基于OBE教育理念的“水聲學原理”教學改革實踐

安舒 于亮 吳芳 李大衛

海軍航空大學 山東煙臺 264000

OBE(Outcomes Based Education)教育理念，即成果導向教育，也稱為能力導向或者目標導向教育，在1981年被美國學者Sapdy[1]等人首次提出。具體來說，OBE教育理念是以行業或專業需求來確定預期學習效果，進而確定教學目標，對課程內容進行重構，并重新設計和實施教學過程。以OBE教育理念為指導的課程設計流程圖如下圖所示。

OBE實踐教學體系設計流程圖

一、課程現狀

(一)課程背景及內容

“水聲學原理”是本專業學生接觸到的第一門專業主干課程，以聲納方程作為主線貫穿課程始終，學員通過學習聲納方程及相關參數，來獲取相關水聲設備正確使用所必需的理論和實踐知識，達到知識層面的目標；通過各種水聲概念間的推導計算來培養發現問題、解決問題的能力，達到能力層面的目標；通過課程的持續學習理解崗位職責，以期增強學生的使命感和責任感，達到思政層面的目標。三個目標設置合理，層層遞進，落腳點在于培養出符合專業需求、能打敢拼的高素質人才。

(二)學生現狀及存在問題

對于“水聲學原理”課程的學習，不僅要求學生具有扎實的數學物理功底，更需要將理論知識融合到實際崗位操作中，這對傳統的課程教學提出了極大的挑戰。經過長期教學實踐及對畢業學生的調研，發現學生在“水聲學原理”的課程學習方面，存在一些共性問題，表現在以下幾個方面：

1.學習意愿低

在有限時間的課堂上，教師要講解復雜的理論，其中涉及大量的數學物理方程及理論原理公式，學生想要在課堂(45分鐘)內完全理解吸收難度很大。

2.思維能力差

作為第一門專業背景課程，“水聲學原理”于大三上學期開設，前導課程包括“大學物理”“微積分”等，學員很難將基礎科學與專業理論靈活結合起來，雖然學員“學會了”微積分和數學物理方程，但在遇到水聲的相關方程變化一個參數或改變一個條件時，并不會用學過的微積分來求解，也不會與數學物理方程相比較，因此，在學習理論的時候相當吃力。

3.團隊意識弱

學生入學時的成績是差不多的，但經過兩個學年的學習生活，學生間綜合素質差距越來越大。“水聲學原理”涉及較多的公式理論，部分意志力相對薄弱、學習意愿低的學生，自然會對課程產生畏難情緒，加之本課程需要投入較多精力思考、理解、擴展，無疑使得學生間的差距越來越明顯。

二、基于OBE教育理念的“水聲學原理”課程建設

Spady在首次提出OBE時就已經強調“教育系統中的每一項活動設計都應基于最終的學習者的學習成果”[1]。OBE教育理念的落腳點，就在于分解出可量化的具體成果產出目標。依據OBE教育理念，結合“水聲學原理”課程的特點，提出以下建設思路。

(一)明確培養要求

通過對本專業的40名畢業生進行訪談、調研，了解畢業生在畢業之后的能力需求要素。在訪談過程中，對關鍵詞進行梳理提取，記錄頻次，整理得到畢業生能力要素表，如表1所示。

表1 畢業生能力要素框架

依據本專業畢業生能力要素調研結果，對歸納梳理出的18項能力要素進行分析，依據布魯姆目標分類理論，確定三層次的能力要素框架，如表2所示。顯然畢業生認為頻次最高的四種基本能力為專業基礎、分析能力、實踐能力、自主學習能力。可以看出，在新形勢下，本專業人才的后續發展依賴于較強的專業性，專業基礎是基石，分析能力、實踐能力、自主學習能力都是為了加強專業基礎，目的就在于培養一個基礎扎實、不斷學習、實踐能力強、關注行業最新動態的專業技術型人才。

表2 布魯姆目標理論下的畢業生能力框架

(二)確立課程培養目標

OBE教育理念下，學生從開課伊始就應該清楚地知道每章節、每階段的學習重難點，要求達到的層次，能夠掌握的能力。因此，課程目標的確立，應該是由具體、可量化的行為來描述，是對學生為主體的學習階段性成果的結果性要求。基于OBE的課程目標必須要體現以下幾點要求[1]：

(1)課程目標要使用具體的行為目標，對于本專業來說，作為專業背景課程，“水聲學原理”的培養目標要強調水聲學原理對學生任職能力的培養，要選擇合適的行動范式[3]；

(2)培養目標的核心要以學生為主體，聚焦于學習結果，培養目標的描述應該清楚反映出學生能夠做什么、應該做什么；

(3)培養目標的描述要有明確的行動指南，描述應有準確性[4]。

基于以上要求，以學生的任職能力培養為核心，從畢業生基礎素養、能力素養、職業素養三個方面對“水聲學原理”課程目標進行分解、梳理，總結得到課程培養目標表，如表3所示。

