基于OBE理念的《水質工程學（上）》混合式教學模式探索

李松亞，王林裴，王樂，高宏斌，谷得明，何亞麗，吳俊峰，李蕾

（河南城建學院 市政與環境工程學院，河南 平頂山）

一 引言

近年來，隨著我國信息化程度不斷深入，大學生慕課、超星學習通、雨課堂等學習平臺與資源建設越來越豐富，使得高等教育在發生著深刻的變化，由傳統課堂教學轉戰線上教學成為趨勢。2020年春季，新冠疫情的發生擾亂了全國大部分高校的正常教學秩序，教育部號召各高校“停課不停學”，線上教學大范圍開展起來，加快了線上課程建設的進程。但是，完全的線上教學模式脫離了老師的監督和指導，需要學生能夠主動、自覺學習，否則學習效果會大大降低。因此，整合傳統課堂學習和線上教學，將兩者結合起來以充分發揮兩者優勢為特點的線上線下混合教學正在成為我國高校教學改革的趨勢[1]。

2019年，教育部正式發布《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號），提出實施一流本科課程（金課）建設“雙萬計劃”，在2019-2021年要認定6000門左右線上線下混合式國家級一流課程。線上線下混合式課程是將現代教育技術手段與傳統課堂教學有機結合，使學生線上與線下學習相結合，促進學生自主學習，從而達到提高教學效果的目的，其突出學生為中心[2]。而成果導向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念也突出要求“以學生為中心，成果為導向”。如何在線上線下混合式教學模式下貫徹OBE理念是值得我們探索和實踐的。

二 當前《水質工程學（上）》教學存在的問題

《水質工程學（上）》是給排水科學與工程專業的主干課程之一，承擔給排水科學與工程專業知識體系中“城市飲用水處理理論、原理、工藝、技術”的教學任務[3]。目前，該課程主要存在以下問題：

（1）教學模式單一，學生學習積極性不高

目前，該課程主要采用傳統的教學模式，以教師課堂講授為主，普遍存在“老師教的熱，學生學的冷”現象，生師之間缺乏有效溝通與反饋，教學效率難以提升。同時，《水質工程學（上）》課程不僅涉及大量的給水處理理論和原理，還包括相應的處理技術和工藝設計，兼具理論性和技術性，內容多，難度大，僅通過傳統課堂講解，教學效果很難保證。而且在整個教學過程中學生參與積極性低，不利于學生主動學習能力的培養，使他們快速應對復雜給排水科學與工程問題能力欠缺[4]。同時，這種老師“灌輸式”授課和學生“被動型”學習的模式不能夠提高學生在教學過程中的參與度和課下自主學習的積極性，學生的創新性思維和創造能力得不到鍛煉。

（2）知識內容多，教學學時少

在“寬口徑、厚基礎”的背景下，《水質工程學（上）》學分學時不斷壓縮。以我校為例，本課程原來有64理論學時，在19版人才培養方案中壓縮到48學時，在21版修訂的人才培養方案中，理論教學學時壓縮為40學時。《水質工程學（上）》課程兼具理科和工科的特點，理論性、設計性和實踐性都很強，并且課程內容理論抽象，知識點內容繁多，工藝設計復雜。從而，使本課程面臨知識內容多，而教學學時少的情況，也就不能很好地完成教學大綱規定的各項教學內容。對學生而言，也就不能很好地理解和掌握知識內容，更談何運用到設計和實際工程上。

（3）OBE理念沒有充分體現

OBE理念強調“以學生為中心”“以成果為導向”“持續改進”的理念。該理念要求按照期望達到的畢業要求（知識、能力和素質要求）來組織教學內容，體現以學生為中心，激發學生主動學習，突出學生深度參與，注重知識與能力輸出，以及學習過程中批判性思維養成，同時注重以學生學習成果的評價改進教學，使教學和學習過程持續改進[5]。而目前《水質工程學（上）》主要采用傳統的教學方法，注重內容灌輸，課堂互動常止于低層次的思維，學生參與度不高，且考試或者分數仍然作為主要的評價方式。

