新工科建設背景下線上線下混合式教學提升產(chǎn)出導向課程目標達成度的優(yōu)勢及教學設計案例
——以“果蔬貯藏加工學”為例

楊 楊，蘇 琳，韓育梅，張美莉

（內蒙古農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，內蒙古 呼和浩特 010018）

0 引言

工程技術人才是制造業(yè)發(fā)展的決定性因素，因此服務于國家戰(zhàn)略的新工科建設已成為當下我國高等工科教育改革的首要任務。新工科建設要求高等學校，特別是地方高校，要起到為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉型升級提供人才支撐的作用[1]。如何切實培養(yǎng)適應工業(yè)界需求和發(fā)展趨勢，并且能夠解決制造業(yè)各領域實際問題的專業(yè)技術人是工科專業(yè)高等教育必須解決的重大課題。

在此背景下，開展工程教育專業(yè)認證成為實現(xiàn)新工科建設目標的重要切入點。“以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，持續(xù)改進”是工程教育專業(yè)認證的核心理念[2]，其中的“以產(chǎn)出為導向”強調“一切教育活動、教育過程和課程設計都圍繞實現(xiàn)預期的學習結果開展，并聚焦于學生受教育后獲得什么能力及以什么樣的模式進行教育”的成果導向教育（Outcome-based education，OBE）[3]。所謂“產(chǎn)出”聚焦的對象不再是學生在大學期間各科考試的成績，而是運用相關知識解決復雜工程問題的能力，這是當下和未來工業(yè)界對工程技術人才的需求。形成并有效貫徹產(chǎn)出導向的人才培養(yǎng)模式是達成工程認證要求，實現(xiàn)新工科建設的必由之路，產(chǎn)出導向的課程教學則是構建并實現(xiàn)產(chǎn)出導向人才培養(yǎng)模式的基礎，但這為傳統(tǒng)的課堂教學帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。

1 產(chǎn)出導向對傳統(tǒng)課堂教學的挑戰(zhàn)

產(chǎn)出導向的課程教學體現(xiàn)為產(chǎn)出導向的課程目標和教學過程，最終以針對檢驗課程目標達成度的課程考核來評價課程目標的達成情況，并作為課程質量評價和持續(xù)改進的主要依據(jù)[4]。課程目標的“產(chǎn)出”指學生通過學習一門課程后所具備的能力，為了便于考核與評價，產(chǎn)出導向的課程教學目標通常被描述為“通過某一學習活動，學生能夠完成（某一具體的工作）”，相對于傳統(tǒng)上習慣使用的“了解”“理解”“掌握”等相對籠統(tǒng)而模糊的闡述方式，產(chǎn)出導向的課程教學不僅在于目標的描述更加具體而清晰，更在于課程考核的重點將不再是學生對知識的記憶，而是對知識的運用。依據(jù)布魯姆教育目標分類法，產(chǎn)出導向的課程目標在認知目標層次中屬于應用、分析、評價、創(chuàng)造等中高階目標，但通常情況下傳統(tǒng)課堂教學較難達成此類目標。

以“果蔬貯藏加工學”為例，果蔬的貯藏加工產(chǎn)業(yè)在食品工業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位，對具備相應專業(yè)素質的人才的需求量巨大；同時“果蔬貯藏加工學”也是多數(shù)食品科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中的核心課程，該課程所涉及的工藝類型覆蓋面廣、原理運用多樣化，所講授內容屬于工程教育認證所定義的典型的“復雜工程問題”，在食品工藝學課群中具有一定的代表性，學好該課程對于學生掌握食品貯藏加工相關知識，培養(yǎng)學生職業(yè)能力具有重要的意義。根據(jù)課程所提供的知識結構和果蔬貯藏加工產(chǎn)業(yè)在食品工業(yè)中的重要性，最高階課程目標是“基于果蔬貯藏和加工的基本原理和技術，針對特定需求設計果蔬貯藏和加工的具體方案（或思路）。”對標2020 版《工程教育認證認證通用標準解讀及使用指南》，課程可以作為畢業(yè)要求“問題分析”“開發(fā)/設計解決方案”“工程與社會”的支撐課程[5]，從認知目標的層次來看，課程目標最終可指向設計這一類“創(chuàng)造”等級的高階要求，同時培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)。然而在目前的課程教學框架之下，這一目標是很難達成的。傳統(tǒng)的課堂教學通常能夠做到讓學生了解果蔬貯藏加工的基本原理和技術，并對其適用范圍和局限性加以分析，在認知目標六層次中屬于分析，不論是高階性、創(chuàng)新性還是挑戰(zhàn)度，傳統(tǒng)的“果蔬貯藏加工學”課程教學均有所欠缺。

