基于OBE理念和現代認知理論課程教學改革研究

［摘 要］ 基于工程教育專業認證的基本要求，結合國內各高校消防工程與設計類課程設置的一般特點，運用文獻計量學對該類課程教學改革現狀進行研究。研究表明，該類課程教學改革正朝著多元化、混合式方向發展。針對教學改革中普遍存在的共性問題，結合OBE理念和現代認知理論，對課程的教學體系、授課結構和教學方法進行積極探索，提出以“產出導向、學生中心、持續改進”為核心的校內外雙循環教學體系構架，并在此基礎上運用現代認知理論，打破傳統單一的教學模式，對課堂授課結構和教學方法進行合理優化。

［關鍵詞］ 教學改革；消防工程與設計；OBE理念；現代認知理論

［基金項目］ 2021年度中國計量大學校級教改項目“基于OBE理念的課程教學設計——以‘消防工程與設計’課程為例”（HEX2021016）

［作者簡介］ 呂 辰（1989—），男，安徽淮南人，博士，中國計量大學能源環境與安全工程學院講師，主要從事安全重大事故災害防治理論與技術研究；夏新興（1993—），女，安徽宣城人，碩士，中國計量大學能源環境與安全工程學院講師，主要從事安全法律和安全文化研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）25-0129-04 ［收稿日期］ 2023-03-17

引言

當前我國工業化進程建設正處于高速發展階段，安全生產事故高發頻發的態勢依然存在。能否實現全國安全生產形勢持續向好，最根本的是要增強人們的安全意識和防范能力，而最基礎的則是安全人才的支撐和保障，這就需要大量高素質安全工程專業人才從事安全工作［1］。自我校開展安全工程專業工程教育認證工作以來，按照符合學校定位、適應社會經濟發展需要的認證標準，合理制定了安全工程專業培養目標，設置了相應的課程體系，以滿足當前社會發展對高素質安全工程專業人才的需求［2］。但在培養目標實現的過程中，課程教學質量的控制尤為重要，只有不斷提高課程教學質量，才能保證畢業生能夠運用安全工程專業知識解決復雜安全工程問題［3］。那么如何有效控制課程教學質量，筆者結合“消防工程與設計”課程的教學體會，對教學過程中發現的相關問題進行了相應的教學質量改革與控制研究。

一、“消防工程與設計”相關課程開設和教學改革情況

（一）“消防工程與設計”相關課程的教學改革知識圖譜分析

“消防工程與設計”是安全工程專業的核心課程之一，課程的開設旨在培養學生掌握消防工程基本理論，掌握火災風險識別與防災技術，并具有從工程設計角度防范火災事故發生的能力，真正做到“防得住火災風險、控得住火災事故、保得住人民群眾生命財產安全”。由于課程內容具有體量大、細節多、更新快等特點，相應的教學質量改革與控制具有一定的復雜性和差異性，為更好地把握消防工程與設計類課程開設和教學改革情況，本文采用知識圖譜［4-5］分析法，對近年來“消防工程與設計”課程教學改革狀況及發展趨勢進行可視化分析。

以CNKI數據庫為基礎，依據科學計量學、數據可視化分析原理及Vosviewer文獻分析技術，對近年來課程開設和教學改革情況相關知識進行圖譜繪制，實現“消防工程與設計”教學改革發展現狀及趨勢的可視化分析，從而更好地掌握課程開設基本現狀和亟待解決的教學問題。在構建知識數據庫時，鑒于我國高校眾多專業均開設有與消防相關課程，但因為具體專業背景下培養目標存在差異，因此在已有文獻數據庫中添加安全工程專業關鍵詞進行篩選，去除無關文獻、會議摘要、報紙等，最終形成參考文獻數據庫。以該文獻數據庫為依托，使用Vosviewer對該領域相關文獻關鍵詞進行分析，有助于挖掘該領域研究熱點。通過研讀重要節點所對應的文獻內容發現，不同形式的教學改革是當下不同高校眾多學者對于課程建設思考的焦點，教學內容圍繞消防工程基礎理論、消防工程應用實踐、消防工程防火設計等；教學形式集中在課堂教學、網絡平臺教學、微課、慕課等［6］；教學方法集中在OBE理論教學、翻轉課堂、情景化教學、支架式教學等［7］；教學評價集中在理論考核、實踐考核、學習滿意度評價、目標達成度評價等［8］。由此可見，消防工程與設計類課程教學改革正朝著多元化、混合式方向發展。

