丁喜峰　王文靜　孫鑫

【收稿日期】?2019-03-21???【基金項目】?燕山大學課程規(guī)范化建設(shè)教學項目（JG2016GFH14）

【作者簡介】?丁喜峰（1965-），男，黑龍江甘南人。碩士，副教授，碩士生導師，主要研究方向為微納結(jié)構(gòu)光學測試及分析。*【通訊作者】?王文靜（1978-），女，河南南陽人。實驗師，主要研究方向為凝聚態(tài)物理。

【摘?要】基于OBE教學理念，以學生為主體，以能力培養(yǎng)為目標，以不斷提高教學質(zhì)量和學生學習效率為目的，對燕山大學應(yīng)用物理專業(yè)方向限選課《應(yīng)用光學》進行了“翻轉(zhuǎn)課堂+論文撰寫+項目式”教學實踐與探索。在授課過程中一改原來的灌輸式教學模式，通過開展“翻轉(zhuǎn)課堂+論文撰寫+項目式”教學，引導學生進行自我認知和自我學習，最終獲得相應(yīng)能力的培養(yǎng)和鍛煉。

【關(guān)鍵詞】??OBE;課程規(guī)范化;翻轉(zhuǎn)課堂;項目教學

【中圖分類號】?G642.4??【文獻標識碼】?A??【文章編號】?1005-4634（2019）06-0103-06

0?引言

成果導向教育（Outcome-Based?Education，簡稱OBE）亦稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育。這種先進的教育理念于1981年由Spady等人提出后，很快得到了人們的重視與認可，并已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。美國工程教育認證協(xié)會（A-BET）全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認證標準的始終。2013年6月，我國被接納為《華盛頓協(xié)議》簽約成員。用成果導向教育理念引導工程教育改革，具有巨大的現(xiàn)實意義【1】。

要實現(xiàn)從知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變，需要在教學目標、教學方式、學習方式和評價方式等方面進行變革。在課改過程中，團隊教師注重了以下4個問題：（1）想讓學生取得的學習成果是什么？（2）為什么要讓學生取得這樣的學習成果？（3）如何有效地幫助學生取得這些學習成果？（4）如何知道學生已經(jīng)取得了這些學習成果？

基于上述OBE教育理念，結(jié)合燕山大學應(yīng)用物理專業(yè)《應(yīng)用光學》的教學實際，經(jīng)燕山大學批準立項，2016學年秋季學期團隊教師對燕山大學應(yīng)用物理專業(yè)光信息科學與技術(shù)14級《應(yīng)用光學》課程全面實施了“翻轉(zhuǎn)課堂+論文撰寫+項目教學”“集中考核+平時考核相結(jié)合”的教學改革。從教學目標的制定、教學過程的實施到學生成績的評定一改以往的“知識課堂+教師一言堂+一張試卷定終身”的教學模式，核心是實現(xiàn)從知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)將課程改革的整體工作總結(jié)如下。

1?課程目標的定位

通過本課程的課堂教學使學生掌握以下知識。（1）?使學生系統(tǒng)地掌握幾何光學的基本概念、基本原理和對問題進行深入研究的方法，能運用所學的知識解釋、研究相關(guān)的光學現(xiàn)象;（2）?使學生進一步認識不同的研究方法對光現(xiàn)象研究的規(guī)律，培養(yǎng)學生的正確思維方法和科學世界觀;（3）?使學生初步掌握像差分析與評價、光學系統(tǒng)設(shè)計的基本理論;（4）?了解光纖光學系統(tǒng)及紅外光學系統(tǒng)的特性及應(yīng)用。

通過翻轉(zhuǎn)課堂教學，使學生具備下列能力：逐步培養(yǎng)學生主動學習的意識，提高學生的學習興趣，養(yǎng)成良好的學習與思考習慣，逐步培養(yǎng)學生有目的地對所學知識進行深入探索的意識，并逐步提高學生與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流的能力，逐步提高學生的答辯、思維及PPT的制作能力。

