赵嫚 李超

[关键词]信息化;学生中心;过程流体机械;翻转课堂;教学改革

2013年6 月，我国加入了《华盛顿协议》，成为该协议的签约成员，这标志着具有国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕在我国已经拉开[1]。《华盛顿协议》的“以学生为中心、产出导向和持续改进”的三大基本理念，引导和促进着我国高校的专业建设与课程教学改革。人才培养的核心一环是课程教学，只有保证课程教学产出（课程教学目标），才能保证学生毕业时的学习产出（毕业要求）;只有保证学生毕业时的学习产出，才能保障专业教育产出（专业培养目标）。所以，基于课程教学产出、以学生为中心、持续改进的OBE工程教育理念正被教师以各种教学方式探索和实践着。进入21世纪，物联网、云计算、大数据、移动互联网条件下的新一轮信息化“互联网+”的快速发展，给高校教育改革注入了强大的技术支撑，基于信息化的教学改革与实践如火如荼地进行。在众多的教改方式中，基于移动信息化的翻转式课堂教学将移动信息化技术与翻转课堂教学模式有机地结合起来，可借助手机移动终端进行先学后教，对确保学生学习的主体地位，开展成果导向、互动式的教学起到积极的促进作用。

课题组在工程教育背景下，以过程流体机械课程为例，开展了基于移动信息化的翻转式课堂教学改革与实践，旨在探索有效的以教学产出为导向、以学生为中心的课程教学新模式，同时进行教学全过程评价，持续改进教学各环节，保障和提高专业工程教育人才培养质量。

一、成果导向的翻转课堂构建

成果导向的教学设计是遵循反向设计原则的。所谓反向设计，是指课程设计从顶峰成果（培养目标）反向设计以确定所有迈向顶峰成果的教学的适配性。教学的出发点不是教师想要教什么，而是要达成顶峰成果需要什么[2]。由此可以得出，成果导向的课程教学设计是指依据课程教学的最终成果（教学目标）反向设计以达到教学产出的所有环节的适配性。反向设计还包括对教学产出评价的设计，依据教学产出评价制订持续改进措施，保障和提高教学产出质量。

成果导向下基于移动信息化的翻转课堂模型如图1所示，借助移动终端，学生在课前、课中和课后均须积极参与，彻底贯彻以学生为中心的教学理念，同时在三段式中学生的即时学习成果会被随时收集，形成过程性评价，教师依据过程性评价结果，不断调整、采取一定的措施持续改进课前准备及课堂教学组织，保障课堂教学产出效果。

（一）课程教学产出及课堂教学产出设计

课程的教学组织设计、组织实施、教学过程监督、教学产出评价的依据是课程教学大纲。在工程教育背景下进行教学大纲编写时，须明确课程教学对学生达到毕业要求的贡献是什么以及如何贡献，所以首先须明确课程的教学目标，即课程教学产出。教学目标制订一是要依据专业顶层设计所要求该课程应支撑的毕业要求分解的指标点;二是依据教学参与方（企业、学生）反馈意见，课程自身内容、特点而设定的其他目标，此类目标一般也是结合毕业要求指标点而定。课程目标的描述不是单一地对应毕业要求指标点，而是把毕业要求指标点与课程有机地融合在一起。课程的教学要求、教学内容、教学方式和评价方式均围绕该课程教学目标的达成设计。

以往的课程教学目标是以“了解、理解、掌握”来定义，对于学生来讲，到什么程度是了解、什么程度是理解或掌握，均是模糊的。而OBE理念下的课程教学需要体现出的是能力培养，这就需要对教学目标采用精准的能动词来进行表述。美国著名心理学家、教育家布鲁姆（Bloom）将认知分成识记、领会、应用、分析、综合、评价6个层次。Anderson等人于2001年对布鲁姆教育目标分类体系进行了修订，划分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造等6个层次，程度由低阶到高阶依次递增。修订版分类采用明确的心理过程动词术语和知识目标分类体系，提高了教学目标的可操作性[3]。