（二）教學改革中存在的問題分析

通過對近年來“消防工程與設計”相關課程教學改革研究成果統計分析，有部分學者提出加強教材建設工作，有意識地加入應用性極強的消防工程實務方面的知識，以達成培養應用型人才的目的；而有些學者則提出通過選擇典型工作情景，以消防安全人員實際工作為導向，依照防火防爆風險辨識具體工作過程，將理論知識與工程實際有效結合，合理設置課程設計選題和內容、豐富互動模式與多樣考核方式等，進一步培養學生的應用能力，通過對教學模式及內容進行改革，以此提升教學質量；還有的學者通過調研企業對專業人才的知識需求，確定課程教學模式和教學方案的改革方向。故而，為適應形勢發展和應用型人才培養需要，眾多學者從教學內容、實踐教學、教學方法、教學團隊建設、期末考核等五個維度提出了一系列改進措施，以此促進學生在知識、能力、素質等領域的全面發展［9］。

通過分析以往教學改革中所針對的共性問題，發現在傳統的“消防工程與設計”相關課程教學過程中，由于培養目標認識不清及教學方法的局限性，使得課堂教學尚存在以下不足之處：（1）課程教學目標忽視了學生的“學習結果”問題；（2）教學內容缺乏聯系具體實際問題；（3）教學方法單一，以知識講授為主，忽視了對學生專業能力和學習主觀能動性培養；（4）學習成果的檢驗多是“期末一張卷”的方式，忽視了日常對于學生的過程性學習的監督。這些問題在很多課程講授過程中均普遍存在，也是筆者此次教改研究所關注的重點。

二、基于OBE理念的課程教學體系設計

（一）OBE理念內涵

OBE教育理念對于解決傳統教學中的問題具有極大的改善作用，其是一個系統工程，需要自上而下地從“學校—學院—專業—課程”進行逐層推進。

“消防工程與設計”課程涉及消防工程學的基礎理論、建筑火災被動防護、建筑火災主動防護、性能化防火設計等四大模塊內容，以及與之配套的消防法律法規和標準規章等諸多文件，授課內容具有體量大、細節多、更新快等特點，而熟練應用課程內容還需要懂工藝、知現場、會管理，因而對于授課成效要求極高。在傳統的教學方式中，學生對本門課程的學習興趣較低，覺得書本內容較為枯燥且難以將理論和實踐相結合，無法達到預期教學效果。因此在“消防工程與設計”課程教法、學法和考法改革時融入OBE理念，從而調動學生對于本門課程的學習興趣，加強學生對本門課程基本原理的掌握，提高學習實效。

（二）OBE理念下課程教學體系構建

基于OBE理念，結合本課程的培養目標，根據我校畢業生的專業要求和五年后應獲得的專業成就，對學生的知識能力指標點進行相應的細化，進一步構建“消防工程與設計”的“雙循環”教學體系設計。課程目標既是教與學的起點，也是教學的終點，課程教學體系的設計應明確圍繞著學生預期的學習成果展開，具體包括以下內容。

1.課程目標。以成果為導向的課程目標，以學生綜合能力素質培養為重心，課程目標集中于學生預期的學習成果。課程教學設計將按照反向設計的原則，以契合畢業要求為原則構建課程的知識、能力和素質多維教學目標，突出能力本位教育。課程目標與畢業要求指標點應相互對應，以通過課程目標的實現支持相關畢業要求的實現。

2.課程內容。以成果為導向的課程內容，從實現課程目標的角度進行設計，從知識、能力、素質三個層次構建相關的教學內容，課程內容與課程目標之間要求相互對應，進而促進學習成果的實現。

3.課程實施。以成果為導向的教學模式，促成教學模式由“以內容為本”向“以學生為本”的根本性轉變。在課程實施過程中，根據課程內容的教學需求，擬綜合、靈活地運用項目式、問題式、案例式、探究式及啟發式等不同的教學方法，促進學習成果的達成。

4.課程考核。圍繞課程目標，設置相應的考核內容和方法。考核內容需體現課程目標要求的能力要素，考核方式應有利于評判課程目標的實現情況，能夠覆蓋所有學生，具有可操作性。考核方法應多元化，加強考核方式的有效性，在注重期末終期考核的基礎上加強學習過程監督，進而促成學習成果的實現。

5.課程評估及持續改進。課程教學完成后應對本門課程進行教學質量評估。除傳統的聽說評課、教學檢查、學生評教、教學督導等評估手段外，本研究的課程評估還應聚焦學生的學習成果，對學生最終學習成果的達成度進行評估，客觀地評估與畢業要求指標點相關聯的課程目標的達成情況，進而評價該課程對相關畢業要求指標點的貢獻。根據學生學習成果的實現情況，及時、動態地調整課程目標、課程內容、課程教學策略和考核方法等，對該課程進行持續改進。

