基于OBE的課程思政混合式教學探索

［摘 要］ OBE理念是目前高校教育教學改革的核心，如何更好地在教學中融入課程思政元素也是值得深入探討的話題。“流體力學”作為一門專業基礎類課程，存在著大量不易理解的理論性知識和較為乏味的計算，常規的課程思政元素也難以深入結合，在此基礎上，嘗試探索了一套優秀合理的基于OBE理念、融合課程思政體系、依托現代信息技術的線上線下混合式教學方案，用以提升學生課堂參與度、競爭意識、自主學習能力以及處理復雜問題的綜合能力。

［關鍵詞］ 流體力學；OBE理念；課程思政；信息技術；混合式教學

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）31-0113-04 ［收稿日期］ 2023-08-18

引言

在現代本科教學中，往往存在教學與現場脫離的現象，通過與周邊各用人單位溝通建議及學生的反饋調研中，學生綜合能力是企業關注的重點，大學期間到底學到了什么工作上能用到的知識是學生關注的重點，這也是OBE理念教育教學的核心重點。“流體力學”作為一門專業基礎類課程，是能源與動力工程專業的必修課程以及工科類眾多專業的必選課程，通過結合“工程熱力學”“傳熱學”“燃燒學”等專業基礎課，為后續的電力能源類課程及其他工科專業課程提供必要的基礎理論知識，是專業教育的重要核心課程。因此作為專業基礎課的“流體力學”在授課中就需要向實際工程靠攏，并培養學生的自主學習能力及復雜問題處理能力。

“流體力學”作為一門對數學、物理等基礎學科要求比較高的課程，存在著大量不易理解的理論性知識和較為乏味的計算，導致學生在學習過程中會存在一些問題。總結下來存在以下幾個突出特點：（1）學生不清楚學到的知識到底以后有什么用，更不清楚從中“學到了”什么；（2）一節課中理論知識的集中分布導致學生精力在課堂后期渙散，致使一節課中后部時間效果較差；（3）流體力學整體授課學時較多，學生在學習十幾個學時課程后會對課程產生疲憊感，對課程的興趣會逐漸喪失；（4）學生的學習能力等個體差異難以調節，不易進行因材施教；（5）在傳統教學模式下如果學生較多，課堂中前測和后測無法準確掌握實際情況。

一直以來，眾多教師在教學一線探索各種解決方案，張敏第等［1］嘗試對國內外工程流體力學教學模式進行對比研究，王聰民等［2］嘗試了“流體力學”課程的改革研究，張玉民等［3］則嘗試通過線上教學模式進行了教學探索，近年來“學生中心，成果導向”的OBE教學理念已經越來越多地應用在教學中，并且融入了課程思政元素以及混合式教學方案，取得了一定的效果，但這些研究只能在一定程度上解決上述某個問題，如何更深入地整合教學資源、改革課程教學方案仍是課程改革的重要方向［4-6］。

一、“流體力學”課程教學方案設計

在“流體力學”課程的混合式教學課程設計方案中，我們重點進行了如下設計。

（一）圍繞OBE教學模式重新打造課程

通過以學生為中心的教育理念，學生學到了什么和是否成功遠比怎樣學習和什么時候學習重要。“流體力學”課程定位根據學生后續就業及升學發展情況，側重于用于解決復雜工程問題的專業知識。培養學生的問題分析能力，研究包括設計實驗、分析與解釋數據并通過信息綜合得到合理有效結論的能力，具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任的能力，以及自主學習和終身學習的意識。

具體來說，在“流體力學”的OBE教學模式設計中，我們將其自頂層開始逐級進行了詳細的拆解，并在各方面進行了完整的底層設計。在“以學生為中心”方面，我們根據學生的學情進一步細分，通過學生發展、學生學習以及學習效果三個層面對課程進行了詳細的設計；在“產出導向”方面，對于企業解決復雜問題能力的需求方面，著力于學生思考、實踐、協作等學習能力的培養；在持續改進方面，則設計了基于課堂小知識點的碎片化改進，基于整體課時內容的微調性改進，以及基于整個章節或課程的整體性推進。

（二）將課程思政教育引入“流體力學”課堂

通過適當時機的課程思政教育的融入，不僅有利于緩解學生上課中間時段注意力的不集中問題，更可以提高學生的社會責任感，引導學生增強“四個意識”、堅定“四個自信”、做到“兩個維護”，培養合格的人文素養。教育部在印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確了，工學類專業課程要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當［7］。

在方法教育中，以牛頓內摩擦定律為例，通過牛頓對黏性的假設，引導學生從中學習問題的分析假設方法，通過內容消化讓學生嘗試自行設計實驗來驗證牛頓的黏性假設，并與普阿節爾的驗證實驗作對比，思考自己所設計方法的優劣。隨后，讓學生剖析牛頓內摩擦定律，從公式中自行總結出黏性力的相關特性，并嘗試解釋原因，以培養自主學習和終身學習意識。通過伯努利方程的應用，讓學生了解飛機如何起飛，學會使用伯努利方程計算飛機的最低起飛速度，自然引入我國自主設計生產的中程窄體干線商用飛機C919，講述C919成型的發展歷程，激發學生科技報國的家國情懷和精益求精的大國工匠精神。