從課程內容上來看，現(xiàn)行“果蔬貯藏加工學”基本囊括解決生產(chǎn)問題所涉及的所有基礎知識內容，知識體系構架是完備并且合理的，但從教學過程來看，過分注重知識傳授而欠缺培養(yǎng)分析解決綜合問題能力的環(huán)節(jié)，課程目標表述不準確導致定位不清晰，進而難以開展反向設計，缺少有針對性地持續(xù)改進的參考依據(jù)和改進方法，工科教學理科化，缺少分析解決問題的針對性訓練，是導致課程“兩性一度”不足的主要原因。

基于上述原因，綜合過往教學效果來看，課程并未達到使學生獲得現(xiàn)代食品工業(yè)所要求的能力的目的，并且學生對知識掌握的程度也僅僅停留在相對低階的記憶層面，綜合分析、評價、設計等高階能力不足，缺少創(chuàng)新意識。同時，由于學習過程缺乏成就感，導致學生主動學習的意識和興趣非常淡薄。

2 混合式教學的特點及其與高階目標達成的關系

混合式教學是將學生線上自主學習和傳統(tǒng)的線下課堂教學的優(yōu)勢結合起來的一種混合式教學形式，其中學生線上自主學習的時間不低于20%，不高于50%。線上、線下的有機深度融合是這一教學形式的主要特點。有效的混合式教學首先是基于產(chǎn)出導向的反向設計，即通過對課程目標所應達到的程度來決定學生學什么（學習內容）、學到什么程度（每章節(jié)和知識點的教學目標） 及怎么學（教學手段和教學設計）。因此，學生的線上自主學習是整個教學環(huán)節(jié)不可或缺的部分，而并非傳統(tǒng)認識中的課前預習，學生的自主學習意愿對于教學目標的達成有著重要的影響。由于混合式教學重構了傳統(tǒng)的課堂，拓展了教學的時間和空間，使得教學的效率得以提高，同時明確的、產(chǎn)出導向的教學目標對于達成目標的教學手段和評價方式的多樣性提供了依據(jù)，也提出了要求，教學活動的設計及有效實施在混合式教學中的作用尤為凸顯[6-7]。由此可以看出，混合式課程教學模式從教學理念和實施過程上都與工程教育認證所強調的OBE 理念相契合，是一種較為合理的解決“果蔬貯藏加工學”課程教學所面臨問題的教學模式。

3 “果蔬貯藏加工學”的混合式教學設計

3.1 課程目標及對于畢業(yè)要求的支撐

產(chǎn)出導向的課程目標需要明確學生在一個完整的教學周期完成后能夠達成的成就，或能完成的任務，在工程教育認證工作中，要求課程目標對于畢業(yè)要求的達成形成有力的支撐[8]。對于工科專業(yè)而言，任務目標的設置往往是解決某類型的復雜工程問題，包括該課程的產(chǎn)出導向課程目標和可以支撐的畢業(yè)要求。

