新工科建設(shè)背景下線上線下混合式教學(xué)提升產(chǎn)出導(dǎo)向課程目標(biāo)達成度的優(yōu)勢及教學(xué)設(shè)計案例
——以“果蔬貯藏加工學(xué)”為例

楊 楊，蘇 琳，韓育梅，張美莉

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

0 引言

工程技術(shù)人才是制造業(yè)發(fā)展的決定性因素，因此服務(wù)于國家戰(zhàn)略的新工科建設(shè)已成為當(dāng)下我國高等工科教育改革的首要任務(wù)。新工科建設(shè)要求高等學(xué)校，特別是地方高校，要起到為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供人才支撐的作用[1]。如何切實培養(yǎng)適應(yīng)工業(yè)界需求和發(fā)展趨勢，并且能夠解決制造業(yè)各領(lǐng)域?qū)嶋H問題的專業(yè)技術(shù)人是工科專業(yè)高等教育必須解決的重大課題。

在此背景下，開展工程教育專業(yè)認(rèn)證成為實現(xiàn)新工科建設(shè)目標(biāo)的重要切入點。“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進”是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念[2]，其中的“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”強調(diào)“一切教育活動、教育過程和課程設(shè)計都圍繞實現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果開展，并聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力及以什么樣的模式進行教育”的成果導(dǎo)向教育（Outcome-based education，OBE）[3]。所謂“產(chǎn)出”聚焦的對象不再是學(xué)生在大學(xué)期間各科考試的成績，而是運用相關(guān)知識解決復(fù)雜工程問題的能力，這是當(dāng)下和未來工業(yè)界對工程技術(shù)人才的需求。形成并有效貫徹產(chǎn)出導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式是達成工程認(rèn)證要求，實現(xiàn)新工科建設(shè)的必由之路，產(chǎn)出導(dǎo)向的課程教學(xué)則是構(gòu)建并實現(xiàn)產(chǎn)出導(dǎo)向人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)，但這為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。

1 產(chǎn)出導(dǎo)向?qū)鹘y(tǒng)課堂教學(xué)的挑戰(zhàn)

產(chǎn)出導(dǎo)向的課程教學(xué)體現(xiàn)為產(chǎn)出導(dǎo)向的課程目標(biāo)和教學(xué)過程，最終以針對檢驗課程目標(biāo)達成度的課程考核來評價課程目標(biāo)的達成情況，并作為課程質(zhì)量評價和持續(xù)改進的主要依據(jù)[4]。課程目標(biāo)的“產(chǎn)出”指學(xué)生通過學(xué)習(xí)一門課程后所具備的能力，為了便于考核與評價，產(chǎn)出導(dǎo)向的課程教學(xué)目標(biāo)通常被描述為“通過某一學(xué)習(xí)活動，學(xué)生能夠完成（某一具體的工作）”，相對于傳統(tǒng)上習(xí)慣使用的“了解”“理解”“掌握”等相對籠統(tǒng)而模糊的闡述方式，產(chǎn)出導(dǎo)向的課程教學(xué)不僅在于目標(biāo)的描述更加具體而清晰，更在于課程考核的重點將不再是學(xué)生對知識的記憶，而是對知識的運用。依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類法，產(chǎn)出導(dǎo)向的課程目標(biāo)在認(rèn)知目標(biāo)層次中屬于應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造等中高階目標(biāo)，但通常情況下傳統(tǒng)課堂教學(xué)較難達成此類目標(biāo)。

以“果蔬貯藏加工學(xué)”為例，果蔬的貯藏加工產(chǎn)業(yè)在食品工業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位，對具備相應(yīng)專業(yè)素質(zhì)的人才的需求量巨大；同時“果蔬貯藏加工學(xué)”也是多數(shù)食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中的核心課程，該課程所涉及的工藝類型覆蓋面廣、原理運用多樣化，所講授內(nèi)容屬于工程教育認(rèn)證所定義的典型的“復(fù)雜工程問題”，在食品工藝學(xué)課群中具有一定的代表性，學(xué)好該課程對于學(xué)生掌握食品貯藏加工相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力具有重要的意義。根據(jù)課程所提供的知識結(jié)構(gòu)和果蔬貯藏加工產(chǎn)業(yè)在食品工業(yè)中的重要性，最高階課程目標(biāo)是“基于果蔬貯藏和加工的基本原理和技術(shù)，針對特定需求設(shè)計果蔬貯藏和加工的具體方案（或思路）。”對標(biāo)2020 版《工程教育認(rèn)證認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南》，課程可以作為畢業(yè)要求“問題分析”“開發(fā)/設(shè)計解決方案”“工程與社會”的支撐課程[5]，從認(rèn)知目標(biāo)的層次來看，課程目標(biāo)最終可指向設(shè)計這一類“創(chuàng)造”等級的高階要求，同時培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。然而在目前的課程教學(xué)框架之下，這一目標(biāo)是很難達成的。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通常能夠做到讓學(xué)生了解果蔬貯藏加工的基本原理和技術(shù)，并對其適用范圍和局限性加以分析，在認(rèn)知目標(biāo)六層次中屬于分析，不論是高階性、創(chuàng)新性還是挑戰(zhàn)度，傳統(tǒng)的“果蔬貯藏加工學(xué)”課程教學(xué)均有所欠缺。