通過本課程的項目教學，使學生具備下列能力：通過項目教學，提高學生分析問題、解決問題的能力，逐步具有從事科學研究的能力。

通過本課程的論文撰寫，使學生具備下列能力。（1）?通過撰寫論文，準確確立論文的論點，精確組織論據(jù);通過撰寫論文，學會有目的性地利用現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查找文獻;（2）?逐步激發(fā)學生的專業(yè)興趣點，更全面地了解本課程的應(yīng)用性及對專業(yè)知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建的作用，加強學生對本專業(yè)的熱愛，提高其學習的自信心。

2?課程目標設(shè)置的考慮

傳統(tǒng)的課堂教學強調(diào)知識的灌輸，教師填鴨式的滿堂灌，學生被動的接受知識，造成學生缺乏學習的熱情與動力，培養(yǎng)出來的學生只會死記硬背，缺乏創(chuàng)新思維的能力，難以適應(yīng)新世紀的需求【2】。OBE的教學認為：教學就是“教學生學”，教學生“樂學”“會學”“學會”。結(jié)合到燕山大學應(yīng)用物理專業(yè)的《應(yīng)用光學》課程教學，要使所學專業(yè)知識深化，更具有專業(yè)實用性，團隊教師為學生設(shè)計了上述課程培養(yǎng)目標【3】。

3?教學內(nèi)容

本課堂教學內(nèi)容與教學模式如表1所示。

4?教改實施方案

為實現(xiàn)從知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變，《應(yīng)用光學》課程改革主要在以下幾方面進行。

4.1?課堂授課

教師需要對整個課程進行系統(tǒng)研究，使講授內(nèi)容抓住主干，分清知識體系脈絡(luò)，突破重點，以點帶面，精化教師課堂主講內(nèi)容，摒棄面面俱到、細致入微的一言堂式教學，有效提高課上教學效率，將課上精講的教學內(nèi)容壓縮到總學時的75%（改革前100%由教師講授）。

4.2?翻轉(zhuǎn)課堂教學

1）?教學形式。主講由教師轉(zhuǎn)為學生，由教師一言堂轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主的課堂討論，實現(xiàn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學（Flipped?Class?room）替代傳統(tǒng)教學，并做到在課程開課之初向?qū)W生公示、下達課程的總體規(guī)劃、教學進度安排及翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容安排。

2）?教學目標。（1）使學生加深對應(yīng)用光學相關(guān)專業(yè)知識的深入理解，擴寬知識面;（2）鍛煉學生利用網(wǎng)絡(luò)查閱文獻、閱讀相關(guān)技術(shù)資料和調(diào)查研究的能力，逐步培養(yǎng)學生廣獵知識的習慣及興趣;（3）提高學生對知識的綜合運用能力和深入剖析能力;（4）通過理論模型的實用舉例的追問，激發(fā)學生理論聯(lián)系實際的主觀意識，并使其逐步提高分析和解決一般工程技術(shù)問題的能力;（5）引導學生積極思考，提高學生主動學習、有目的性學習的意識;（6）鍛煉和提高學生的PPT制作能力、答辯過程的組織能力、表達能力以及團隊合作能力;（7）增加課程教學的透明度，最終使學生能夠在本課程的整個教學過程中逐步養(yǎng)成有計劃、有目的、有預(yù)見性地主動學習的意識，達到培養(yǎng)學生“樂學、會學、學會”及具有終身學習意識的教學目的;（8）通過提前規(guī)劃、分組討論、每個人都肩負全組所有成員的成績評定的方式，逐步培養(yǎng)學生有規(guī)劃、有目的的自主學習知識的良好習慣，增強學生的團隊精神，責任感和職業(yè)道德。課程所考核教學目標如下：試卷，目標1、2、3、4;翻轉(zhuǎn)課堂（課程理論內(nèi)容），目標5、8;項目，目標6、8;論文，目標7、8;課程總結(jié)匯報，目標5、8;自主習題課（也是通過翻轉(zhuǎn)課堂形式完成），目標5、8。

3）?主要內(nèi)容。翻轉(zhuǎn)課堂教學內(nèi)容涉及高斯光學基本思想、像差分析、目視光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點、攝影與投影光學系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系、照明光學系統(tǒng)、光纖光學系統(tǒng)、激光光學系統(tǒng)、紅外光學系統(tǒng)及光學設(shè)計初步構(gòu)思與運算、習題討論等。

