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认证背景下成果导向的专业课程教学改革

2020-11-02肖念芮言

教学研究 2020年5期
关键词:工程教育专业认证课程改革教学改革

肖念 芮言

[摘 要]认证背景下成果导向(Outcome-based Education,简称OBE)理念的成果层次、逻辑关系是进行课程改革的重要依据。通过课堂观察法,发现认证专业的课程在课程目标、课程设计、教师教学和学生学习四方面存在问题:(1)毕业要求没有落实到课程层面;(2)课程设计以“内容”为导向;(3)教学“以教师为中心”;(4)学生课堂学习层次较低。OBE理念下的专业课程教学改革的对策有:(1)建立清晰的四层次成果及其对应关系;(2)聚焦课程成果和课堂成果进行课程设计;(3)“以学生为中心”贯穿教学全过程;(4)以形成性评价不断促进学生高阶学习。

[关键词]OBE;工程教育专业认证;课程改革;教学改革

[中图分类号]G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2020)05-0046-06

自2016年我国正式加入《华盛顿协议》以来,工程教育专业认证工作发展迅速,截至2018年底,全国共有227所高等学校的1 170个专业通过工程教育专业认证[1]。《华盛顿协议》成员国或地区大多数将“成果导向教育”(Outcome-based Education,简称OBE)作为工程教育认证的理念,并以促进专业持续改进作为认证的最终目标[2],专业认证成为我国高等教育质量保障体系的重要组成,合理利用OBE理念可以不断地提高高等教育质量。

课程教学是实现《华盛顿协议》“实质等效”和高校内部质量保障体系的“最后一公里”。“课程是专业教育改革的核心和抓手”[3],对于已经通过工程教育专业认证的专业,是否能依据认证要求把“持续改进”落到实处?任课教师是否能依据认证要求来对照梳理细化改进课程教学?带着这样的疑问,本研究通过课堂观察了解教师在课程教学运用OBE理念的情况。

1成果的层次、逻辑关系规制课程教学的设计与实施

OBE是一种组织和运行教育系统的综合方法,它的聚焦点和出发点是每个学生的学习成果[4]。明确的成果是OBE的核心要素,成果(outcomes)是指学生在重要的学习经历结束后能够展示的清晰的学习结果[4],一般分为知识、能力和素质等维度。学校教育的成果有层次之分,不同层次的成果之间具有一定的逻辑关系。

1.1OBE理念中成果的层次关系

一般认为成果分为4个层次:最终成果—课程阶段成果—课程成果—课堂成果[5]。最终成果也是专业成果(program outcomes),指对某一专业的毕业生的知识、技能和态度的具体陈述[6],我国工程教育专业认证的“毕业要求”表述的就是专业层面的成果;课程阶段成果(phase outcomes)是指学生完成不同的课程阶段应获得的知识、技能和态度等;课程成果(course outcomes)是指完成一门课程的学生所期望获得的知识、技能和态度等[6],这里的“课程”指微观的具体课程,不指广义的课程体系;课堂成果(lesson outcomes)则是对课程成果的进一步细化,将成果落实在课堂和教学活动之中。

1.2OBE理念中成果的逻辑关系

反向设计(design down)是成果导向教育理念的关键原则之一[7]。它首先确定最终成果,接下來确定不同课程阶段的成果,再到每个阶段内的课程、每个课程内的单元以及每个单元内的学习活动都会重复这个过程,单元和学习活动应该有远见地与最终成果相一致,并有所贡献[5]。简单来说,反向设计的根本是将专业成果的知识、能力和素质的培养要求落实到具体的课程和学与教的活动中来。这种反向设计顺序构建了不同层次成果之间的逻辑关系。

2 课程教学中存在的重要问题

研究以某高校电子信息工程专业的重点专业基础课——“信号与系统”课程为切入点,使用课堂观察等方法,对该专业的课程教学情况进行系统性研究。案例专业自2015年已经通过两轮工程教育专业认证,比较具有代表性。