三 基于OBE理念的線上線下混合式教學模式探索

（一） 基于OBE理念修訂教學大綱

教學大綱是教師進行教學的主要依據，將OBE理念融入教學當中，首先就要基于OBE理念修訂教學大綱。經專業（系）老師充分討論和論證，立足本專業的人才培養目標，以OBE理念為導向，以三全育人為目標，對課程教學大綱進行修訂，以進一步明確課程目標、課程教學內容、課程評價和考核方式以及達成度的評價方式等，并明確課程目標對畢業要求的支持關系。另外，基于OBE理念修訂教學大綱過程中，需要同時兼顧知識和應用能力，合理安排理論教學、實踐教學、課外自學等內容，做好課程教學頂層設計。

（二） 優化教學內容

目前大部分高校選用的教材為高等學校給排水科學與工程專業指導委員會規劃推薦教材——中國建筑工業出版社《水質工程學（上冊）》，主要講述物理、物理化學等水處理工藝和典型給水處理工藝系統，包括水處理基本原理、技術原理、工程工藝以及新技術、新理論等學科前沿內容。該教材理論性較強，且內容偏多，但課時有限，因此精簡現有教材內容，重構新的知識體系勢在必行。結合給排水科學與工程專業特點和專業課程設置情況，組織課程組老師研討，同時借鑒相關兄弟院校的經驗，對教學內容進行優化，精簡現有教材內容，重構新的知識體系勢。將教學內容側重點放在給水處理廠工藝單元，圍繞給水處理廠工藝單元這一主線，對各知識點進行系統提煉，同時充分利用超星學習通平臺、大學慕課平臺及其他信息化手段，將部分原理性基礎知識安排為線上自學，克服學時不足的問題。例如對于第三章沉淀，將雜質顆粒在凈水中的沉降、理想沉淀池、淺池理論等偏理論性內容錄制視頻上傳在超星學習通平臺或者選擇慕課上的優秀資源供學生自學，線下課程重點講述平流沉淀池和斜管沉淀池的構造結構及相關設計計算。另外，結合當前的研究熱點對課程現有知識體系進行補充優化。

（三） 創新課堂教學模式

OBE理念的主要目標充分調動學生學習的自主性、和積極性，使課堂教學模式面臨著新的挑戰。因此要利用信息技術、在線教學平臺等資源，不斷創新課堂教學模式，將教學模式由老師灌輸式被動“教”向學生主動“學”轉變。

（1）構建線上教學資源

豐富的線上教學資源，是開展線上線下混合式教學的前提和基礎，也是課程線上教學的核心部分。可以根據學校和學生的實際情況，將理論教學錄像、課程PPT、微課、課程習題、慕課等資源構建成本課程的線上課程學習資源庫。如可以根據優化后的教學內容，將部分理論知識的講解錄制成視頻上傳到線上教學平臺（如超星學習通），同時通過整合教材和參考書對課程知識點分解，制作一套適用性強、具有本校特色的課程PPT也一并上傳，供學生線上學習和預習。微課也是一種重要的線上教學資源，它具有短小精悍而不缺失主要內容的特點，對于某些重點內容，可以采用該種形式，圍繞特定的知識點進行重點闡述和講解，供學時課后復習。同時可以在中國大學慕課等平臺遴選部分優秀課程資源供學生課前預習和課后復習等使用。另外，為了幫助學生檢測自學效果和進行線下學習內容的回顧，需要設置一些課程習題，以引導學生自己發現問題和解決問題，同時便于教師根據線上自學存在的問題，在線下課程中有針對性地對部分內容進行重點講述。

