OBE理念下工科研究生PBL教學改革研究

李錦明 張萍萍

［摘 要］ 工科研究生教學顯著的特點是，理論和實踐相結合，注重專業理論知識基礎上的實踐操作能力的培養。受新冠疫情影響，研究生學習環境和條件發生了變化，為保證疫情下工科研究生的學習質量，基于需求導向教育（Outcome-based Education，OBE）理念適時調整了教學計劃，以問題學習法（Problem-based Learning， PBL）開展教學活動。實踐表明，該教學方法在提高學生自主學習能力和學習質量等方面成效顯著，是工科研究生教學模式的有益探索。

［關鍵詞］ 需求導向教育；問題學習法；工科研究生

［基金項目］ 2019年度北京自動化控制設備研究所“激光陀螺儀測試臺抖板改造”（1910600044YZ）

［作者簡介］ 李錦明（1971—），男，重慶人，博士，中北大學儀器與電子學院副教授，碩士生導師，主要從事測試計量技術及儀器研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）16-0154-04［收稿日期］ 2022-05-18

一、背景介紹

工科研究生的專業教學注重理論和實踐相結合，特別是學生解決實際問題能力的培養。對某一專業工科研究生而言，由于本科階段各院校專業教學內容和教學深度有差異，在研究生學習期間，其知識儲備、學習能力和效果參差不齊。特別是在新興學科不斷涌現和相互滲透、學科知識交叉和融合的背景下，工科研究生的課業深度和廣度也在不斷增強，這對其學習知識、應用知識解決實際問題的能力提出了更高的要求。學生普遍感覺課業難度增大，工程實踐中遇到很多難以獨立解決的問題，需要與同學及時討論或得到教師的及時指導。

受疫情因素影響期間，全國高校許多學生無法正常返校，其學習方式趨向單一化，即通過教師線上講解進行專業理論課學習，缺少實驗室項目實踐的機會，這對注重理論與實踐相結合的工科研究生影響尤甚。學習環境和學習方式的改變給學生造成的影響有目共睹。如學生居家一個人學習，學習氛圍不濃，學習過程中受到各種干擾因素的影響，容易出現注意力不集中、思考不深入、時間和思維碎片化等現象。居家學習缺少有效監督機制，大多數學生生活不規律，無法按照明確的時間表安排學習和生活，自主學習積極性大打折扣，而且缺少了在校期間和同伴隨時隨地面對面的交流和探討，許多問題不能及時得到解決，成為后續學習的障礙。此外，疫情因素造成許多學生運動量減少，產生了消極心理，學習專注力下降。這些不利的因素對教師的教學提出了新的挑戰。為此，筆者結合多年的教學實踐經驗，充分利用多媒體技術手段，基于需求導向教育（Outcome-based Education， OBE）的理念，探討了突發公共衛生事件下工科研究生PBL教學改革，以期激發學生自主學習積極性，提高學習質量和效率。

二、OBE理念與研究生教學的契合性

需求導向教育（Outcome-based Education， OBE）是由美國學者Spady在1981年提出的一種“基于結果”的教育理念，至今已在世界范圍內得到廣泛實踐和認可［1］。它組織并實施包括課程、教學和評估在內的整體性的教育改革，以學生為中心、以結果為導向，制訂相應的課程、方法和學習計劃用于提高學生的專業技能和綜合素質，以達到預期的學習目標。

OBE教學理念提倡建立有效的教學監督和可持續發展機制，要以改進教學方法推動教育教學，完成教學計劃，培養“學訓結合、德才兼備的高素質應用型人才”，既重視“才”的訓練，也要注重“德”的培育。使學生既具備系統的專業知識，又有突出的實踐能力、良好的人文底蘊、積極的創造思維；既具有主動的合作精神，又具有高尚的家國情懷。堅持OBE人才培養理念，既可加強專業知識學習，又可強化職業技能培養。

以學生為本是我國高校學生教育管理工作的價值取向［2］。導師作為研究生教育教學工作的引領者和實踐者，在指導和教學過程中發揮著重要的作用。導師應始終圍繞行業需求和培養學生綜合能力這一中心，開展學習指導、創新指導、項目實踐等活動，提供高效的教學規劃和管理計劃，以滿足學生成長、成才的需要。導師在教育教學工作中尤其要尊重學生的主體地位，重點培養學生的自主學習能力，關注學生的全面發展、協調發展和可持續發展。