表3 基于OBE教育理念的“水聲學原理”課程目標設置

(三)重構教學策略

圍繞以上的課程目標，從學習者的角度思考對策，選擇合適的教學方法。對于“水聲學原理”的學習，要從基礎素養出發，學生首要的目標是理解和掌握水聲傳播的基本現象，通過課上理論講解使學生掌握基本的分析方法和技能，使學生能夠做到在不同環境下合理選取聲傳播理論求解實際問題。在熟練掌握水聲傳播理論的基礎上重視水聲實驗，通過計算機仿真和消聲水池實驗加深對理論和方法的理解，提高學生的實踐能力，在此基礎上，進一步關注理論推導，培養學生的數學思維。

(四)完善成績評價體系

OBE教育理念下的成績評價體系，應采用形成性評價和總結性評價結合的方式。基于OBE教育理念，對“水聲學原理”課程的成績評價體系進行完善，如表4所示。

表4 OBE教育理念下的“水聲學原理”課程評價體系設計

由表4不難看出，OBE教育理念下的“水聲學原理”課程評價體系與傳統教學評價相比，有以下幾個方面的改變：

1.考核觀念更新

兼顧形成性評價和總結性評價。OBE教育理念下的“水聲學原理”課程評價體系是以學生的基礎素養、能力素養、職業素養三方面為目標的多元化、寬領域、全方位，貫穿整個過程的綜合性考核方式，目的在于轉變學生理念，帶動學生自我學習、自我思考。相較于傳統課程評價體系中注重總結性考核的情況，教師通過重視過程性考核，提高對學習過程的控制和引導，進而提高學生的學習積極性，幫助學生自我了解學習狀態，從而提高學習的質量。

2.考核內容豐富

將能力考查納入課程考核范圍中。由表1可看出，新的課程評價體系中，考核內容除了有學生對基礎理論的理解掌握程度，還包括對理論公式的推導及延伸、實際案例解決思路、資料的匯總分析歸納等。這些內容的考核直接引導學生重視和培養發現問題、分析問題、解決問題、團隊協作的能力，同時能夠激發學生的創造力，獲得專業的成就感和使命感。

3.考核方式優化

注重多種考核方式。OBE教育理念下的“水聲學原理”課程評價體系有著清晰的評價標準，此標準下的考核方式必將是多種多樣的。如表1中卷面成績模塊，此部分以基礎理論的考查為主；平時成績模塊可分為考勤成績、作業成績，此部分以對學生學習態度的考察為主，通過平時上課出勤、課上表現、筆記情況等方面來進行評價；實驗成績是平時成績模塊中較為特殊的一部分，此部分以團隊協作、實踐能力的考察為主，通過實驗參與度、實驗報告完成情況、課后問題回答情況以及實驗復盤情況進行評價。考核方式的多元化，無疑會獲得更加全面、合理、客觀的考核結果。

三、實踐結果及分析

基于以上OBE教育理念的“水聲學原理”課程建設，選取兩屆教育層次相同的同專業學生為研究對象，兩屆學生的年齡、性別、入學成績、其他教學保障條件差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

對照組采用傳統的教學方法，以教師授課為主，采用傳統的教學評價方式，即卷面成績100%進行評價。實驗組采用基于OBE教育理念的課程目標設置，對教學內容進行重構。教學形式上，實驗組采用翻轉課堂的形式，課前將教學目標、教學計劃發送給學生，學生在教師的指導下進行課前自主學習，完成課前任務。學生進行自我學習、交流討論后，帶著問題進入課堂，在課上圍繞未理解的知識點、未解決的習題與教師進行互動溝通或小組分組發言，課后布置作業，對課前未解決的問題進行復盤回顧。成績評價上，實驗組采用的表5所述的成績評價體系進行評價。

由于對照組和實驗組的評價考核方式有所差異，因此僅對比兩組的期末卷面成績，期末試題從同一試卷庫中抽取，難度相當。考試時間均為90分鐘，滿分為100分。成績對比如表5所示。

表5 兩組考試成績對照

由表5可以看出，采用了OBE教學手段的實驗組無論是在平均成績、優良人數，還是及格率方面，都要遠遠優于對照組。這也說明，盡管學生入學時層次、成績相當，但采用OBE理念教學方式，可以明顯提高學生的學習效果。

結語

在新時代背景下，“水聲學原理”作為專業的核心課程，在本專業學生培養過程中起著重要的奠基作用。一方面是對“數學物理方程”“微積分”課程的強化再運用，另一方面又為學生學習后續課程和完成畢業設計打下良好的基礎。OBE教育理念體現的是以學生為本、以學習成果產出為導向的教育理念，通過對OBE教育理念的持續探索和實踐，必會不斷提高專業理論課程的教學質量，走出一條培養高質量專業人才的新路子。