4）?討論課計劃安排。

討論課計劃安排如表2所示。

5）?翻轉(zhuǎn)課堂的實施。（1）?按教學進程實時安排翻轉(zhuǎn)課堂教學環(huán)節(jié)，分組進行，5～6人一組，一人主答辯，其他同學輔助答辯或回答他人提出的問題;（2）?教師在課前布置翻轉(zhuǎn)課堂教學內(nèi)容，學生必須進行課前預(yù)習，需有必要的文字材料或PPT講稿，未達到要求者，不能進行討論課學習，不給成績;（3）?教學過程以學生為主，教師進行啟發(fā)與指導;（4）?答辯題目由現(xiàn)場抽簽決定;（5）?每組答辯時間10分鐘以內(nèi)，提問討論時間8分鐘;（6）?課上學時若未完成計劃中的內(nèi)容，利用學生的課余時間繼續(xù)進行，直至本次討論課內(nèi)容全部完成，并且每位同學必須參加。

6）?課程理論內(nèi)容翻轉(zhuǎn)課堂成績評定。（1）?成績評定原則。視學生答辯的質(zhì)量、查閱相關(guān)文獻的質(zhì)量及思維的科學性、嚴謹性及創(chuàng)新性、參與互動討論的積極性給出每個人的課程理論內(nèi)容翻轉(zhuǎn)課堂的成績，計入期末考核成績中（占總成績的25%）;（2）?具體實施步驟詳見表3。

4.3?撰寫論文

1）?教學形式目標。通過學生自主選題，提高學生的課程興趣點，并通過撰寫論文，使學生明確科技論文的格式要求，培養(yǎng)學生明確論點、精準組織論據(jù)去撰寫論文的思維模式，學會有目的性地利用現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查找文獻。

2）?教學形式。結(jié)合課程內(nèi)容，撰寫與課程內(nèi)容相關(guān)的綜述性或?qū)W術(shù)性論文1篇，題目由學生自行擬定，課程運行2/3前，由教師檢查學生選題及文獻搜集的情況，指導學生進一步完成論文的撰寫，課程考核前必須上交。

3）?論文要求。字數(shù)要求在4?000字左右，格式要求見《燕山大學學報科研版格式》，紙質(zhì)版、電子版同時上交，格式不合格者不予收稿，返回重寫。

4）論文成績評定。論文總成績滿分5分，視論文格式的合理性，文獻查找的新穎性、目的性、針對性，文獻使用的精確性，立意的合理性，論述的嚴密性，分別給出A+、A、B+、B、C+、C、D+、D、F，最終折算成5.0、4.5、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1，計入平時成績。

4.4?項目式教學（課程學時外，學生答辯在課內(nèi)）

實踐教學是本科生教學體系和素質(zhì)教育的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)和鍛煉學生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的重要教學環(huán)節(jié)。以第二課堂的形式進行項目式教學，既是對學生正常實驗課、實習、畢業(yè)設(shè)計的實踐教學環(huán)節(jié)的補充與完善，也是第一課堂的延伸與發(fā)展。

1）?教學形式。在集中實踐教學環(huán)節(jié)的專業(yè)課程設(shè)計或課外第二課堂教學活動中完成。教師定期指導，學生分組按計劃完成項目。

2）?教學目標。通過課程項目的實施，使學生加深對應(yīng)用光學專業(yè)知識的深入理解，學會對課程整體知識體系的構(gòu)建結(jié)構(gòu)進行剖析，精化知識體系，提高學生對核心知識的提煉等能力，初步具備運用所學知識進行光學元件、系統(tǒng)設(shè)計的能力、查閱光學設(shè)計手冊的能力及項目報告的撰寫能力，引導學生積極思考、主動學習，鍛煉和提高學生的交流、溝通和表達能力以及團隊合作能力，培養(yǎng)學生的責任感和職業(yè)道德。

3）?主要內(nèi)容。本課程與現(xiàn)代信息光學、光信息處理技術(shù)、工程光學課程相結(jié)合，構(gòu)成三級項目的專業(yè)課程設(shè)計。