從課程內(nèi)容上來看，現(xiàn)行“果蔬貯藏加工學(xué)”基本囊括解決生產(chǎn)問題所涉及的所有基礎(chǔ)知識內(nèi)容，知識體系構(gòu)架是完備并且合理的，但從教學(xué)過程來看，過分注重知識傳授而欠缺培養(yǎng)分析解決綜合問題能力的環(huán)節(jié)，課程目標(biāo)表述不準(zhǔn)確導(dǎo)致定位不清晰，進而難以開展反向設(shè)計，缺少有針對性地持續(xù)改進的參考依據(jù)和改進方法，工科教學(xué)理科化，缺少分析解決問題的針對性訓(xùn)練，是導(dǎo)致課程“兩性一度”不足的主要原因。

基于上述原因，綜合過往教學(xué)效果來看，課程并未達到使學(xué)生獲得現(xiàn)代食品工業(yè)所要求的能力的目的，并且學(xué)生對知識掌握的程度也僅僅停留在相對低階的記憶層面，綜合分析、評價、設(shè)計等高階能力不足，缺少創(chuàng)新意識。同時，由于學(xué)習(xí)過程缺乏成就感，導(dǎo)致學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識和興趣非常淡薄。

2 混合式教學(xué)的特點及其與高階目標(biāo)達成的關(guān)系

混合式教學(xué)是將學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來的一種混合式教學(xué)形式，其中學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)的時間不低于20%，不高于50%。線上、線下的有機深度融合是這一教學(xué)形式的主要特點。有效的混合式教學(xué)首先是基于產(chǎn)出導(dǎo)向的反向設(shè)計，即通過對課程目標(biāo)所應(yīng)達到的程度來決定學(xué)生學(xué)什么（學(xué)習(xí)內(nèi)容）、學(xué)到什么程度（每章節(jié)和知識點的教學(xué)目標(biāo)） 及怎么學(xué)（教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)計）。因此，學(xué)生的線上自主學(xué)習(xí)是整個教學(xué)環(huán)節(jié)不可或缺的部分，而并非傳統(tǒng)認(rèn)識中的課前預(yù)習(xí)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意愿對于教學(xué)目標(biāo)的達成有著重要的影響。由于混合式教學(xué)重構(gòu)了傳統(tǒng)的課堂，拓展了教學(xué)的時間和空間，使得教學(xué)的效率得以提高，同時明確的、產(chǎn)出導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)對于達成目標(biāo)的教學(xué)手段和評價方式的多樣性提供了依據(jù)，也提出了要求，教學(xué)活動的設(shè)計及有效實施在混合式教學(xué)中的作用尤為凸顯[6-7]。由此可以看出，混合式課程教學(xué)模式從教學(xué)理念和實施過程上都與工程教育認(rèn)證所強調(diào)的OBE 理念相契合，是一種較為合理的解決“果蔬貯藏加工學(xué)”課程教學(xué)所面臨問題的教學(xué)模式。

3 “果蔬貯藏加工學(xué)”的混合式教學(xué)設(shè)計

3.1 課程目標(biāo)及對于畢業(yè)要求的支撐

產(chǎn)出導(dǎo)向的課程目標(biāo)需要明確學(xué)生在一個完整的教學(xué)周期完成后能夠達成的成就，或能完成的任務(wù)，在工程教育認(rèn)證工作中，要求課程目標(biāo)對于畢業(yè)要求的達成形成有力的支撐[8]。對于工科專業(yè)而言，任務(wù)目標(biāo)的設(shè)置往往是解決某類型的復(fù)雜工程問題，包括該課程的產(chǎn)出導(dǎo)向課程目標(biāo)和可以支撐的畢業(yè)要求。

基于產(chǎn)出導(dǎo)向的“果蔬貯藏加工學(xué)”課程目標(biāo)見表1。

表1 基于產(chǎn)出導(dǎo)向的“果蔬貯藏加工學(xué)”課程目標(biāo)