OBE教育理念與我國研究生教育的價值取向高度契合，兩者都把學生置于教育的中心位置，以服務學生成長、成才為目的而開展教育教學工作。

三、OBE理念下的研究生教學改進策略

OBE理念不但可以應用在研究生培養目標體系的制定和評價上，還可以用于指導整個培養過程的建構和優化。其指導思想是，以學生在該專業領域應具備什么樣的能力為基礎而建構成果藍圖，聚焦重要的高峰成果，自上而下進行設計，明確學生的學習成果，構建課程體系，優化教學策略和方法，期待所有學生抓住成功學習的機遇，最終獲得成功，并采用合理的教學評價體系，根據反饋對設計中的不足及時進行改進和完善。

筆者結合多年工科研究生教學工作的實踐與疫情防控背景下教學工作的特點，以OBE理念為指導，在明確工科研究生教學目的的基礎上，對教學內容和教學整體過程重新思考，制訂出了符合當前實際的工科研究生教學規劃，如圖1所示。

基于OBE理念的預期目標培養理念，在線教學具有可重復性的優點［3］，學生在學習過程中如果遇到疑難問題，可以回看教學視頻，提高自主學習能力，逐步深入，鞏固學習，達到對課程內容的重難點進行透徹理解的目的。以基于OBE理念的工科研究生教學規劃作為基礎，把傳統的教師主導轉變為以學生為中心，實現理論實踐教學一體化，不以期末卷面成績為單一評價標準，從多維化的學習過程中形成評價體系，形成完善的信息反饋制度，便于對課程體系以及教學內容進行實時改進。

OBE理念指導的在線教學最大的特點是，以明確的教學目的為核心開展教學過程，并作為后期教學評估的標準以評判教學質量。豐富知識技能、明確過程方法和正確的價值觀被稱為教學目的的立體性體現。如圖1所示，首先，為豐富學生的知識技能，導師需要梳理教學和實踐內容，根據難易程度找出學習或項目中的重點和難點，制訂出明確的學習任務，由淺入深，指導學生完成任務。同時導師應該盡量放手，鍛煉學生自主學習和獨立思考的能力，對于學生遇到的難點問題，導師先進行啟發式答疑，并在下次設置練習和項目時著重講解這方面的內容，以此來形成正向反饋。其次，需要以明確的過程方法指導學生，采用適宜的教學方法，精心設計教學過程，制訂出具體教學任務和要求。教學過程中盡可能利用多樣的教學形式，如教學指導視頻、項目技術文檔、測試評估內容和小組討論任務等，通過直播課程的方式實時檢查學生的學習進度和學習成果，加強與學生的交流互動。最后，在疫情防控期間，特別要注重對學生正確價值觀的引導，以立德樹人為導向，使學生在科研學術能力、思想覺悟和道德取向等方面得到全面發展［4］。

四、基于PBL教學法開展教學實踐

PBL（Problem-based Learning）問題教學法［5］是以問題為導向、以學生為中心的教學方法，其核心是貫徹培養學生學習能力的教學觀念，改變傳統教條式的教學方法，提高學生自主學習能力和學習動力，讓學生主動探索求知，而不是一味地被動接受。PBL問題教學法可以提高學生在教學活動中的積極性和創造性，提高學生主動思考和解決問題的能力，增強學生探索問題的興趣，是旨在培養學生創新能力的探究式教學法。

目前，在線教學還存在許多亟待解決的問題，其中最大的困難是導師無法實時掌握學生學習的真實狀況，對學生學習質量、效率以及對知識的理解程度無法做出有效判斷。為解決此問題，基于PBL學習法，對教學方法進行了改進［6］，提前設計出理論學習和項目實踐中的重點、難點問題，從問題出發，培養學生自主學習和解決問題的能力，然后通過教學引導學生形成正確的學習思路，根據問題反饋實時跟進學生的學習情況。基于PBL的教學實踐過程包括如下環節。

（一）明確學習目標，為學生指明方向

教師為學生明確指出通過學習課程應獲得的專業知識和能力，并結合時代趨勢、行業發展前景、學生自身意愿、學校人才培養方案、課程安排等情況，制定出符合學生發展的學習目標，根據教學內容的重點或者難點進行模塊劃分，定時在線上公布現階段的學習目標和學習任務，這樣不僅可以有效地促進學生的學習，而且有助于教師對學生學習情況進行監督、檢查。