該項目設(shè)置以下兩個板塊，學生自行選擇其一。（1）理論設(shè)計主要以ZMAX軟件進行光學光路設(shè)計;（2）實驗設(shè)計主要以專業(yè)實驗室和創(chuàng)新實驗室為教學資源，利用課堂所學知識進行應(yīng)用光學實驗設(shè)計，并完成實驗。參考內(nèi)容如表4。

4）?考核辦法。該部分成績?yōu)楦郊映煽?，以A+、A、B+、B、C+、C、D+、D、F計，具體評分如下。

第一，項目方案設(shè)計（10分）。理論設(shè)計、實驗方案：內(nèi)容全面，分析問題透徹，設(shè)計方案合理，解決問題的思路科學、清晰，得10分;內(nèi)容全面，問題分析較透徹，設(shè)計方案合理，解決問題的思路清晰，得9分;內(nèi)容全面，能基本完成問題分析，設(shè)計方案合理，得8分;內(nèi)容全面，分析問題不全面，設(shè)計方案合理，得7分;能完成項目的基本要求，得6分;設(shè)計方案粗糙，計算有誤，得4分;無設(shè)計方案得0分。

第二，項目答辯（5分）。主要從4個方面考核，即內(nèi)容充實、語言表達、組織有序、展示效果，每項滿分為1.25分，根據(jù)具體答辯情況酌情給分，無答辯該項得0分。

第三，項目成果展示（5分）。根據(jù)成果形式及應(yīng)用前景酌情給分，無成果該項得0分。

以上為項目總分，項目組成員具體分值視項目書中分工及完成質(zhì)量，在上述分值的基礎(chǔ)上有1～2分的浮動，但最高不能超出對應(yīng)項目分值的最高分（此項分值由各組組長參與評定）。

考評結(jié)果作為學生入選大學生各種科技競賽、大學生創(chuàng)新實驗設(shè)計的參考;大學生第二課堂實踐成績評定的主要依據(jù);學院對本專業(yè)學生大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育學分認定的依據(jù);更是作為本專業(yè)后期課程設(shè)計的選題和成績評定的參考。

5）?實施方案。第一，任務(wù)下發(fā)、指導選題。本課程項目不占用課內(nèi)學時，在課程開課之初教師將教學任務(wù)及安排下發(fā)給學生，結(jié)合課程的進展實時督促學生進行準備、選題，課程運行到總學時的2/3階段，所有學生必須選題結(jié)束。

第二，項目實施、教師指導。課程后1/3進入項目教學的實施和教師的指導階段，教師指導的形式視學生的選題情況，采取集中指導和分散指導相結(jié)合的方式，在課程結(jié)束前的最后1周上交成果。

4.5?教學改革成果分析

首先，課程考核成績總體分析。近4屆課程考核成績統(tǒng)計，如表5～8所示。

其次，成果分析。結(jié)合上述試卷分析及學生問卷調(diào)查，本次課改收獲成果如下。

1）一改學生被動式學習的依賴性和懶惰性，充分調(diào)動了學生學習的主動性和積極性。問卷調(diào)查肯定率89.23%。

2）增強了學生團隊合作的意識，整體凝聚性和責任感明顯提高。

3）通過討論課教學，使學生對課程基礎(chǔ)知識及重點知識掌握更加準確，理解更加深入;對課程的整體性把握更加全面;運用所學知識分析復雜問題的能力及解決工程實際問題的能力明顯提高;學生的科學思維能力明顯加強。問卷調(diào)查肯定率88.08%。

4）?充分發(fā)揮了學生的學習積極性和主動性，試卷成績，尤其難度較大試題的得分率明顯提高。

5）?多方位多角度考核，考核點更加豐富，對學生能力的考核更加全面，使學生成績考核更加客觀、合理，更具有信服力。上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，課改后的試卷成績分布更加合理，歷史上第一次將不及格率降為零，優(yōu)、良考核率第一次達到66.66%的歷史新高。

6）?通過問卷調(diào)查，有70.68%的學生達到了“樂學、會學、學會”的教學目標;77.66%的學生體會到了“有計劃、有目的、有預(yù)見性地去主動學習”的收益，并承諾在以后的學習過程中盡力去堅持;89.68%的學生明顯意識到團隊合作的重要性，團隊責任感明顯加強。