2.1 课堂观察的目标、方法和过程

1) 观察目标。课堂观察主要从“教”与“学”两个角度考察课堂教学质量,探究学生学习情况以及教师的“教”与学生的“学”之间的相互作用。

2) 观察方法。在2019年4月至5月期间,对案例专业大二“信号与系统”某班级随机选取10学时(课时)进行课堂观察,该课程共56学时。观察对象为同一课堂、同一教师授课,每节课的时间为45分钟。一是通过对学生在课堂上不同的行为表现进行归类和计时,了解学生学习情况;二是观察师生互动情况,探究“教”与“学”如何相互作用和影响。

3)观察过程。首先,观察并记录教学活动,发现教学活动主要包括:教师用PPT或板书讲解多媒体课件、教师讲解习题、教师讲解学习方法、教师讲解案例,另外辅有少量的学生课堂练习题。其次,对教学活动进行归类。观察发现,教师讲授时,学生基本采用“听”和“看”的方式接收教学内容。因此从学生的视角出发,将以上所有单向的教师讲解活动归类为“听课”。最后,整理并汇总不同类型的学生行为和持续时间,得到表1。

2.2 课堂教学中存在的问题

1) 学生课堂学习层次较低。按照布鲁姆的目标分类学将学习由低到高划分为6个层次:了解—理解—应用—分析—综合—评判[8]。由表1可见,在10节课堂中,学生99%的时间在“听课”,另外1%的时间在“做习题”。“听课”对应的学习层次是“了解”或“理解”,学生“做习题”的具体内容是“求余弦信号的傅里叶变换”,对应的层次为“应用”。另外,通过查阅该专业参与认证的《自评报告》和《课程教学大纲》,得到“信号与系统”课程支撑指标点和权重(表2),可以看到该课程支撑指标点对应的层次为“分析”和“评判”,学生课堂学习行为所对应的水平均低于专业认证对课程学习层次的要求。

2) 教学“以教师为中心”。此次观察的10节课中,99%的时间是以教师讲授为主的单向传输,缺乏较为深入的师生交流与互动。一方面,教师提问较少,提问内容主要是课本知识相关的简单问题,偶尔会有个别学生回应,一般情况教师自问自答;另一方面,学生极少提出疑问,10节课中,仅有1次,1名学生在听课过程中主动提问。笔者参与课堂观察的感受是:课堂中缺乏实质性的师生互动,教学更多属于以“教师为中心”的传统模式。

2.3 课程设计中存在的问题

1) 毕业要求没有落实到具体课程。

通过查阅相关资料,梳理该专业的毕业要求与课程的匹配矩阵,笔者发现毕业要求指标点对应到不同的课程章节,以表3“毕业要求指标点1-4”为例,该指标点最终对应到4门课程的部分章节,但针对具体课程,找不到明确的课程教学成果,即没有明确学生通过一门课程应达到的知识、能力和素质,毕业要求在课程中缺乏落实。

2) 课程设计以“内容”为导向。

从表3中涉及的4门课程的《课程教学大纲》提取了课程设计的主要内容,得到表4。第一,从教学目标设计主体来看,目标对学生多是被动语态的描述,而隐含的主语是教师,目标体现了教师从自己教学的角度设计课程目标,缺乏对学生学习的关注;第二,从教学内容设计逻辑来看,课程围绕教材的章节结构安排教学内容,强调教材的知识体系,对OBE理念强调的学生能力等有关的内容则缺乏体现;第三,从教学策略运用来看,以传统的单一讲授法为主,学生比较被动,讲授法比例在72%~92%之间,辅以习题、作业或小测验;第四,评价方式以考试为主,占总成绩的70%~80%,辅以习题、作业或小测验,评价方式与教学策略基本对应,目的在于检验学生对教师讲授“知识”的掌握程度。

3 OBE理念下的专业课程教学改革对策

课堂观察和资料分析的结果基本印证了笔者当初的几方面假设:第一,通过认证的专业,达到了认证的基本要求,但是并不意味专业在课程层面必然具有了应用OBE理念持续改进的机制与能力;第二,课程教学是实现《华盛顿协议》“实质等效”和内部质量保障体系建设的“最后一公里”,虽通过了专业认证,课程教学与专业4个层次成果脱节的现象仍然比较普遍存在。

