基于OBE理念的PBL教學法多元化考核方法探索

李孟倩 汪金花 韓秀麗

摘 ? ?要：國家一流課程“遙感原理與應用”采用基于OBE（成果導向教育）理念的PBL（問題驅動）教學法，為了更加全面地評價學生的學習效果，課程采用了包括自主學習、理論學習、上機操作、挑戰創新和PBL專題考核在內的五元化考核方案，將過程性考核和終結性考核有機結合起來。經過教學實踐，該考核方法能夠有效評價高頻次互動課堂中的師生、生生互動和學生主動思考的過程，有效維系學生持續、深入學習的動力，實現了考核評價與教學設計之間的相互促進、相互提升。

關鍵詞：OBE理念；多元化；考核評價；PBL教學法

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2023）08-0001-05

一、引言

新工科要求高校培養一批多樣化、創新型卓越工程科技人才，傳統的以教師教授為主、考試為輔的教學模式通常將“試卷考試+平時表現”作為課程評價的標準。其中，平時成績主要包括考勤、作業、課堂表現等方面，占總成績的30%及以上；試卷考試通常包括基礎知識、技能、創新和綜合能力考核4類題型，雖然考題的類型多元，但因試卷考試形式的局限性，考題很難全面反映學生的遷移能力、表達能力、思維拓展能力、情感能力等，而且容易將學生的學習過程固化為為了課程成績而進行的知識灌輸和強行植入。OBE（成果導向教育）理念是工程教育認證中的一個核心方法，最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革中，要求在教學大綱設計、教學方法設計、教學活動、考核評價等環節均以學生的實際產出為目標，鼓勵“五指山型”教學效果，既能突出有能力學生的優勢，又能保證普通學生的基本能力形成。因此，在課程建設中，應加強引發學生主動思考、持續學習、深入研究等教學環節的設計[1-2]。

在“遙感原理與應用”課程建設過程中，課程教學以學生綜合能力提升為重點，將課程劃分為不同模塊，分別采用了基于問題（Problem）的、基于過程（Process）、基于專業水平（Professionalism）的PBL教學方法，將課堂變為以學生為主體、教師為主導的互動課堂。學生在課堂內外通過不同形式的對話、交流、匯報，充分展示出了青春活力和能動力[3]。在PBL教學法下學生課堂參與度大幅提升，傳統的“考試試卷+平時成績”的考核方式無法滿足對學生學習全過程考核的需求，為了更好地評價學生的課程學習效果，“遙感原理與應用”課程教學團隊設計了基于

OBE理念的PBL教學法多元化考核方式，將“以生為本”的理念有效貫穿到教育教學的每個環節，提高了考核的合理性并充分保障了學生多元化、個性化發展的需求[4-5]。

二、基于OBE理念的多元化考核設計

（一）“遙感原理與應用”課程特點

遙感技術作為現代地理學的重要研究手段之一，能迅速有效地提供地表自然過程和現象的宏觀信息，有助于揭示地表自然動態變化規律并預測其發展趨勢，在地學、生物學、環境科學、城市科學，以及某些社會科學領域得到了廣泛應用，在經濟建設和國防建設上發揮了越來越大的作用。“遙感原理與應用”課程是華北理工大學測繪工程專業的核心專業課，課程包括24學時的理論教學、2學時的實驗教學和16學時的上機教學。通過本課程的學習，學生應掌握遙感技術的基本原理、遙感圖像處理的方法及過程，熟悉應用遙感專業處理軟件，理解遙感在測繪、農業、林業、礦產、海洋等領域應用的基本理論；掌握獨立分析、解決遙感工程問題的初步能力；明確知悉嚴謹的科學態度在工作實踐中的重要性；了解遙感技術在國民經濟領域的價值，培養科技強國、愛崗敬業的信念及較強的環境保護意識和法律意識，能夠在未來主動投身社會主義建設。