3.2 教學(xué)基本要求與教學(xué)設(shè)計

為課程各個教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置教學(xué)目標(biāo)是保證課程目標(biāo)達成的途徑，教學(xué)目標(biāo)相對于課程目標(biāo)而言更為具體、精確，因此產(chǎn)出導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)的表述同樣不使用理解、了解、掌握等抽象動詞，而需要明確表述出教學(xué)的對象，經(jīng)過怎樣的教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練之后能夠達成的行為，并且給出評價該行為的具體方式，既“ABCD 法”。教學(xué)目標(biāo)一般分為知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和情感目標(biāo)，對于工科專業(yè)的學(xué)生而言，技能目標(biāo)一般屬于相對高階的目標(biāo)，是課程教學(xué)的首要任務(wù)。但這不意味著工科教育不需要注重情感目標(biāo)。依據(jù)我國工程教育專業(yè)認(rèn)證通用指南對畢業(yè)要求的基本規(guī)定，“工程與社會”“職業(yè)規(guī)范”等工程素養(yǎng)類的畢業(yè)要求的達成，是需要通過支撐課程設(shè)置一定的情感目標(biāo)才能夠得以實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，還需要進一步明確每個教學(xué)目標(biāo)之下學(xué)生應(yīng)該完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容，既對每個教學(xué)目標(biāo)下相應(yīng)的知識和技能知識學(xué)習(xí)和技能培養(yǎng)做進一步的分析。以“果蔬貯藏加工學(xué)”中“采后生理”章的“呼吸作用”小節(jié)為例，說明課程目標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容三者的關(guān)系。

基于產(chǎn)出導(dǎo)向的“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置見表2。

表2 基于產(chǎn)出導(dǎo)向的”果蔬采后生理“章”呼吸作用“小節(jié)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置

課程教學(xué)活動是幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，達成教學(xué)目標(biāo)的組織手段，分為課前、課中和課后3 個階段。課前階段是線上學(xué)習(xí)的主要階段，該階段對學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力提出了一定的要求，新媒體等教學(xué)工具的存在使得該階段成為提高教學(xué)效率的主要環(huán)節(jié)。課中階段不再簡單重復(fù)課前階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容，而是基于課前階段的學(xué)習(xí)成果，組織學(xué)生培養(yǎng)運用知識解決問題的能力，教師的作用從演講者變?yōu)樗伎己徒涣鞯慕M織者，學(xué)生的角色則由聽眾變?yōu)榻涣鞯闹黧w，該階段是混合式教學(xué)實現(xiàn)課程目標(biāo)“高階性”的必須環(huán)節(jié)。課后階段是對課前和課中階段教學(xué)成果的總結(jié)、反思和再設(shè)計階段，教師是這一階段的主體，工程教育認(rèn)證工作中所提出的“持續(xù)改進”在課程目標(biāo)達成的層面上是主要在課后階段完成；此外，課后階段也是學(xué)生學(xué)習(xí)成果的最終評價階段，考核結(jié)果可作為課程目標(biāo)達成情況的評價依據(jù)。仍以本小節(jié)為例，可作如下教學(xué)設(shè)計。

“果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的線上線下混合式教學(xué)過程設(shè)計見表3。

表3 “果蔬采后生理”章“呼吸作用”小節(jié)的線上線下混合式教學(xué)過程設(shè)計

3.3 混合式教學(xué)實施及提升課程目標(biāo)達成度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

線上線下混合式教學(xué)有別于傳統(tǒng)課堂，更加強調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體[9]，對于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意愿有較高的要求，課前階段的線上學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達成是課中和課后環(huán)節(jié)能否順利實施的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此，必須讓學(xué)生認(rèn)識到課前學(xué)習(xí)的重要性，避免課前準(zhǔn)備不足導(dǎo)致的課中教學(xué)活動難以開展。為了更好地幫助學(xué)生開展線上的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，要重視教學(xué)資源的建設(shè)。在課前在線學(xué)習(xí)階段，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供多樣化的、豐富的學(xué)習(xí)資源，“精品課程”“SPOC”“慕課”及教師自建的微課等教學(xué)資源是經(jīng)常使用的手段。同時，隨著新媒體教學(xué)工具更多的介入到課堂教學(xué)，對于同一學(xué)習(xí)內(nèi)容可以根據(jù)不同學(xué)生的需求建立多種形式的學(xué)習(xí)資源，以實現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)[10]。

線上線下教學(xué)內(nèi)容的拆分和銜接對混合式教學(xué)的實施也至關(guān)重要。不合理的拆分可能導(dǎo)致既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)不能如期實現(xiàn)，因此要在拆分前對于學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)及能力傾向開展調(diào)研。必要時應(yīng)在課程開始前發(fā)放問卷或測試以明確線上學(xué)習(xí)的深度和線下教學(xué)的難度。

4 結(jié)語

新工科建設(shè)背景下的工科教育對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)提出了挑戰(zhàn)，高等工科教育中課堂教學(xué)的兩性一度亟待實現(xiàn)，線上線下混合式教學(xué)基于產(chǎn)出導(dǎo)向的教育理念開展教學(xué)活動，可以作為提高教學(xué)效率、達成高階目標(biāo)、改善教學(xué)質(zhì)量的途徑，在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力方面發(fā)揮作用。