基于產(chǎn)出導向的“果蔬貯藏加工學”課程目標見表1。

表1 基于產(chǎn)出導向的“果蔬貯藏加工學”課程目標

3.2 教學基本要求與教學設計

為課程各個教學環(huán)節(jié)設置教學目標是保證課程目標達成的途徑，教學目標相對于課程目標而言更為具體、精確，因此產(chǎn)出導向的教學目標的表述同樣不使用理解、了解、掌握等抽象動詞，而需要明確表述出教學的對象，經(jīng)過怎樣的教學環(huán)節(jié)訓練之后能夠達成的行為，并且給出評價該行為的具體方式，既“ABCD 法”。教學目標一般分為知識目標、技能目標和情感目標，對于工科專業(yè)的學生而言，技能目標一般屬于相對高階的目標，是課程教學的首要任務。但這不意味著工科教育不需要注重情感目標。依據(jù)我國工程教育專業(yè)認證通用指南對畢業(yè)要求的基本規(guī)定，“工程與社會”“職業(yè)規(guī)范”等工程素養(yǎng)類的畢業(yè)要求的達成，是需要通過支撐課程設置一定的情感目標才能夠得以實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)教學目標，還需要進一步明確每個教學目標之下學生應該完成的學習內容，既對每個教學目標下相應的知識和技能知識學習和技能培養(yǎng)做進一步的分析。以“果蔬貯藏加工學”中“采后生理”章的“呼吸作用”小節(jié)為例，說明課程目標、教學目標和學習內容三者的關系。

基于產(chǎn)出導向的“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的教學目標設置見表2。

表2 基于產(chǎn)出導向的”果蔬采后生理“章”呼吸作用“小節(jié)的教學目標設置

課程教學活動是幫助學生完成學習內容，達成教學目標的組織手段，分為課前、課中和課后3 個階段。課前階段是線上學習的主要階段，該階段對學生的獨立學習能力提出了一定的要求，新媒體等教學工具的存在使得該階段成為提高教學效率的主要環(huán)節(jié)。課中階段不再簡單重復課前階段的學習內容，而是基于課前階段的學習成果，組織學生培養(yǎng)運用知識解決問題的能力，教師的作用從演講者變?yōu)樗伎己徒涣鞯慕M織者，學生的角色則由聽眾變?yōu)榻涣鞯闹黧w，該階段是混合式教學實現(xiàn)課程目標“高階性”的必須環(huán)節(jié)。課后階段是對課前和課中階段教學成果的總結、反思和再設計階段，教師是這一階段的主體，工程教育認證工作中所提出的“持續(xù)改進”在課程目標達成的層面上是主要在課后階段完成；此外，課后階段也是學生學習成果的最終評價階段，考核結果可作為課程目標達成情況的評價依據(jù)。仍以本小節(jié)為例，可作如下教學設計。

“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的線上線下混合式教學過程設計見表3。

表3 “果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的線上線下混合式教學過程設計

3.3 混合式教學實施及提升課程目標達成度的關鍵環(huán)節(jié)

線上線下混合式教學有別于傳統(tǒng)課堂，更加強調學生是學習的主體[9]，對于學生的自主學習意愿有較高的要求，課前階段的線上學習目標是否達成是課中和課后環(huán)節(jié)能否順利實施的基礎和關鍵。因此，必須讓學生認識到課前學習的重要性，避免課前準備不足導致的課中教學活動難以開展。為了更好地幫助學生開展線上的自主學習，提高學習效率，要重視教學資源的建設。在課前在線學習階段，應當為學生提供多樣化的、豐富的學習資源，“精品課程”“SPOC”“慕課”及教師自建的微課等教學資源是經(jīng)常使用的手段。同時，隨著新媒體教學工具更多的介入到課堂教學，對于同一學習內容可以根據(jù)不同學生的需求建立多種形式的學習資源，以實現(xiàn)個性化的學習[10]。

線上線下教學內容的拆分和銜接對混合式教學的實施也至關重要。不合理的拆分可能導致既定的學習目標不能如期實現(xiàn)，因此要在拆分前對于學生的知識結構及能力傾向開展調研。必要時應在課程開始前發(fā)放問卷或測試以明確線上學習的深度和線下教學的難度。

4 結語

新工科建設背景下的工科教育對傳統(tǒng)的課堂教學提出了挑戰(zhàn)，高等工科教育中課堂教學的兩性一度亟待實現(xiàn)，線上線下混合式教學基于產(chǎn)出導向的教育理念開展教學活動，可以作為提高教學效率、達成高階目標、改善教學質量的途徑，在培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力方面發(fā)揮作用。