針對該課程教學內容寬度廣、課時少、理論難，以及90后、00后學生對自媒體時代的超適應能力和較差的自學能力、自控能力等特點，課程采用大班理論授課+分組上機/實驗+線上學習的教學模式[6-7]。課程理論教學部分按照遙感知識點采用基于Problem（問題）的PBL教學法，以核心問題凝練課程，以驅動性問題引導學生進行思考和持續主動學習；分組上機/實驗教學采用基于Process

（過程）的PBL教學設計，結合具體任務案例，從激活舊識、示證新知、嘗試應用、融會貫通4 個方面進行參與互動式教學設計；在課程線上學習中，學生需要結合“學習通”網絡平臺和其他網絡資源對遙感圖像處理進行初步

自主學習、課堂深入學習、課外拓展學習、課堂匯報展示等。同時，在課程教學中，融入基于Professionalism（專業水平）的PBL教學法，將情感和價值教育與課程內容有機融合。PBL教學法充分體現了以學生產出為中心、教師為主導、學生為主體的教育理念，提高了學生學習興趣，激發、維系了學生進行持續、有效、自主學習的動力。為了更有效地給予學生評價，進一步提升學生對課程學習的興趣，激發學生專業學習熱情，授課教師為課程設計了基于OBE理念的PBL教學法多元化考核方式（圖1）[8]。

（二）整體考核方式設計

基于OBE理念的PBL教學法多元化考核方法是以激發學生學習動力和專業志趣為著力點的過程性評價，包含自主學習考核、理論學習考核、上機操作考核、挑戰創新考核和PBL專題考核5個部分（表1）。自主學習考核是對學生線上線下主動學習情況的評價。課程依托學習通平臺，發揮網絡平臺優勢，建設了課程知識點課件、拓展資源庫和試題庫等資源。在教學過程中，授課教師提倡學生主動學習，強化對學生學習資料閱讀量和閱讀能力的考查，有效提升了學生學習的廣度。理論學習考核、上機操作考核是對學生專業基礎知識和動手能力的規范性測試，是傳統模式考核。挑戰創新考核主要考核學生創新能力，通過創新作業設置鼓勵學習興趣濃厚、能力較強的學生主動深入思考，提升了課程的創新性并保證了學生個性化發展需求。PBL專題考核主要考核學生在分組學習過程中的參與度，學習成果（匯報PPT內容/海報/實驗成果）的規范度、豐滿度、深度、廣度及創新性，匯報時的表現能力、對抗性問答環節的問題解決能力，小組學習、組間互動過程中表現出的合作能力、領導能力等。

PBL專題考核方法綜合性強且考核內容為非標準化考核，有助于提升課程學習過程的挑戰度。

1.自主學習考核

自主學習考核以學生學習需求為出發點，以拓展學生對遙感技術的了解為目標。授課教師在華北理工大學超星泛雅學習通平臺建設了知識點課件、電子書、課程思政資源、上機資源、PBL案例資源、試題庫、拓展資料等線上資源，內容從基礎知識、基礎技能學習需求文檔到遙感行業科技發展現狀、遙感衛星技術現狀、遙感圖像處理分析方法再到遙感工程實踐項目、遙感大事件等，涵蓋了

“基礎—技能—拓展—應用—提升”5個層次的資源，培養學生主動學習的能力，強化學生基礎知識和提高閱讀量，提升學生自主學習成就感和課程融入感。為了鼓勵學生主動學習，授課教師對知識點課件等資源設置了任務點，在學生完成任務點后可以開啟對應章節試題的權限，將隨堂、課后試題成績和閱讀量、閱讀時間等作為自主學習考核的主要考核指標，其分配比例約為50%的試題考核成績和50%的閱讀成績。

教學團隊以課程教學目標和遙感技術的廣泛應用為出發點，依據教學單元設置題庫，題庫覆蓋面廣，涵蓋了每個教學單元的基礎知識、基礎理論、知識運用、課外閱讀等內容，為了培養學生愛崗敬業精神、了解更多的遙感前沿領域知識，授課教師在習題中加入了部分測繪名人、遙感大事件的相關問題。