7）?通過翻轉(zhuǎn)課堂，使部分學生由原來課上答辯的自言自語，到后來的語言流暢、儀表端莊、動作大方、表情自如，明顯提高了學生的語言組織及表達能力，提升了學生的自信心及專業(yè)知識交流能力，鍛煉了學生應(yīng)急應(yīng)變及思維能力，PPT制作水平也有所提升。

8）?通過項目教學與自選題目的論文撰寫相結(jié)合的第二課堂教學模式的實施，提高了學生學習的興趣及自主性，激發(fā)了學生個性及特長的發(fā)揮，使單一的課堂教學轉(zhuǎn)向課堂教學+課外第二課堂相結(jié)合，課堂為中心，課外活動圍繞中心課堂的課題研究，使教—學—研有效結(jié)合，充分調(diào)動了學生的學習積極性，學生支持率達86.28%，但其中有8.67%的學生覺得壓力過大。

再次，存在問題。（1）?翻轉(zhuǎn)課堂時間較短，不能充分展示每一名學生的深層次內(nèi)涵，對平時成績的評定應(yīng)該還有一定的失準性;（2）?課外項目教學學生所能利用的時間短，實驗室所能提供的時間少，不能很好地落實項目教學的計劃，使得項目教學組織形式受限;（3）?大三學生本學期課程密度較大，教師很難有更充裕的時間指導學生論文的撰寫。后期需要與學科負責人交流，更合理地安排教學計劃。

最后，解決辦法。（1）?有針對性地設(shè)計后續(xù)課程的內(nèi)容安排，更有效地加強課程設(shè)計的指導;（2）?進一步增加課堂教學的感染力及感召力，加強“進行整體教學，追求和諧統(tǒng)一美;進行比較教學，追求多樣奇異美;進行興趣教學，追求情感轉(zhuǎn)移美”?的教學方法的完善，激發(fā)學生學習的積極性、主動性;（3）?對學習態(tài)度和專業(yè)意識有問題的學生，在之后的教學過程中，作為本課程的任課教師，除了自身要不斷對其進行引導和教育外，更要及時加強與學生管理教師、系專業(yè)負責人、相關(guān)理論課教師及班級負責人的交流與溝通;（4）?討論課+項目教學，教師投入精力大，在以后教學過程的實施中應(yīng)進一步增加助課師資力量。

5?結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂+項目教學在激發(fā)學生學習興趣上，在“樂學、會學、學會”教學目標達成上，在培養(yǎng)學生“有計劃、有目的、有預(yù)見性地去主動學習”的學習意識上，都取得了明顯的教學效果。但如何能在有限的學時內(nèi)更好地貫徹實施OBE教學理念，的確是一個有待于教師在教學過程中繼續(xù)深入探索的課題。對OBE教學理念的深入思考及如何更好地在我國高等教育領(lǐng)域廣泛地、有針對性地實施，也是高等學校在教學管理、教學組織、教學資源利用、政策支持力度上需引起高度重視的話題。

參考文獻

【1】?李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念【J】.中國高等教育，2014（17）：7-10.

【2】?鄔錦錦.基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的高職教學初探【J】.中國教育技術(shù)裝備，2013（24）：86-87.

【3】?丁喜峰.?寓教于美，完善大學物理教學【J】.?教學研究，1998（3）：152-154.

【責任編輯?孫菊】

Course-teaching?normalization?based?on?OBE?concept

—taking?applied?optics?course?teaching?reform?as?an?example

DING?Xi-feng，?WANG?Wen-jing，SUN?Xin

（College?of?Science，?Yanshan?University，?Qinhuangdao，?Hebei?066004，?China）

Abstract

This?paper?is?based?on?OBE?teaching?concept，?considering?students?as?the?main?subject，?targeting?in?ability?training?to?achieve?constant?improvement?of?teaching?quality?and?studying?efficiency?of?students.?It?conducts?discussion，?practice?and?exploration?of?project-based?course?of?“Applied?Optics”.?In?the?teaching?process，?previous?cramming?teaching?is?replaced?by?flipped?classroom，?paper?writing?and?project-based?teaching?with?the?aim?to?train?and?improve?the?students′?abilities?in?self-cognition?and?self-teaching..

Keywords

OBE;?course?normalization;?Flipped?Classroom;?project-based?learning