張真 周朝暉 王亮
摘?要:隨著OBE理念以及信息技術(shù)在教育行業(yè)的廣泛應(yīng)用,改進(jìn)傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方法,突出學(xué)生在教學(xué)中的主體作用勢(shì)在必行。基于OBE理念,針對(duì)“城市軌道交通電力牽引與控制”課程建立“線上+線下”混合式教學(xué)改革,深度融合“線上+線下”教學(xué)資源,完善教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì),力求在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及終身學(xué)習(xí)的能力,幫助學(xué)生由淺到深地學(xué)習(xí)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程能力。
關(guān)鍵詞:OBE理念;混合式教學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì)
一、概述
OBE理念也被稱(chēng)作能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或者需求導(dǎo)向教育[1]。在高校教育信息化的推動(dòng)下,學(xué)校教學(xué)從傳統(tǒng)的以教師為中心轉(zhuǎn)換到了以學(xué)生為中心,而“線上+線下”混合式教學(xué)模式成為多樣化教學(xué)的主要類(lèi)型之一[23]。以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的“雙主體”的教育思想不僅能夠使教師在教學(xué)方法上以引導(dǎo)和啟示為主,而且有助于引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。這種新型教學(xué)模式的開(kāi)展將對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助,在教學(xué)改革中起著重要作用?;旌鲜浇虒W(xué)對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行重新設(shè)計(jì),通過(guò)信息化教學(xué)平臺(tái)引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí),拓展學(xué)習(xí)資源,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
“城市軌道交通電力牽引與控制”是以城市軌道電力牽引系統(tǒng)為研究對(duì)象,引導(dǎo)學(xué)生由純理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`性和工程性學(xué)習(xí)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程,在工程教育中發(fā)揮著舉足輕重的作用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生掌握車(chē)輛牽引傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原理、方法和一般傳動(dòng)設(shè)計(jì)的原則,使學(xué)生具備應(yīng)用和檢修車(chē)輛牽引傳動(dòng)裝置及電氣牽引系統(tǒng)的能力。目前此課程面臨的主要矛盾是更新速度快與教材及資料滯后的矛盾。并且隨著雨課堂、微助教、課堂派等教學(xué)工具層出不窮,在課程開(kāi)展過(guò)程中,面臨著學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣、教學(xué)模式陳舊以及教師教學(xué)水平不符合時(shí)代發(fā)展需求等問(wèn)題[45]。
基于此,對(duì)“城市軌道交通電力牽引與控制”課程進(jìn)行基于OBE理念的混合式教學(xué)改革,改變傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方法,以教學(xué)大綱為依據(jù),有效整合線上線下教學(xué)資源,改善課程內(nèi)容設(shè)計(jì)以及課程評(píng)價(jià)體系,突出學(xué)生在教學(xué)中的主體作用,力求在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及終身學(xué)習(xí)的能力,幫助學(xué)生由淺到深地學(xué)習(xí)“城市軌道交通電力牽引與控制”課程的理論和實(shí)踐知識(shí),不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程能力。隨著教育體系的不斷更新,也要讓學(xué)生敢于創(chuàng)新,拓展自己的發(fā)展空間,去嘗試多種解決問(wèn)題的可能。
二、傳統(tǒng)式課堂存在的問(wèn)題
“城市軌道交通電力牽引與控制”課程作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課,涉及交叉學(xué)科多,軟硬件知識(shí)復(fù)雜,涵蓋的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)較多,且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)需要長(zhǎng)期積累。由于課程知識(shí)較難及其自身發(fā)展的前沿性,在傳統(tǒng)式教學(xué)模式下,課程內(nèi)容設(shè)計(jì)逐漸凸顯出不合理性和滯后性,導(dǎo)致教學(xué)效果不理想,課程存在的主要問(wèn)題如下:
(1)缺乏專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),專(zhuān)業(yè)契合不足?!俺鞘熊壍澜煌娏恳c控制”為大四學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程,涉及一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,如“控制工程基礎(chǔ)”“電工學(xué)”及“電力電子技術(shù)”等,而這些課程目前部分屬于選修課,部分學(xué)生在大二和大三學(xué)年并沒(méi)有選修相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,因此,對(duì)于該課程涉及的一些基礎(chǔ)概念較為陌生。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握能力參差不齊,沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)或者知識(shí)掌握不牢固的學(xué)生在聽(tīng)到相關(guān)概念時(shí)難以理解,并且在教師課堂講授缺少師生互動(dòng)的情況下,學(xué)生更加難以提出疑問(wèn),導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不佳,久而久之課程變成“天書(shū)”,課堂參與度和積極性下降。