（二）引導學生自主學習，激發學習積極性

對于學習目標中劃分的重點和難點問題，提前將問題和練習測試題發給學生，學生可以根據設計的問題提前查找相關資料，這樣，在導師課程直播中對問題講解時，學生已對相關知識有一定了解，聽課效果會更好，進一步激發了學生的學習主觀能動性［7］。導師通過直播課程的出勤率、課上回答問題的積極性、在線測試的成績和小組討論的匯報成果等，可以準確掌握學生的學習進度和學習難點，針對反饋進行重點、難點的講解以提高學生自主學習和交流討論的熱情，有效敦促學生對課程的整體掌握。

（三）團隊協作學習

線上協作討論是開展線上學習的一個重點。導師根據需要將2～3名學生劃分為一個小組進行協作學習，根據教學進度設置項目任務和問題討論任務，讓小組成員都參與其中。導師通過騰訊會議軟件定期開展線上討論會議，利用屏幕分享和在線文檔展示的方式，聽取每個小組的協作學習情況和團隊項目實踐情況，實時進行講解、點評和評價，一些優秀的項目案例還可以直播錄屏后上傳至相關學習平臺以供學生回看和復習。

（四）情景化學習

對于需要做相關實驗的課程，情景化教學可以極大程度上幫助學生加深對知識的理解和掌握。工科是實踐性較強的學科，在疫情導致學生無法做實驗的情況下，導師在教學方法上應有所改進，充分利用情景化教學模式，以增加學生的感性認識。

例如，根據項目開發需求，導師提前將項目素材發給學生，以錄制視頻或直播講解的方式進行項目分析和相關工具的介紹，將項目開發過程中的需求分析、過程設計、項目實現和系統測試等結合課程內容介紹給學生，或把已完成的項目開發模板和文檔資源等發布給學生，利用線上直播或者錄制視頻的方式進行講解，讓他們對項目的開發過程有一定的了解。

（五）學習匯報制度

實施每周學習匯報制度，擺脫枯燥單一的匯報方式，采取翻轉課堂的形式，在每周固定時間通過騰訊會議軟件共享屏幕的方式，讓每名學生梳理本周學習進度和具體工作，講解學習內容，演示相關操作，匯報在學習和項目實踐中遇到的問題。教師根據匯報內容，解答學生的疑問，并及時調整后續的學習任務。

結語

采用OBE教學理念結合PBL教學方法針對工科研究生專業特點進行的教學設計，具有明確的教學內容和合理的教學方法，增強了學生的自主學習能力和團隊學習過程中的主觀能動性。教學過程中，結合多種軟件工具，創建線上教學新模式，加強師生之間的溝通和互動。實踐表明，該教學方法在提高學生自主學習能力和提高學習質量等方面有顯著的成效，是突發公共衛生事件下工科研究生教學模式的有益探索。

參考文獻

［1］蘇占華，趙志鳳.基于OBE理念的項目教學模式優化研究［J］.黑龍江科學，2022，13（5）：116-118.

［2］劉海昭，郝梓旭.突發疫情背景下研究生社會主義核心價值觀培育路徑構建研究［J］.財富時代，2020（11）：66-67.

［3］孫懿宏，馬茂祥.疫情中研究生自主學習的深度訪談研究［J］.佳木斯職業學院學報，2021，37（2）：121-122.

［4］王瑩瑩，何蘋，郭相科，等.疫情時期基于OBE理念的混合式教學探索［J］.牡丹江教育學院學報，2020（7）：103-107.

［5］王敬，楊玉杰，丁麗霞.新課程改革背景下以學生為中心的PBL教學法實踐研究：以河北省H高校實驗班為例［J］.科教文匯，2022（18）：73-78.

［6］竇新宇.基于OBE和PBL理念的“電氣控制與PLC技術”教學研究［J］.工業技術與職業教育，2022，20（4）：45-48.

［7］朱劍鋒，陶燕麗，楊建輝，等.基于PBL教學法的《工程地質》課程教學設計［J］.創新創業理論研究與實踐，2022，5（8）：159-161.

Abstract： The outstanding characteristics of engineering postgraduates teaching are the combination of theory and practice， especially focusing on the cultivation of practical operation ability based on professional theoretical knowledge. Under the influence of epidemic situation， the learning environment and conditions of postgraduates have changed. In order to ensure the learning quality of engineering postgraduates under the epidemic， the teaching plan based on the concept of outcome-based education（OBE） is timely adjusted， and the teaching practice with problem-based learning （PBL） is carried out. The fact shows that this teaching method has achieved remarkable results in improving the autonomous learning ability of the students， which is a useful exploration of the teaching mode of engineering postgraduates.

Key words： Outcome-Based Education（OBE）; Problem-Based Learning（PBL）; engineering postgraduates