1。

2? 課程教學內容的設置

基于課程目標，以“建模-分析-綜合校正”為主線，以“控制系統的穩定性、快速性和準確性”為核心[11]，設計了涵蓋理論教學、課程實驗、工程案例設計在內的三層次課程教學內容，各層次穿插教學，層層滲透[12]，見表2。

第一層：理論教學。根據課程目標，確定了“自動控制系統基本原理-自動控制系統建模-自動控制系統分析-自動控制系統設計”的4個理論教學模塊。

第二層：課程實驗。根據課程目標安排6個實驗項目。以遞進式的實驗教學內容，實現對理論內容的升華，循序漸進地培養學生對自動控制系統的建模、分析和設計能力。

第三層：工程案例設計。在數學模型構建、系統性能分析、系統評價和校正的教學過程中滲入調速控制系統應用案例，實現由性能分析到控制系統重新設計的過程。通過調速控制系統應用案例中的不同分析與設計方法，幫助學生樹立分析問題、解決問題的邏輯思維模式，并為在工程應用中靈活運用所學知識奠定基礎。

（二）? 正向實施

從教學準備、教學實施和教學后期三個階段入手，采取“導、學、教、練、思、考、評”的多元化教學過程，如圖3所示。其中，“學、練、思、考”是學生活動，“導、教、評”是教師行為。總而言之，“導、學、教、練、思、考、評”是相互獨立且密切聯系的教學環節，共同構成了課程教學的閉環反饋機制。

教學準備階段主要包括“導”與“學”兩個環節。教師在學習平臺發布預習任務，推送課程資源；學生明晰學習任務，反饋疑難問題。教師應充分了解學生的認知水平和學習興趣，合理設計教學內容，鼓勵學生進行自主學習和探索，從而有效實現以學生為中心的個性化學習。

教學實施階段主要體現在“教”的環節。教師結合工程案例進行理論分析，包括碎片化知識整合和重難點講解；學生提取知識，查缺補漏。充分利用課堂教學環節，促進知識內化，實現知識創生。針對學生面臨的共性問題，教師有針對性地進行重點講解，組織學生進行深層次雙向互動學習。教師引導學生根據工程案例特征掌握相關知識點，進行批判性反問，完成創新性方案設計。

教學后期主要包括“練”“思”“考”“評”4個環節。其中，課后的“練”與“思”是對課堂教學的補充。學生通過完成作業、展開討論、繪制思維導圖等，實現對課堂教學內容的鞏固和升華。

“考”與“評”是為了科學合理地評價學生的學習成果，采取定量（直接）評價和定性（間接）評價相結合的方式進行。其中，定量評價依據課程大綱規定的考核內容及方式，按照學生的平時表現、課程實驗和期末考試三個環節的學習成果，通過對應的權重比例系數，綜合評價各個課程目標的達成情況。自動化專業2019級自動控制原理課程目標的定量評價方式見表3。其中，若課程目標i的達成情況由N個考核點支撐，則其評價值OAi的定量計算見式（1）

式中：Sj為第j個考核點的總分，Aj為學生平均分，Wj為權重值。

課程目標的定性評價有學生自我評價和教學過程評價兩種方式，通過問卷法、座談交流法、專家評價法等方式進行。學生自評主要通過填寫與課程目標相關的調查問卷，側重對學生的自我收獲進行評價；教學過程評價主要由督導、學生、管理人員等不同評價主體對課程設置、課程內容、教學過程、教學方法和考核方法等方面進行評價，通過聽課、座談等方式進行客觀打分。將定量與定性評價結果進行匯總分析，最終形成課程目標達成情況的綜合評價結果與意見。

（三）? 持續改進

為了保證人才培養質量，自動化專業建立了基于PDCA循環的教學過程質量監控與持續改進機制，如圖4所示。涵蓋了目標系統（P）、課程體系與資源、教學活動（D）、教學評價（C）和反饋與糾正（A）。通過學生、教師、管理人員和督導專家的綜合評價結果，對教學內容、教學資源、教學保障和教學能力等方面進行持續改進，為教學質量的不斷提升提供保障。

四? 結束語

OBE理念下的自動化專業課程教學改革將傳統的學科導向轉變為目標導向，將教師中心轉變為學生中心。以學生的學習成果為導向確定課程教學目標，并以此為依據設計教學內容，開展教學活動，完善教學質量評價和持續改進機制。使得課程目標有支撐，教學內容有指導，教學評價有依據，教學質量有保證，幫助學生在教學活動中不斷達到既定成果，并持續改進，直至頂峰。

參考文獻：

[1] 張男星.以OBE理念推進高校專業教育質量提升[J].大學教育科學，2019（2）：11-13.

[2] 施曉秋.遵循專業認證OBE理念的課程教學設計與實施[J].高等工程教育研究，2018（5）：154-160.

[3] SPADY W G. School Effectiveness and Classroom Management： Outcome-based Education， A National Perspective[R]. 1981.

[4] SPADY W G. Outcome-based education： critical issues and answers[M].Arlington： American Association of School Administrators， 1994.

[5] 張男星，張煉，王新鳳，等.理解OBE：起源、核心與實踐邊界——兼議專業教育的范式轉變[J].高等工程教育研究，2020（3）：109-115.

[6] 武勇杰，趙公民，高艷陽.遵循專業認證OBE理念的課程評估研究與實踐-以中北大學為例[J].教育理論與實踐，2021，41（27）：53-55.

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[9] 李志義.中國工程教育專業認證的“最后一公里”[J].高教發展與評估，2020，36（3）：1-14.

[10] 李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學.2015（3）：32-39.

[11] 郭云飛，張樂，彭東亮，等.基于OBE理念的“自動控制原理”教學過程改革研討[J].教育教學論壇，2019（44）：124-125.

[12] 張欣.基于OBE的《單片機原理及應用》課程教學設計與實踐[J].長春工程學院學報（社會科學版），2019，20（1）：150-152.