2.理論學習考核

理論學習考核在學期末進行，主要目的是測試學生對遙感技術的發展動態、遙感平臺、遙感物理、遙感圖像處理、遙感圖像分類和表達的基礎知識、基本原理和方

法，以及對遙感專業處理軟件、遙感圖像處理分類及遙感制圖技能的掌握情況。按照學校統一要求，理論學習考核試卷分為A、B卷，題型為選擇題、判斷題、簡答題和案例題4大類，除了考核遙感基礎知識和基礎理論外，還要對遙感知識運用能力、技能、拓展學習能力、創新能力等進行不同程度的考核。另外，案例題設置從實際應用出發，同時將遙感新技術、環境保護等思政元素隱含于題干中，問題設計應包括基礎理論、技能應用、拓展性問題，保證考試考核的基礎性、層次性、創新性。

3.上機操作考核

上機操作考核主要是從學生上機使用遙感處理軟件實操的正確性、熟練度、達成度3個方面檢驗學生對遙感知識應用的能力及操作技能的規范性，考量學生是否能夠自主解決遙感影像處理中的實際應用問題。上機操作考核包括模擬多種實際工程需求情況下進行多源遙感數據預處理中參數設置、處理方法選擇、影像分類方法選擇及影像色彩的顯示效果等多個內容，根據操作和理解的難易度、完成度給定每項成績。上機操作考核時，要求學生在規定時間內使用機房電腦和軟件，采用一人一機，隨機抽題的方式，按照考核要求獨立完成考核內容。

4.挑戰創新考核

大學教育鼓勵“五指山型”教學效果，既能突出有能力學生的優勢，又能保證基礎較弱學生的基本能力形成。挑戰創新考核主要是將課程內容涉及的基礎遙感科學知識、實踐應用科學方法，如輻射概念分析、回歸分析算法實踐、遙感圖像云層處理方法、植被光譜與農業關系等稍具難度但學生可以通過查閱資料獲得結論的問題留給學生自己解決，學生自主選擇是否進行該項工作，并且不限制完成數量，成績可以疊加，最終學生的學習成果以課堂匯報或視頻錄制等方式展示，主要考查學生查閱資料、文檔綜合、口頭匯報等能力，促進學生自主學習能力、遷移能力、創新能力的培養，保證了學生個性化發展的需求。

5.PBL專題考核

PBL專題考核是基于學生學習過程的考核，最終考核成績依據學生的個人表現、實踐成果的豐滿程度、匯報展示情況、參與互動、合作能力等進行綜合評定，包括基于Problem的PBL考核成績和基于Process的PBL考核成績2部分成績，基于Professionalism的PBL考核成績融入到前2個考核之中。PBL專題考核成績分配比例約為30%的基于Problem的PBL考核成績和70%的基于Process的PBL考核成績。

（1）基于Problem的PBL考核。基于Problem的PBL教學設計以知識點為載體，以問題為核心，以“提出問

題—分析問題—解決問題”為主線，采用“教師發布問題學生小組討論/學生回答問題教師引導”的教與學模式，

師生、生生在互動過程中逐漸深入剖析知識，提升學生學習的深度。由于該部分僅要求學生參與互動，沒有具體形式的成果要求，因此，考核的主要指標為學生參與頻數和提出/回答問題的有效性。

（2）基于Process的PBL考核。基于Process的PBL考核要求學生結合具體的任務，通過實驗、文獻檢索等方式完成任務并制作PPT進行匯報展示，因此，該部分考核成績主要包括教師給定成績（包括學生小組對PBL專題理

解的廣度和深度、最終成果的完成程度、匯報展示情況、回答聽眾提問情況、團隊合作情況等）、組內互評成績、組間互評成績3個方面，為了讓學生充分體會合作和分享的快樂，同時防止部分學生在組內工作中不出力、不動腦或試圖濫竽充數，在成果匯報展示、回答提問等環節中，學生小組集體到講臺前，其他學生或教師可以指定組內任何一個學生匯報或回答問題。