對于習近平總書記提出的“美育”教育，“流體力學”也在課程中進行了大力挖掘，形成了“流體力學之美與哲學科學啟示”特色課程，該課程目前也以線上課程資源的形式成為混合式教學的重要一環。

（三）合理安排相關原理實驗

研究表明成年人的高度集中注意力時間不會超過20分鐘，課程中段是最容易“走神”的，因此在課程前半部分優先進行理論教學的效果更好，而在課程進行到20分鐘左右時，宜安排一些動手或其他思考問題進行放松緩解，如前述學習牛頓內摩擦力時的思考驗證并動手實驗，學習伯努利原理時課上進行吹紙條、電吹風吹氣球、電吹風吹乒乓球的實驗、自制公道杯等，增加趣味性的同時鍛煉學生的動手能力和思考能力，調節課堂氣氛。

（四）引入競賽機制

學生在整體課程學習中期會逐漸出現對課程的新鮮感減退，對課程的學習興趣出現波動，此階段若不加以干涉，則后續階段學生大多會持續此種低迷狀態至課程結束，因此需要每隔一定時間段就通過引入一些機制進行階段性刺激，比如章節結束進行知識競賽，優勝者給予一定平時成績加分獎勵。對于某一個實用的知識點采取分組大辯論，如學習阻力系數過后，為了減小汽車的阻力到底應該主要改變汽車的頭部設計還是應該改變汽車的尾部設計，這種能充分調動學生探索積極性的設計，讓學生主動查閱資料并積極接觸學科交叉領域，了解汽車設計發展歷史以及流體力學發展情況等知識。

（五）合理配置網絡資源

隨著網絡技術的不斷進步，“互聯網+教育”“智能+教育”正在構建新的教學形態、教育形態、組織形態和思維方式。教育領域的各方面都在逐步與信息技術進行深度融合，體現出了廣泛的應用性和逐漸增長的不可替代性。網絡數據可以在課堂上深度融合以及課后深度配合。具體在流體力學課程中對網絡平臺做了如下建設。

1.課程預習。對于課程需要提前預習的內容，可以通過網絡教學平臺進行布置，并了解學生的學習情況，為線下課程的前測提供一些參考，即前文所說若前測結果較好，則可在課堂教學中較快進行課程引入，將節省出的時間用于其他教學模塊。

2.課堂全程數據分析。對于傳統教學模式而言，提問后單獨叫學生直接回答問題可能不具代表性，直接詢問全體學生又會存在混亂、無法分清層次比例等問題，因此通過多媒體教學深度融合，使用教學平臺來預設題目對學生的知識點了解情況進行實時掌握可以更快地了解所有學生的情況，并根據情況在課堂上立即變換教學策略及內容，通過每堂課3～5次的測試，可以快速完成前測，并節省大量時間，同時合適時間點的問題設置也有助于解決學生注意力不集中的問題。

3.課堂內容查漏補缺。學生在上課中可能會由于各種原因導致某個知識點沒有聽清或者理解不夠透徹，但由于課堂教學途中無法做到兼顧所有學生，對于此類學生可以課后通過“流體力學”課程的網絡教學平臺對薄弱知識點進行重新學習。通過平臺慕課的引入，并細分課程知識點，學生可以在其中快速找到自己需要了解的內容，并通過慕課對特定知識點進行查漏補缺。同時在課程平臺中還設置了測試模塊并開發了專門的流體力學問題測試App，幫助學生自主學習并進行查漏補缺。

4.課外興趣知識拓展。“流體力學”課程雖然具有較多的學時，但課上內容只能涵蓋最核心的相關知識，而學生課后對某一內容有更多興趣時，可以通過課程的網絡教學平臺進行相關知識的拓展了解，以及更多的工程應用相關舉例。通過網絡課程平臺的建設，引入了配合課程體系的更多課下的工程應用實例，流體力學科學最前沿的諸如“渦的第三代定義方法”等最新成果展示，以及多學科交叉中流體力學發揮的重要作用。

5.線上疑問反饋。雖然課程安排有線下答疑，但是前來答疑的總是其中部分學生，而作業也無法涵蓋所有知識點，因此通過網絡教學平臺進行問題收集也是良好的嘗試，利用學生更熟悉網絡的特點增加學生的主觀能動性，同時也非常歡迎學生提出一些自己感興趣的問題。對于提問較多的問題，則可以根據反饋在課堂上進行梳理。