翻转课堂教学模式实施时，教师必须在每次（或每周）课前发布学习任务单，明确教学活动的教学产出、自学资源及课前自测等。每次课教学内容的教学产出是从课程总教学目标中抽取的，同样按布鲁姆认知领域的“教育目标分类法”列写。学生通过发布资料自学完成记忆的低层次的教学目标，并进行成果测试，了解知识目标的掌握程度，形成各自的学习难点所在，明确课堂重点学习内容。课前学习任务发布改变了学生传统的“等、靠、喂”的被动学习方式，提高了学生自主学习的意识和能力，也有利于教师依据反馈数据重新审视学习重、难点问题的界定，积极调整课堂教学设计，突出解决真正的重、难点问题。这样，学生学习目标明确，教师在构建课堂教学时，才能够摆脱低阶目标，实践高阶目标的培养。

（二）成果导向的翻转课堂实施

传统的课堂教学模式是以教师为中心、单通道式的，多冠以“低阶课堂”“灌输课堂”“封闭课堂”“重知轻行”和“重学轻思”等形式的“水课”标签。而成果导向的教学理念是以学生为中心，所有教学过程均以教学产出为导向，能力培养为重点，围绕学生这一主体展开实施，是一个双通道过程。这就要求教师在授课过程中挤“水”填“金”，采取各种形式将低阶课堂转变为高阶课堂，将灌输课堂转化为对话课堂，将封闭课堂转变为开放课堂，将课堂教学中的重知轻行转变为知行合一，将课堂教学中的重学轻思转变为学思结合[4]。

翻轉课堂强调的是课前完成知识自学，课上深化理解、内化知识的一种教学模式[5]。课上教师结合学生的课前学情分析，依据教学产出，联系工程实际，用问题导入，精心整合课程内容，创建学生乐于参与、能够解决工程实际问题的模块化的教学活动，使学生在解决工程问题时能够达到“融会贯通”“举一反三”的效果。在整个教学过程中，可随时借助手机移动终端开展小组讨论、投票问卷、头脑风暴、成果展示、限时测试等互动性活动，既凸显了学生学习的主体地位，又能体现师生互动、同伴学习的团队合作精神，对打造知行合一、学思结合、能力培养的高阶课堂起到了积极的促进作用。

（三）成果导向的产出评价

教学产出的评价至关重要，是决定学生学得怎么样、学生为中心主体地位的保障，是决定后期教学持续改进措施制订的依据。传统的教学评价采用终结性评价，评价多为学生卷面成绩的得失分分析，不能完全展示出学习产出的实际效果。OBE理念下的教学评价是教学产出的全过程评价——形成性评价，此评价不是停留在学生的学习成绩是否达到及格线上，而是要通过评价获取学生知识、能力和素养目标的达成情况，据此采取必要的改进措施保障学生取得预期的学习成果。手机教学APP 等移动信息化技术的介入，可实现学生课前、课中和课后全过程的学习行为大数据收集，为学生课程学习产出的评价提供平台和不同形式的评价方法。同时，教师通过实时地监测每位学习者的行为表现、即时追踪学生学习状态，为教师的个性化指导与合理、客观的评价提供有效证据[6];为教师针对性地调整教学内容和优化教学过程提供依据，不断提升教学效果。

二、移动信息化下翻转课堂教学改革与实践

课题组将“云班课”作为移动技术载体，结合兰州理工大学过程装备与控制工程专业的过程流体机械课程，进行了初步教学改革实践。

（一）课前：立足教学产出，构建资源，定时发布，限时完成

课程学习指南是教师依据教学大纲编写的，向学生下发的关于课程设置依据、学习目标、学习内容、学习方式和过程评价的一个全面、宏观的介绍。只有明确了这些信息，学生才能对课程学习有正确的认识，做好学习的准备。而每次课前或上次课结束时定时发布的学习任务，使学生清楚知道该部分教学内容的教学产出（教学目标）是什么。为实现“水课”向“金课”五维度的转变，教师须指明课前学习应达到的记忆、理解等低阶学习目标及课堂教学达到的高阶学习目标。同时，教师应围绕课堂教学目标搜集视频学习或PPT等学习资源，并限时自测。