（3）基于Professionalism的PBL考核。授課教師在教學過程中考慮了多學科交叉理念需求，設計了多個基于Professionalism的PBL案例，案例涵蓋了遙感技術在農業、環境、土地利用、生態復墾、地質環境、礦產資源等多個方面的應用，同時，將思政元素融入案例中。例如，案例主題設計為“水稻是我國的主要糧食作物，請應用國產高分1號衛星影像，進行曹妃甸區2015—2020年水稻種植面積動態監測”“唐山市某年小麥—玉米輪作區域提取”“海岸線周邊環境變化直接影響近海環境，請以津冀海岸線為例，對海岸線周邊土地利用進行分析”，學生在文獻檢索、方法總結及實驗驗證過程中，自然會產生價值導向的思索，因此，能夠培養學生的團隊合作意識、環保意識，增強對遙感技術科學性的認同感，提升學習遙感知識的興趣及職業榮譽感。這部分考核納入到基于Problem的

PBL考核和基于Process的PBL考核之中，包括團隊合作情況、個人活躍度、團隊對問題的思考中是否有涉及相關內容等。

三、多元化考核教學效果

（一）整體考核達成效果評價

基于OBE理念的PBL教學法多元化考核形式可以概括為過程性考核和總結性考核。針對具體的教學內容和考核內容，學生預期學習成果主要包括以下幾點。

過程性考核包括以下內容。（1）PBL考核。要求學生能夠主動、深入地進行持續學習；主動參與各項活動，積極發表個人想法；將所學知識與實踐應用相聯系，利用已有知識儲備和資料查詢、實驗分析等方法解決某一遙感問題，協同工作。（2）挑戰創新考核。要求學生進行主動深入地學習，利用已有知識儲備和資料查詢、實驗分析等方法解決某一遙感問題。（3）自主學習考核。要求學生了解遙感技術在國民經濟領域的價值，形成科技強國、愛崗敬業的信念，以及較強的環境保護、法律意識；養成主動學習、深入思考、持續投入的良好習慣。總結性考核包括以下內容。（1）上機操作考核。要求學生熟悉遙感專業處理軟件；能夠用某一圖像處理軟件完成遙感圖像處理。（2）理論學習考核。要求學生掌握遙感技術的基本概念和理論基礎、遙感圖像處理的方法及過程，理解遙感在測繪、農業、林業、礦產、海洋等方面應用的基本理論。

（二）實際達成效果分析

為了對學生實際達成效果進行有效分析，促進教學方法持續改進，教學團隊每年對學生考核成績進行分析。其中，2021—2022學年共91名學生的學習情況分析統計情況如下：將期末總體成績按照2分一檔進行分項統計〔圖2（a）〕。學生總體成績成正態分布，85分以上38人，占總人數的41.8%；70～85分50人，占總人數的54.9%；60～70分3人，占總人數的3.3%；無60分以下者。這說明所有學生在基于OBE理念的PBL教學法多元化考核模式下，均獲得了一定的學習成果，而且能力較強、投入充分的學生能夠取得較優成績，考核方式能夠兼顧優秀學生與普通學生的分層考核需求。對比各分項考核實際平均成績和滿分成績可知〔圖2（b）〕，滿分達成度最低為總結性考核中的理論學習考核，達成度為72.0%，最高為過程性考核中的自主學習考核，達成度為98.3%；其他各分項成績的滿分達成度分別為上機操作考核84.0%，挑戰創新考核92.0%，PBL專題考核93.3%。過程性考核的總體達成度明顯高于總結性考核成績，說明教師主導、學生主體的教學設計能夠激發學生的學習興趣，提高學生主動投入比例，學生樂于且能夠通過主動學習、團隊協作獲得較好的成果產出，并且能在一定程度上提高對理論、技術的理解，促進總結性考核成績的提高，同時，側向證明了