(2)教學(xué)模式單一,難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)多以“線下”課堂教學(xué)為主,且教師教學(xué)方法多以講授法為主。教師的主要關(guān)注點(diǎn)在于如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)講授完本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn),忽視了學(xué)生的接受程度,師生互動(dòng)較少,且學(xué)生沒(méi)有積極反饋。另外,有些學(xué)生無(wú)法集中精力聽(tīng)課,習(xí)慣在課堂上“開(kāi)小差”,部分考研學(xué)生會(huì)選擇在課堂上邊聽(tīng)課邊準(zhǔn)備考試,對(duì)課程重視程度不夠。學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)方式以及學(xué)習(xí)態(tài)度都有待提升,傳統(tǒng)教學(xué)模式難以體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)者的主體地位和激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。另外,單一的教學(xué)方法會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在課程初期的濃厚興趣逐漸降低。
(3)課程設(shè)計(jì)偏重理論,缺乏實(shí)踐練習(xí)。由于課程涉及的軟硬件知識(shí)比較抽象,尤其在電機(jī)的矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等控制方法以及可關(guān)斷晶閘管、絕緣柵雙極晶體管、智能功率模塊等電力電子器件工作原理的學(xué)習(xí)上,缺乏實(shí)物演示及實(shí)踐練習(xí),課程實(shí)踐課時(shí)相對(duì)較少。實(shí)物演示及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠幫助學(xué)生完善理論知識(shí)的學(xué)習(xí),更加深刻地理解所學(xué)知識(shí),增加知識(shí)儲(chǔ)備的連續(xù)性,提高學(xué)生動(dòng)手能力及工程應(yīng)用能力。
三、基于OBE的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)教學(xué)目標(biāo)
(1)深度理解OBE理念及混合式教學(xué)模式的教學(xué)理念[68]。針對(duì)“城市軌道交通電力牽引與控制”這門(mén)課,根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足和局限性,根據(jù)畢業(yè)需求優(yōu)化和完善相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,建立平時(shí)成績(jī)、期末考試及實(shí)驗(yàn)綜合考核的過(guò)程性評(píng)價(jià)方式,幫助學(xué)生準(zhǔn)確地解決學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。并將課程知識(shí)點(diǎn)與實(shí)踐相聯(lián)系,融合課程思政,參考學(xué)科最新研究及社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題不斷更新教學(xué)內(nèi)容。
(2)提出合理的實(shí)施架構(gòu),完善課程內(nèi)容設(shè)計(jì)。有效整合傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí),擴(kuò)展學(xué)習(xí)空間,完善學(xué)習(xí)資源。篩選適合開(kāi)展混合式教學(xué)模式的章節(jié),處理好教學(xué)活動(dòng)教學(xué)課程準(zhǔn)備階段(線上)、課堂教學(xué)階段(線下)及課后鞏固階段(線上+線下)中的教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容安排。
(3)建立與混合教學(xué)模式相適應(yīng)的課程評(píng)價(jià)體系。根據(jù)學(xué)生出勤、平時(shí)作業(yè)(分組討論、PPT匯報(bào)、小測(cè)試、課后作業(yè)等)、理論課及實(shí)驗(yàn)課參與度等對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià),綜合期末考試成績(jī),形成最終成績(jī)。建立課程教學(xué)效果反饋機(jī)制,及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化混合式教學(xué)模式的架構(gòu)及具體操作方案。
(二)教學(xué)內(nèi)容
“城市軌道交通電力牽引與控制”課程以牽引電動(dòng)機(jī)、受電弓、高壓箱、牽引變流器、牽引變壓器以及輔助供電系統(tǒng)為研究對(duì)象,要求學(xué)生掌握電力牽引電路相關(guān)知識(shí)和理論,具備分析和設(shè)計(jì)城軌電力牽引電路的能力,教學(xué)內(nèi)容涉及使用工程科學(xué)進(jìn)行建模和分析的能力。根據(jù)課程教學(xué)體系要求,課程共40學(xué)時(shí),主要內(nèi)容包括:緒論、牽引理論基礎(chǔ)、電力電子器件及其應(yīng)用、三相交流異步電動(dòng)機(jī)的控制策略、斬波電路、逆變電路、城市軌道交通車(chē)輛的主傳動(dòng)控制、城市軌道交通供電系統(tǒng)于車(chē)輛電氣設(shè)備以及電力牽引傳動(dòng)與電磁兼容等九個(gè)章節(jié)。根據(jù)課程目錄可以發(fā)現(xiàn)該課程是一門(mén)交叉學(xué)科,理論和實(shí)踐并存。針對(duì)課程的教學(xué)特點(diǎn),充分利用信息技術(shù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng),建立混合式教學(xué)模式架構(gòu),分割教學(xué)內(nèi)容,合理分配教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)實(shí)現(xiàn)線上與線下有效互相促進(jìn)作用具有重要意義。
