基于雙導向的深度OBE教學模式研究與設計

鄭曉東,朱 薇

(廈門理工學院 軟件工程學院,福建 廈門 361024)

0 引言

專業認證是高等教育質量保障體系的重要組成部分。將OBE教育理念引入工程課程的教學與實施,有力地推動了我國工程教育專業教學改革,逐步實現3個轉變,即從課程導向向產出導向轉變、從以教師為中心向以學生為中心轉變、從質量監控向持續改進轉變[1]。OBE理念的基本內涵是清晰地聚焦和組織教育系統,使之圍繞確保學生收獲在未來生活中取得實質性成功的經驗[2]。持續深化工程教育改革,貫徹落實“學生中心、產出導向、持續改進”的理念,實現這3個理念轉變是以學生為中心、目標成果為導向、構思設計實現運作(CDIO)、三化協同課程體系化建設的一項系統工程,這不僅僅需要統籌規劃、頂層設計,更需要學生、教師和課程設計等微觀層面的執行過程。

1 OBE理念下的教學反思

OBE教育理念反映了從需求開始,由需求決定課程的所有目標。目標成果導向教育是“反向設計、正向實施”的過程,需求既是起點又是終點[3]。OBE教育理念強調的是人人都能成功、個性化評定、強調精熟、強調績效責任、強調能力本位,但在實現這些教育內涵時存在著諸多爭議。

1.1 OBE內涵強調人人都能成功

學習成果亙古不變是衡量學生學習成功與否的唯一指標。那么學習成果作為課程設計依據與評量指標,它必須是可以量化為成果達成與否的標準。課程知識點可以量化,技能掌握情況可以分等級,但許多學習成果實際是很難被量化,比如學生的表現、態度、進步程度、人際交流、批判性思維等方面,這些成果難以科學、統一的標準量化。

1.2 OBE內涵中的個性化評定

個性化評定旨在根據個體差異,制定個性化的評定等級,并適時進行評定,從而準確掌握學生的學習狀態,對教學進行及時修正。這不僅需要對學生達成預計學習成果進行評定,還要對學習者在每課時達成的效果進行評價。在以往的教學過程中最常用的方法是細粒度測評,通過課堂互動答題、細化單元測試、章節測試等方法來實現。但在實際操作可行性方面,由于OBE對教師的教學準備工作提出了過高的要求,導致在推廣中遇到重重阻力,甚至出現倒退現象[4]。

1.3 OBE內涵強調精熟

精熟強調的是根據個體情況設計讓每位學生都能精熟學習內容,而不區別學生的高低,即希望學生能夠盡自己的全力,不斷提升自己的學習目標,達到自己學習能力的目標,人人皆可成功。然而影響一個人成功的因素有很多,這些因素包括自信心、意志、興趣、挫折等,過于預設的成功將會降低學生彼此間潛在的良性競爭與學習動機。雖然這種方法可以讓學生的積極性與創造性得到重視,但過于預設的階段性學習成果,不利于學生潛力的挖掘與思維能力的培養,影響了學生綜合素質的發展。美國公民教育理論家詹姆斯·麥凱南(James Mckernan)指出,預設學習成果是種反智的行為,學習應是沒有終點,而學生探索相對于利用知識的過程更不應該被限制與忽視[5]。

1.4 較難實現情感臨場感

OBE關注的是學什么、為何學、怎樣學的目標成果導向教育,在OBE理念下能夠有效地實現探究社區模型(Community of Inquiry)的3個關鍵要素:認知臨場感(Cognitive Presence)、社會臨場感(Social Presence)、教學臨場感(Teaching Presence)[6]。認知臨場感描述了學習者通過持續反思與討論,獲得意義建構與理解的過程[7];社會臨場感指學習者在充滿信任的在線環境中,社交和情感方面表現“真實自我”(即呈現完整個性)和發展人際關系的能力[8];教學臨場感是指為幫助學習者實現富有個人意義和教育價值的學習結果,對學習者的認知過程與社會過程進行的設計、促進和指導[9],具體包括設計與管理、促進對話與直接指導。但對于Cleveland-Innes等[10]提出的第4個要素:情感臨場感,即教育三維目標中的“情感態度與價值觀”卻較難實現,這是現代教育教學中難以忽視的一塊短板。情感臨場感很難像傳授知識一樣,通過講解的辦法,把情感、態度與價值觀“教”給學生,它需要貫穿教育教學全過程,構筑多元主體共同參與的“情感態度與價值觀”協同育人新格局。

2 基于雙導向的深度OBE教學模式設計

通過前文對OBE教育理念在學習成果、個性化評定、情感臨場感等方面的分析,可以看出OBE實際執行過程中存在的問題與困難,本課題以軟件工程專業多門課程實施為例,結合人才培養定位及課程特征,確立了問題導向與目標導向,并把思政教育有機融合貫穿于整個教學過程,主要研究目標有3個:(1)差異化個性評定目標,在OBE實施愿景和框架支配下根據每個學生的個體差異,制定個性化的評定等級,并適時進行評定,從而準確掌握學生的學習狀態,對教學進行及時修正;(2)成功維度目標,該目標強調人人都能成功,所有學生都能在學習過程上獲得成就感,有成就感的學習會促進更成功的學習。這種成功不一定同時或相同方法,需要制定不同維度的成功標準;(3)主觀能動性目標,明確教學成果、明晰教學策略、設定自適應參照評價體系。主觀能動性是實現“知識與技能”的核心,該目標使學習動機強度保持在較高的水平上,不僅能夠激發學習主動性、增強學習自信感,還能夠培養學生“執著專注、作風嚴謹、精益求精、敬業守信、推陳出新”的大國工匠精神。