PBL教學法下的課堂氛圍活躍、學生學習態度積極，能夠有效提高學生的產出能力。

通過對各分項成績進行數據歸一化處理，選擇總成績較高的5名學生和總成績較低的5名學生進行各分項平均成績綜合比較（圖3）。橫向對比2類學生的各分項考核成績可知，挑戰創新成績和理論學習成績相對于其他分項成績，是成績較低學生的“短板”，說明課程學習投入少可能是成績低的原因之一。同時，相對較高的PBL

專題成績、上機操作成績和自主學習成績保證了成績較低學生的總體成績及格，說明PBL教學法能夠帶動成績較低學生的學習投入，在一定程度上能夠有效提高學生的產出。

PBL專題考核為小組考核，對比不同PBL專題小組的成績發現，PBL專題成績較高的小組中各成員的其他幾項的平均成績要高于PBL專題成績較低的小組，而

PBL專題小組中基礎較弱的學生的PBL專題考核成績達成度能夠達到70%左右甚至更高，客觀上表明學習小組內存在同伴效應，學習態度端正、能力較強的學生能夠對同組學生產生積極的同伴效應，促進了小組成員對于遙感基礎知識、實踐操作能力甚至溝通能力、遷移能力的整體提升。

綜上，基于OBE理念的PBL教學法多元化考核能夠更加全面地評估學生在初步自主學習、課堂深入學習、課外拓展學習、課堂匯報展示、知識和技能掌握等環節的學習效果，學生在學習過程中不僅提高了對知識、技能的遷移能力，也提高了交流溝通能力、團隊協作能力、創新能力和寫作能力。

（三）教學效果反饋及教學思考

在遙感類課程教學過程中，教師團隊通過問卷、訪談、聊天等方式了解學生的學習需求，并依據學生的學習需求適當設計學習內容。為了更加直觀地了解學生對課程授課方式，以及多元化考核方式的滿意度，教師團隊設計了面向學生的調查問卷。以最近一次問卷調查為例，共發放問卷91份，收回有效問卷91份。結果表明：學生普遍認為遙感技術很有用，學習很有趣，但基于OBE理念的PBL教學法多元化的考核方式相較于傳統考核更具挑戰性，需要課外學習才能跟同學競爭；同時，很多學生表示需要投入很多精力進行課外學習，很辛苦但是收獲滿滿。

在課程教學過程中，學生對課程的關注度很高，課堂上學生的表情是靈動的，能夠緊跟演講組與提問同學的思路，表示“我很喜歡這種學習方式，提問時我很緊張，我需要緊跟大家的節奏”“我喜歡這門課，我們國家的高分系列衛星是我們的驕傲”“老師讓我們記筆記，還舉辦了筆記評比，通過記筆記，我不但厘清了課程學習思路，還獲得了獎勵”。

四、結束語

基于OBE理念的PBL教學法多元化考核方式打破了“以試卷成績論英雄”的考核方式，通過提高過程性考核的比例，提高了學生的學習投入和課堂參與度，極大地調動了學生的學習熱情，打破了教師講授為主的課堂的沉默狀態，增加了教師與學生、學生與學生、教師與教師之間的交流，改變了學生考前集中突擊學習的現狀，促進了對學生自主學習能力、解決實際問題能力、溝通能力、創新能力的培養。但基于OBE理念的PBL教學法多元化考核方式需要讓學生提前充分了解學習目標是什么、最終學習成果是什么。同時，需要教師引導使學生通過持

續、深入的學習獲得學習成果，這對授課教師也提出了嚴苛的要求，教師需要時刻掌握學生學習動態，將學生學習過程、實際知識掌握及創新能力的學習成效反饋到教學設計中，優化教學活動，動態調整教學的方法，保證學生學習效果，促進學生自主學習能力和高階思維的養成。

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編輯∕李夢迪