基于OBE理念,以教學(xué)大綱為依據(jù),充分利用“線上+線下”資源支撐一體化教學(xué),實(shí)現(xiàn)課前、課中及課后教學(xué)的深度融合。線上教學(xué)平臺(tái)選擇超星學(xué)習(xí)通,該軟件功能齊全,包括簽到、視頻導(dǎo)入、作業(yè)布置、小組討論等多個(gè)模塊,能夠?qū)虒W(xué)提供完整的過(guò)程性數(shù)據(jù)記錄。同時(shí),教師做好教學(xué)資源配置,根據(jù)教學(xué)大綱完善課程資料的建立,包括課程PPT、課程視頻錄制、相關(guān)文獻(xiàn)、習(xí)題庫(kù)以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)鞏固與拓展視頻資料等?!俺鞘熊壍澜煌娏恳c控制”課程混合式教學(xué)模式構(gòu)建分為線上學(xué)習(xí)活動(dòng)(課程內(nèi)容學(xué)習(xí)、課程資源共享、作業(yè)與在線測(cè)試、在線討論等)、線下學(xué)習(xí)活動(dòng)(知識(shí)內(nèi)化、學(xué)習(xí)答疑、知識(shí)拓展、實(shí)踐應(yīng)用等)以及課后作業(yè)分享和教學(xué)評(píng)價(jià)等。
(1)課前準(zhǔn)備階段以在線學(xué)習(xí)、在線討論及測(cè)試為主,按照教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)線上課程內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通完成課程內(nèi)容的預(yù)習(xí)工作,同時(shí)教師上傳教學(xué)資料(如本章內(nèi)容介紹、教學(xué)大綱以及PPT),以便學(xué)生提前熟悉課程內(nèi)容。首先,在上課之前,教師需要明確課程內(nèi)容相關(guān)知識(shí)點(diǎn),并對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)或預(yù)先錄制微視頻,上傳至學(xué)習(xí)通,并布置預(yù)習(xí)作業(yè)。如第三章《電力電子器件及其應(yīng)用》章節(jié),涉及“電力電子技術(shù)”“電工學(xué)”及“電力電子技術(shù)”等多門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容,可以把二極管、三極管的工作原理和工作特性做成小視頻上傳平臺(tái),幫助學(xué)生鞏固和復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。然后,學(xué)生收到預(yù)習(xí)作業(yè)后,通過(guò)學(xué)習(xí)通上傳的教學(xué)資料自主學(xué)習(xí),以便課堂教學(xué)時(shí)學(xué)生更快更準(zhǔn)確地理解課程內(nèi)容,有利于提高學(xué)生上課的注意力和學(xué)習(xí)興趣。最后,教師建立題庫(kù),要求學(xué)生在課堂教學(xué)之前完成相應(yīng)測(cè)試,以便考查學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。此外,將學(xué)生以5人為一小組分成若干小組,針對(duì)重難點(diǎn)問(wèn)題設(shè)置討論題,要求學(xué)生以小組為單位準(zhǔn)備課堂匯報(bào)交流。
(2)課堂教學(xué)階段通常采用問(wèn)題導(dǎo)入的方式,教師根據(jù)在線視頻閱讀數(shù)據(jù)、在線測(cè)試結(jié)果等了解課前學(xué)習(xí)情況并分析部分同學(xué)預(yù)習(xí)效果不理想的原因,通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)入的方式給予學(xué)生反饋,幫助學(xué)生完成知識(shí)內(nèi)化。以課前學(xué)習(xí)情況導(dǎo)入課程增加了學(xué)生和教師的互動(dòng),有利于教師更準(zhǔn)確地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,并且更有針對(duì)性地幫助學(xué)生解決疑問(wèn)。通過(guò)課前預(yù)習(xí),學(xué)生已對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)有了一定的認(rèn)識(shí),節(jié)省了很多課堂講授的時(shí)間,因此線下教學(xué)可以針對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的講解與指導(dǎo),輔以課堂討論、習(xí)題課等方式集中課堂時(shí)間講授重點(diǎn)問(wèn)題。期望做到課程內(nèi)容有的放矢、突出重難點(diǎn),針對(duì)性地指導(dǎo)、討論和糾正學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題。另外,通過(guò)線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效監(jiān)督和輔導(dǎo),比如針對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)不足或作業(yè)完成情況不理想的學(xué)生,及時(shí)提醒并單獨(dú)答疑。最后,教師結(jié)合課堂及線上學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié),并布置作業(yè)以及下次課程任務(wù),使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。