（2）引入翻轉課堂

翻轉課堂不僅是對傳統課堂教學模式的一種翻轉，也是對課堂教學時空的翻轉，教學理念、教學方法和教學內容的翻轉，它更是一種全新的“混合式學習方式”，其與傳統教學的對比如表1所示。根據課程內容設置，充分利用構建的線上教學資源，通過課前發布線上學習任務并進行測試，通過測試結果和發放問卷統計學習效果，確定課堂教學的重難點[6]。此外，還可以采用任務驅動教學、PBL教學、案例分析教學、小組匯報討論、情景教學等進一步確定自學效果，綜合運用上述方法，對學生掌握薄弱知識點進行講解以鞏固線上教學，進而實現翻轉課堂。所以，翻轉課堂采用形式多樣的方式和教學方法能滿足學生的個性化學習需求，同時可以提高學生自主學習和課堂參與的積極性，而且可以大大提高學生信息檢索和資料查閱、自主學習、團隊協作、獨立思考、全面思考以及表達能力等方面的能力[7]。

表1 傳統課堂與翻轉課堂的對比

（3）開展“伙伴式”學習小組實踐

在進行線上線下混合式教學過程中，可以建立課程學習小組，每組3~5人，開展“伙伴式”學習小組實踐。以線上教學資源為基礎，結合設計手冊《室外給水設計標準》（GB50013-2018）等工具書，小組成員通過分工協作共同完成課程任務。要求小組成員必須明確任務分工，有同學負責內容講解，有同學負責補充講解，有同學負責回答提問等。課前學生通過線上自主學習，以及根據預習任務進行準備；課中通過分組討論，展示部分學習成果，思考反思，教師點評與建議等交流、探討、質疑的教學模式與方式，強化生生互動、師生互動，提升學生分析與解決復雜工程問題的能力，從而實現課程目標和畢業要求達到。同時，開展“伙伴式”學習小組，在課前有助于小組成員相互提醒、前置性學習，以此可以提高課堂教學效率；在課堂上，“伙伴式”學習小組成員可以相互交流討論，解決學習障礙，通過思想碰撞，實現共同進步；課后，“伙伴式”學習小組成員可以進行伙伴分享式交流，互相幫助，進一步鞏固課堂知識。

（四） 構建過程性、多元化考核評價體系

對學生學習效果進行科學評價不僅是保證教學質量的重要環節，也是激發學習動力和專業志趣的一種方法[8]。基于OBE理念的混合式教學強調個性化學習，注重學生學習過程和學習成果的雙重評價，因此，應構建過程性、多元化考核評價體系。過程性、多元化考核評價體系不僅應注重考核的過程性，將考核貫穿在日常的教學過程中，加強日常教學過程中學生表現的考核，同時還應該注重考核的多元化，體現在考核方式、考核內容的多元化，設置不同考核方式、內容的權重。例如，根據采用的線上線下混合式教學模式，將課程成績分成三大塊：（1）線上學習評價（占30%），通過對線上學習平臺上學習視頻、課程PPT、練習題以及測試等設置相應的權重，來評價學生線上自學效果，提高學生自主學習的主動性；（2）線下課堂學習評價（占30%），通過線下課堂任務完成情況、回答問題、課堂展示、小組討論、團隊協作等表現，記錄每次課每位同學的得分，累加之和作為線下課堂學習評價成績，以此提高學生課程的參與度；（3）期末考核成績（占40%），采用期末閉卷考試成績作為考核成績。通過這種過程性、多元化的考核評價體系，不僅能及時掌握學生自學情況和線下課堂學習效果，同時還能根據過程性評價結果，及時改進教學內容和方式，有利于落實OBE理念的“持續改進”。

四 結語

隨著信息化程度不斷深入，在加強一流專業建設以及一流本科課程“雙萬計劃”的新形勢下，各專業對課程建設和課程改革都提出了更高的要求。《水質工程學（上）》作為給排水科學與工程專業的主要核心課程，是新時代課程建設和改革的主戰場。通過對《水質工程學（上）》課程線上線下混合式教學模式的探索，不僅可以貫徹落實OBE理念“以學生為中心、成果導向、持續改進”，而且可以充分提高學生學生學習積極性和課程參與度，提高教學效果，利于課程目標的達成和畢業要求的實現。因此，每個高校都應該積極探索線上線下混合式課程構建，不斷更新教學模式和方法，不斷創新，使《水質工程學（上）》課程煥發勃勃生機。