三、基于現代認知理論的課堂教學內容設計

現代認知學派發展對當代教育發展產生了較為深刻的影響，筆者結合現代認知理論［10］提出，在現代課堂教學中，教師應尊重學生的基本認知規律，特別是學生在掌握新知識過程中往往需要借助原有知識加以理解和吸收，將相關學習資料整合，形成自身的知識結構。因此，在現代課堂教學中，學習者要想獲取自己需要的知識，只有保持良性的互動和吸收，才能不斷積累知識，完善自身知識結構。作為教師要充分理解認知主義理論中互動模式的要素，抓住課堂學習者的心理特點，努力尋找教學改革方法，克服傳統課堂教學問題，挖掘、發揮課堂教學獨特作用，以提高課堂教學質量。

基于艾賓浩斯記憶保持曲線，人體大腦對新事物的學習接受能力有限，學習保留率與時間間隔之間存在著非線性特征關系。隨著時間推移，開始時遺忘速率較快，而后遺忘速率逐漸減緩，學習后如不抓緊復習回顧，當到達第6天時將會只剩下原先獲取認知信息的25.4%。由此，可將遺忘曲線理論與“消防工程與設計”課堂教學計劃相結合，合理安排課堂教學節奏，有意識地增強不同課堂之間知識講授的連貫性，將有助于學生對于課堂知識點的牢固掌握。

為加強學生對課堂知識點的牢固掌握，在考慮學習者的記憶規律的基礎上，對課堂授課內容計劃進行合理安排。在傳統45分鐘的課堂教學中，在第n次課堂開始時，大約用6分鐘的時間對以往課堂授課重點內容進行回顧，其中3分鐘用于回顧第（n-2）次課堂重點內容，3分鐘用于回顧第（n-1）次課堂重點內容。接下來35分鐘進行新課知識點內容講授，其中5分鐘用于隨堂討論。在課堂最后，用4分鐘對本次新授知識點內容進行梳理和總結，并布置思考題或預留課后學習任務。

在課堂新知識點傳授過程中，借鑒學習金字塔原理，學生通過主動學習的學習保留率要遠遠高于被動學習所帶來的學習保留率，即通過討論、提問、發言來學習能記住50%；通過模擬操作、實際操作來學習能夠記住75%；通過做報告、教學、匯報等方式進行學習能記住90%。而與之相比，通過聽講僅能記住5%；通過閱讀和圖片演示的學習只能識記10%～20%。因此，對于“消防工程與設計”這門知識點豐富龐雜的課程，在教學過程中除了課堂教師講授（信息認知）外，還需要調動學生自主學習的積極性，如采用舉例操作、思維啟發、專題匯講等方式，打破傳統單一的教學模式，將零散知識點有效串聯，內化為學生自身知識儲備。此外，通過消防設計小組討論、火災事故案例分析、動手試驗、消防隱患“隨手拍”等方式，將知識與實踐結合起來提升學習效率。

結語

“消防工程與設計”課程涉及火災發生、發展及蔓延的基礎理論，建筑物消防被動防護設計，建筑物消防主動防護設計和消防性能化設計等方面內容，知識體系具有體量大、細節多、更新快等特點。本文基于工程教育專業認證的基本要求，結合OBE理念和現代認知理論，對課程的教學體系、課堂授課結構和教學方法進行了積極探索，實現學生對專業知識的獲取、實踐能力的培養、業務素質的提升。

參考文獻

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［10］雷柏偉，吳兵.基于現代認知理論的消防工程學課堂教學改革淺析［J］.大學教育，2019（6）：44-47.

Research on Course Teaching Reform Based on OBE and Modern Cognitive Theory： A Case of the Course of Fire Engineering and Design

LYU Chen， XIA Xin-xing

（College of Energy Environment and Safety Engineering， China Jiliang University， Hangzhou，

Zhejiang 310018， China）

Abstract： Based on the basic requirements of the professional accreditation of engineering education and the general characteristics of the course settings of Fire Engineering and Design in various universities in China， the current situation of the teaching reform of this course is studied by using bibliometrics， and the study shows that the teaching reform of this course tends to develop in a diversified and mixed direction. In view of the common problems in teaching reform， the OBE concept and modern cognitive theory are combined to actively explore the teaching system， lecture structure and teaching methods of the course， and propose the framework of a double-cycle teaching system in and out of school with “output-oriented， student-centred and continuous improvement” as the core. On this basis， the course uses modern cognitive theory to break away from the traditional single teaching mode and optimize the teaching structure and teaching methods in the classroom.

Key words： teaching reform; fire engineering and design; OBE concept; modern cognitive theory