(3)課后階段為了增加學(xué)生的擴(kuò)展學(xué)習(xí)和互動(dòng),可以設(shè)置優(yōu)秀作業(yè)展示欄發(fā)布在學(xué)習(xí)通上,同時(shí)將課后作業(yè)分為簡(jiǎn)答類(lèi)、作圖類(lèi)、計(jì)算類(lèi)及描述類(lèi)多種類(lèi)型,有助于學(xué)生總結(jié)歸納。此外,設(shè)置課外拓展欄目發(fā)布到學(xué)習(xí)通,有助于興趣濃厚的學(xué)生進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)和知識(shí)完善。設(shè)置問(wèn)題反饋欄目,便于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行反饋,教師根據(jù)課程反饋情況進(jìn)行總結(jié)和教學(xué)內(nèi)容的改善或重新設(shè)計(jì)?;旌鲜浇虒W(xué)將課堂延伸到了課前及課后,與傳統(tǒng)教學(xué)相比,增加了學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)時(shí)間,教師對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),通過(guò)學(xué)生線上學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)以及問(wèn)題反饋情況,總結(jié)完善課程設(shè)計(jì)問(wèn)題,及時(shí)修正,以期對(duì)未來(lái)的課程設(shè)計(jì)起到很好的指導(dǎo)作用。
(三)教學(xué)評(píng)價(jià)
科學(xué)、公平、合理的成績(jī)?cè)u(píng)定體系不僅是評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而且能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[9]。如果學(xué)習(xí)過(guò)程與成績(jī)?cè)u(píng)定沒(méi)有關(guān)聯(lián),容易導(dǎo)致學(xué)生消極學(xué)習(xí)的現(xiàn)象,學(xué)習(xí)熱情一旦減弱,學(xué)習(xí)自主性會(huì)隨之降低,因此需要建立合理的評(píng)價(jià)體系,將學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)納入評(píng)價(jià)體系中來(lái),特別是確定合理評(píng)價(jià)方式和比例。為提高學(xué)生對(duì)“城市軌道交通電力牽引與控制”這門(mén)課學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)性效果,將過(guò)程性考核納入成績(jī)考核,改變單一成績(jī)?cè)u(píng)定方式,避免學(xué)生只重視期末考試而忽視過(guò)程學(xué)習(xí)的問(wèn)題。多元化的課程考核與評(píng)價(jià)方式如圖2所示。主要包括“過(guò)程性考核與評(píng)價(jià)”以及“結(jié)果性考核與評(píng)價(jià)”兩部分。其中,“過(guò)程性考核與評(píng)價(jià)”包括考勤、實(shí)驗(yàn)成績(jī)及作業(yè)成績(jī)。其中,實(shí)驗(yàn)評(píng)分包括每次實(shí)驗(yàn)紀(jì)律及考勤、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。作業(yè)包括線上資源學(xué)習(xí)(累計(jì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到240min為滿(mǎn)分)、平臺(tái)發(fā)布討論話(huà)題、課堂小組討論、課堂表現(xiàn)以及匯報(bào)等情況。
四、總結(jié)
通過(guò)基于OBE理念的混合式教學(xué)模式改革研究,主要解決了幾個(gè)問(wèn)題。首先,優(yōu)化了“城市軌道交通電力牽引與控制”課程內(nèi)容與畢業(yè)需求的對(duì)應(yīng)關(guān)系,完善教與學(xué)的關(guān)系,提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。其次,變革了單一教學(xué)模式及傳統(tǒng)“填鴨式”課堂講授,根據(jù)教學(xué)大綱重新設(shè)計(jì)課程內(nèi)容,進(jìn)行混合式教學(xué)改革,充分利用“線上+線下”教學(xué)資源。最后,改進(jìn)了以看重期末考試成績(jī)而不注重學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)指標(biāo),建立適應(yīng)OBE聯(lián)合混合教學(xué)模式課程評(píng)價(jià)體系。
基于信息化教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展混合式教學(xué)應(yīng)避免為了使用平臺(tái)而使用,應(yīng)當(dāng)把平臺(tái)作為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的有效工具和途徑,在有必要的章節(jié)融合線上學(xué)習(xí)內(nèi)容,并對(duì)課程內(nèi)容重新設(shè)計(jì),使線上和線下教學(xué)有效融合,逐漸形成以學(xué)為中心的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)、課堂答疑解惑、課后鞏固拓展的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣,并能主動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行反思[8]。同時(shí),教師依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和反饋依據(jù)進(jìn)行教學(xué)反思,及時(shí)對(duì)課程進(jìn)行調(diào)整,對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方法持續(xù)改進(jìn)。
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作者簡(jiǎn)介:張真(1993—?),女,漢族,山西太原人,工學(xué)博士,講師,主要從事智能農(nóng)機(jī)裝備及車(chē)輛電子控制研究。