2.1 基于雙導向的深度OBE教學模式總體框架

在雙導向的深度OBE教學模式設計中,將教學模式分為問題導向維度、目標導向維度、混合式教學3個維度開展。問題導向的關鍵是問題的提出,把問題導向劃分為3個階段:第一個階段學科領域認知、理論概念與基本內容的基本問題;第二個階段是重點、難點的討論性問題;第三個階段是發現、探索、應用問題。這些問題既要激發學習興趣,培養學生養成正確認識問題、分析問題和解決問題的能力,同時將課程思政教育全面植入問題導向維度,依托專業元素擴展形成思政資源,學科問題與思政元素相互滲透。

目標導向理論認為,要達到任何一個目標必須經過目標行為。在設計目標導向行為與目標之間的關系時,首先明確動機、目標行為,目標導向不是直接去完成目標,而是引導行為去完成目標。因此,目標導向的行為越容易實現,學生的主動性、自信感就越強,更容易接近目標。反之,會弱化對目標實現的渴求強度,容易產生消極作用。將目標導向分為專業目標、課程基礎目標、課外及課堂目標,將合理的目標導向貫穿于“知識與技能”實現的過程,使學習動機強度維持在較高的水平上,使人保持一種積極的狀態。

混合教學維度提出一種系統性、體系化、以學生為中心、教師為主導的正向實施、反向求導閉環框架。系統框架將教學過程分為課前、課中、課后3個閉環,課前由理論知識、線上自學資源、有效學習、目標分析、問題反饋構成,課中由塑造品格、思維訓練、能力培養與知識傳授,課后由細化考核、溝通與討論、實現目標、拓展等構成。

2.2 基于雙導向的深度OBE教學模式設計邏輯

OBE理念下課程實施為一項“人工神經網絡”系統工程,把教學活動中的課前、課中、課后3個階段設計成為神經網絡中的3個層,目標導向為權重(Weight),問題導向為偏置量(Bias),如圖1所示,在系統工程初期,教學設計者根據培養與歷年經驗初置偏置量與權重,進入教學活動的3個層時,遵循以學生為本、目標導向、持續改進原則,根據目標導向與問題導向進行教學設計,并在每一輪教學活動后,根據學習者個體執行效果與預期目標進行匹配,最后通過反饋機制迭代更新這些權重,實現最佳的目標導向。

圖1 “人工神經網絡”系統工程

2.3 基于雙導向的深度OBE教學模式詳細設計

在總體框架以及設計邏輯指導下,以歷年混合式教學經驗為基礎,融合神經網絡的反向求導思維,將問題導向與目標導向有效地作用在反向設計、正向實施的教學過程中,實現價值塑造、思維訓練、知識傳授和能力培養四者融為一體的OBE理念下教學平臺,如圖2所示。

圖2 雙導向OBE教學平臺

初始化迭代數據庫是以歷年教學經驗與教學資源為基礎,該數據庫主要包括:教學大綱、各個章節課程設計、課程思政、學習資源、目標導向、問題導向、細粒度題庫、激勵拓展、問卷調查。

課前學生通過OBE教學平臺的線上學習模塊進行課前自學;練習模塊中可以通過練習與機器人有效地幫助學生取得較好的學習成果;檢測模塊是對學生預習情況的精準掌控;問卷調查模塊與目標導向模塊能夠讓學生知道要取得什么樣的學習成果,并將問題進行有效的反饋。

課中教師根據雙導向、課程思政、課程設計與疑點教案自動生成模塊進行組織教學,教學過程包括問題導入、分組討論、難道精講等。課堂互動與問卷模塊可以有效地體現學生是否已經取得了這些學習成果。

課后差異化檢測模塊根據個體情況設計讓每位學生都能精熟考核內容,細粒度考核模塊中學生能夠盡自己的全力,不斷提升自己的學習目標。考核難度采用先易后難方式,學生可以在完成考核任務后重新進行考核,重新考核的難度將提升。這種逐級提升機制方法可以增強學生的主動性、自信感,使學生更容易接近目標。

2.4 教學效果分析與探討

個性化評定提高學生的學習能力,在學習過程中,學生利用雙導向OBE教學平臺學習、幫助、交流互動、評價等模塊,不僅緩解了教師的工作壓力,而且強化了學生對學習目標實現的渴求強度,有效地解決個體化差異問題并拓展多樣化觀點。

學生情感、態度與價值觀的提高,基于雙導向的深度OBE教學模式讓同學們融入課程思政、問卷、激勵拓展、題庫維護、互幫互助等課程建設,真正地實現情感臨場感。

學生綜合素質自我升華,雙導向OBE教學平臺有效地解決了預設學習成果所造成的潛力挖掘、思維能力培養等綜合素質的發展問題。平臺在不影響學習者良性競爭與學習動機的前提下實現細粒度考核。細粒度考核采用階梯式閉環模式,通過實現小目標,產生實現下一個目標的動力,在不斷努力中實現成功,在不斷努力過程中自我升華。

3 結語

本文針對OBE理念下軟件工程專業在課程運行過程存在的問題與爭議,提出一種基于雙導向的深度OBE教學模式,該教學模式采取多方合作、分組開展研究的方法,按照反向設計、正向實施的原則,融合神經網絡反向求導不斷優化的方法,在課前、課中、課后各個過程中,根據個體學習成果、評教情況、反饋情況改進原有的課程設計與課程教學。在工程教育專業認證背景下,基于雙導向的深度OBE教學模式的研究與設計,能夠有效地解決在執行OBE教育內涵時存在的爭議與困難,在教學改革中具有實現意義與推廣價值。