線上的疑問反饋分為幾個方面：一是微信群答疑，其突出了優秀的即時性。二是匿名問題墻，一些學生可能覺得問題太過簡單羞于提問，因此網上匿名提問相信可以獲得學生的青睞。三是貼吧提問模式，與第二種一樣，都可以對學生問題進行較好地保留，以方便學生后續查找，并且貼吧模式更符合學生的上網習慣，更有親切感。在此影響下，可以繼續嘗試讓學生在貼吧問題模式中相互幫助解決問題，在增加溝通協作能力的同時也能提升學生自身對知識的理解，當然，這部分教師需要隨時監控，以防學生的錯誤回答“蔓延”。

6.學習情況后測及分析。除去課堂上的前測和后測，網絡教學平臺的測試可以更準確地了解學生知識的掌握情況，“流體力學”課程的網絡教學平臺提供了課程測試，并設置了相關題庫，當所有學生均完成測試后，可得到學生對該部分內容的整體掌握情況，為下一步的教學安排提供參考。

綜上所述，通過“流體力學”課程網絡資源的建設，更好地完成了整個教學體系“預習—課堂前測—課程內容—課堂后測—作業—答疑—網絡資源查漏補缺/興趣拓展/問題反饋/網上測試—分析總結”的閉環，在大數據時代，從數據讀懂學生，用數據塑造學生，借數據提升學生。同時在評價體系方面，擴大學生使用網絡資源所得分數占比，形成正向刺激。

二、方案成效

對于打造的線上線下混合式課程，在課堂上可以明顯感受到學生興趣的增加以及上課積極性的提升，學生的課業成績也得到大幅度的提升。在課程結束后我們發布了調查問卷，大部分學生對于增加的網絡教學模式較為認可并認為這是未來的趨勢，有一半的學生已經習慣通過網絡教學平臺進行課后學習，并且認為內容較為豐富，對學習提升有較大幫助，但同時也存在因為網絡原因和題庫軟件優化問題影響學習熱情的問題，需要后續優化及改進。

在“流體力學”課程思政建設方面，由流體力學中提煉的美學和哲學思想受到了大量學生的歡迎，并由此特別延伸出“流體力學之美與哲學科學啟示”這門全新的課程，事實證明，如何講并講好故事才是學生對于課程思政內容接受的關鍵。

此外，“流體力學”課程還在全校征集了流體力學競賽作品，收到了非常好的效果，學生通過自主學習流體力學知識并應用到作品當中，制作出了眾多優秀的流體力學作品，比如“水力發電應用”“康達效應”“飛機航模”“空氣炮”“流體畫”等眾多讓教師也深受啟發、腦洞大開的作品。

結論

經過多年的建設，“流體力學”課程已然建成線下線上全面融合互動的課程模式，并通過生動的線下教學、合理的課程思政元素融合、豐富的線上資源，結合能源與動力工程專業課程后續課程的相關案例應用實踐，全面提升了學生的自主學習能力、創新思維能力以及知識遷移能力，在學生綜合素質培養上取得了顯著的效果，并且具有很強的可復制性和推廣價值。

參考文獻

［1］張敏弟，鄭辰，王婭娜.工程流體力學教學模式國內外對比［J］.教育教學論壇，2020（21）：4-6.

［2］王聰民，朱彩霞，馬富芹.流體力學課程改革研究與實踐［J］.中國教育技術裝備，2020（20）：83-84+90.

［3］張玉明，楊利，陳建義.工程流體力學線上教學的探索與實踐［J］.教育教學論壇，2020（51）：231-233.

［4］李振南，關多嬌.基于OBE教育理念下應用型本科院校“工程流體力學”課程教學設計［J］.沈陽工程學院學報（社會科學版），2022，18（3）：108-112.

［5］李興華，孫也.“OBE理念+課程思政”融入“流體力學”課程的教學改革與探索［J］.黑龍江教育（高教研究與評估），2022（3）：55-57.

［6］孫占朋，盧佳鑫.基于OBE理念的流體力學課程混合式教學實踐［J］.內燃機與配件，2021（3）：214-215.

［7］教育部.關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知：教高〔2020〕3號［A/OL］.（2020-06-01）［2023-07-18］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

Exploration of Curriculum Ideology and Politics Curriculum Based on OBE and Blended Teaching： Taking “Fluid Mechanics” as an Example

Abstract： The concept of OBE is the core of the current education and teaching reform in colleges and universities. How to better integrate curriculum ideological and political elements into teaching is also a topic worthy of further discussion. Fluid Mechanics， as a basic professional course， has a lot of difficult theoretical knowledge and tedious calculation， and the conventional ideological and political elements of the course are difficult to combine in depth. On this basis， this paper tries to explore a set of excellent and reasonable online and offline mixed teaching scheme based on OBE concept， integrating the ideological and political system of the course and relying on modern information technology. It is used to enhance students’ classroom participation， competitive consciousness， independent learning ability and comprehensive ability to deal with complex problems.

Key words： Fluid Mechanics; OBE concept; curriculum ideology and politics; information technology; blended teaching