成果应是OBE理念下的课程教学的主线,研究将确定成果、实现成果、评价成果3个环节与课程教学过程相结合,得到4个步骤:确定成果、课程计划、学与教、评价与改进。其中,首要的关键环节是设计明确的成果;其次,围绕课程成果和课堂成果进行课程设计;第三,在教学过程中,应注重“以学生为中心”和成果导向;第四,强调形成性评价对学生学习成果的促进作用。

3.1 建立清晰的四层次成果及其对应关系

高校的人才培养目标和毕业要求只有完全落实到课程教学中才能切实保证人才培养的质量。因此,高校应重视毕业要求的细化和落实,借鉴Harden的成果反向设计路径,建立“最终成果—课程阶段成果—课程成果—课堂成果”四层次成果及其对应关系[5]。

具体来说,第一,依据高校定位和社会经济需求确定培养目标和毕业要求,且参与工程教育专业认证的专业应覆盖但不应局限于认证的12条毕业要求标准[9];第二,以最终成果为目标,设计课程阶段成果以形成课程模块,并且覆盖但不限于认证的相关要求,如,工程教育专业认证对通识教育课程的成果要求是学生在工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素;对工程基础类课程的成果要求是体现学生在本專业应用数学和自然科学的能力[9]。第三,把阶段成果转化为课程成果。工程教育专业认证对课程成果没有具体限定,但并不意味着课程成果不重要,作为课程教学核心的课程成果应得到足够重视。课程成果的案例有:汕头大学“工程热力学”课程的成果目标包括知识点、能力点和素质点,其中,(第三级)知识点为“热力学第二定律”等;能力点为“发现问题和表述问题”“估计与定性分析”,以及“解决方法和建设”等[2]。第四,将课程成果进一步细化成教学单元成果和课堂成果,并落实到教学活动。教学活动是落实毕业要求的主要方式,学生只有通过系统完善的教学活动才能逐渐实现知识、能力和素质目标。

关于成果撰写和设计的方法,巩建闽等学者曾做过专门的研究,认为成果应以学生为中心,关注学生能力表现,尽可能用行为动词显示学生能够证明自己达到的程度和水平[10],可见成果设计具有一定的模式,但同时又非常强调教师的灵活运用,这对教师的主动性、教师有关成果的知识和应用成果能力等方面提出了高要求。

此外,不同层次的成果之间应保持对应关系,一方面,可以借鉴布鲁姆目标分类法保证上一层面的成果在下一层面得到完全的落实。如汕头大学用该方法建立专业成果和课程成果的匹配矩阵[2]。另一方面,要考虑到上一层成果的相关要素在下一层的落实,如,工程教育专业认证强调产业界在制定人才培养目标和课程体系计划方面的参与[9],相应地,高校应注重引导产业界对人才培养全过程的深度参与,包括具体课程的计划、学与教的过程、学生评价等相关教育教学环节,这样才能真正培养出符合产业界需求的工程人才。

3.2 聚焦课程成果和课堂成果进行课程设计

传统的课程设计以“内容”为导向,课程教学依赖于教材。一方面,过度强调书本知识,忽略学生能力培养;另一方面,教学指导文件主要是纲要性质的《课程教学大纲》,而没有细致的课程及课堂设计方案。OBE理念下的课程设计聚焦课程成果和课堂成果,教师应首先明确学生通过课程或教学单元应获得的知识、能力和素质,并以此目标制定系统的、精细的课程设计方案来保证高质量的课程教学。课程设计的课时安排、课程内容、学与教的策略、教学资源、评价方法和准则等各方面都应与课程成果和课堂成果保持一致性。其中,课程内容的知识、能力和素质要深度融合,知识和能力等相互促进。旨在培养工程人才的专业课程,其内容可以包括真实的工程项目或者是源于真实的客户需求,这将有助于激发学生的积极性,提高学生解决复杂工程问题的能力。学与教的策略是课程设计的关键要素,教师应灵活地利用工程教育领域先进的教学方法,如项目式教学法、问题式教学法、CDIO等方法灵活地制定教学策略;此外,还应加强对学生学习策略的指导,提供丰富的学习资源和帮助,以支持课程成果的达成。

3.3 “以学生为中心”理念贯穿教学全过程

“以学生为中心”是指以学生发展为中心、以学生学习为中心和以学习成果为中心[11]。“以学生为中心”也是OBE理念的三大原则之一。但在教学实践中,教师习惯了“以教师为中心”的授课模式,导致学生在课堂上以被动“听课”为主,师生互动和生生互动缺乏。OBE理念要求教师始终把“以学生为中心”的理念贯穿于教学的全过程:在正式教学前,教师需要引导学生明确通过学习该课程学生应达到的知识、能力和素质目标,达成该目标的实现途径和评价方式等,就课程的关键要素主动与学生达成一致;在教学过程中,教师应与学生保持深度交流和互动,注重激发学生的学习主动性,提供多种教与学的策略,力求使所有学生实现课程成果。

3.4 以形成性评价不断促进学生高阶学习

传统的课堂教学中,学生以低阶学习为主,课堂教学效果差,学生学习兴趣和主动性不高,成果导向的课程教学强调形成性评价对学生高阶学习的促进作用。学生学习成果表述中使用的动词不仅代表学生重要的学习目标,也代表着评估标准[10],它为教师和学生通过不斷地反思、评价和改进提供了比较清晰的参考。(1)在评价时间上,应从传统的以终结性评价为主转变为形成性评价为主,通过及时地、持续地评估学生的学习水平,引导和推动学生逐步实现高阶学习。(2)在评价方法上,对知识的考察仍可以采用传统的测验和考试为主的评价方式,但对学生能力和素质的考察则需要建立更加细化的评估标准,以保证评价的客观性。如,可以采用rubric量规法准确描述学生学习表现的水平。(3)在评价主体上,可以构建多元主体评价,鼓励学生自评、小组互评,或项目的需求客户评价等,通过多种评价途径促进学生学习。此外,对课程和教学的评价,也应聚焦于学生的学习成果达成,及时发现和调整课程与教学中存在的问题,不断提高每一个学生的学习成果,最终达到或超越课程的知识、能力和素质要求。

4 结语

目前我国已有200多所高等学校的上千个专业通过了工程教育专业认证,我国也逐渐由“工程教育大国”走向“工程教育强国”。但是,要真正通过工程教育认证落实OBE理念,让教师深度理解和运用OBE理念,应主动依照“以学生为中心”和持续改进等原则,根据“最终成果—课程阶段成果—课程成果—课堂成果”四层次成果来持续改进和调整课程目标、内容、教学方式及课程教学反馈机制,工程教育认证对促进专业教育自我改进和自我发展的内部保障机制建设的作用才得以实现。

参考文献

1中华人民共和国教育部.教育部高等教育司关于转发已通过工程教育认证专业名单的通知EB/OL.(2019-06-20)[2020-03-20].http://www.moe.gov.cn/s78/a08/a08_gggs/a08_sjhj/201906/t20190624_387402.html.

2 顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式J.高等工程教育研究,2014(1):27-37.

3 查建中.专业教育改革应强调课程的“情境”J.北京青年报职业教育,2016(11):1-2.

4 SPADY W G.Outcome-based education:critical issues and answersM.Arlington,Va:American association of school administrators,1994:197-198.

5 HARDEN R M, CROSBY J R,DAVIS M H.AMEE guide No.14:outcome-based education:part 1-an introduction to outcome-based educationJ. Medical teacher,1999,21(1):7-14.

6 FELDER R M,BRENT R.Designing and teaching courses to satisfy the ABET engineering criteriaJ.Journal of engineering education,2003,25(7):7-25.

7 SPADY W G.Outcome-based education:critical issues and answersM.Arlington,VA:American association of school administrators,1994:190.

8 BLOOM B S. Taxonomy of educational objectives: the classification of educational goals: Handbook 1: cognitive domainM. New York: David McKay company,1956:18.

9中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准EB/OL.[2020-03-20].http://www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gcjyrzbz/tybz/index.html.

10巩建闽,马应心,萧蓓蕾.基于成果的教育:学习成果设计探析J.高等工程教育研究,2016(2):174-179.

11 赵炬明.论新三中心:概念与历史——美国SC本科教学改革研究之一J.高等工程教育研究,2016(3):35-56.

[责任编辑 孙 菊]

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