例如，过程流体机械课程中“压缩机级的实际进、排气量”内容是用热力学理论分析压缩机级的实际进、排气量的，为后续压缩机的性能调节分析及压缩机的设计打下基础。此内容的特色为：定性分析中蕴藏深刻的设计思想;定义的进、排气系数各组成有明确的物理意义，其影响因素的理解对学生而言有难度;热力计算及计算结果分析评价的能力，对优选设计方案及方案改进至关重要。我们依据课程总教学目标，按新版布鲁姆的“教育目标分类法”设置了图2所示的教学产出。

（二）课中：立足学生中心、知识内化、能力培养、过程管理及评价

课堂教学主要完成高阶学习目标，是能力目标和素养目标培养的重要环节。过程流体机械课程在进行课堂教学组织时，首先借助“云班课”APP实施“一键式”签到，快捷省时，确保所有学生参与到课堂教学活动中。随后在课程教学内容导入的过程中，对课前自测进行点评，对反馈中出现的错误率高的信息在教学内容讲解时要突出强调。为检验重、难点问题解决的效果，保证课堂教学产出，教师借助“云班课”开展了随机选人释义、限时在线自测或限时分组讨论等活动。这些教学活动的设计与开展，使教师不仅是知识的传授者，更是教学过程的引导者和推动者，学生不再是知识的被动接受者，而是主动学习者和积极探索者，实现了“以教为中心”向“以学为中心”的转变。同时，“云班课”APP的使用，使得模块化的教学环节得到了有效的时间掌控，学生的学习过程得到了记录和评价。

（三）课后：总结与提升

传统教学模式下，学生课堂听讲，课后完成作业，相当于将学生解决问题的能力培养与评价后置。此举使得课堂教学效果体现不及时，教师发现问题解决问题不及时，有时从学生作业中得到的反馈信息不真实，造成教师认为学生已达到了每次课的教学目标，而后信心满满地开展后面的教学;而学生则问题越积越多，开始厌学，甚至弃学。过程流体机械课程教学改革将能力培养主抓在课堂的举措，使得存在的问题现形于课堂，便于教师及时调整和改进教学组织。课后，为进一步提高课堂教学产出效果，要求学生以思维导图的形式或“出门条”的形式，围绕课堂教学产出进行梳理，将所学信息深加工，总结归纳出求解问题的思路及注意事项;发布在线再测，巩固学生对知识点的理解。同时，为进一步加强师生之间的交流，及时为学生解惑，我们在“云班课”APP专门设置了答疑讨论区，打破了教学指导时间和场地的限制。

三、实施效果分析与反思

我校借助云班课APP开展的基于移动信息化的过程流体机械课程教学改革与实践初探，是以2015级过程装备与控制工程专业1班56名学生为对象开展的。与以往的课堂组织实施及效果相比，学生的到课率明显提高，课堂教学活动参与度明显提高，期末卷面成绩及格率提升至90.7%;作业以限时上传至APP的形式开展，学生的时间观念得以加强;项目小组活动的开展，使学生的团队合作能力和批判性思维能力的培养得到了保障;作业的在线批阅及实时的在线答疑，使学生学习过程中存在的问题得以及时解决，学生满意度较高。但另一方面，通过对课程教学资源的整合、课堂教学组织的回顾以及学生反馈的信息可以得出，基于移动信息化的过程流体机械课程教学改革与实践还有很多需要进一步完善和值得关注的地方。

（一）加强课前学习资料及明确教学产出的构建及发布

现有课前资料主要以PPT为主，视觉效果不突出，激发学生学习兴趣的程度不够，故在后续课前学习资源的建设过程中，一是要借助庞大的网络资源优选精彩片段来充实内容;二是要为增强学生对专业的热爱，增强学生的爱国主义情怀和民族自豪感，及时发布与课程相关的新闻报道，如“十九大代表风采-姜妍：为乙烯装置安上中国‘心”，以充实资源库;三是对难以理解的知识点，录制短视频，供学生反复学习。教学产出的构建及定时发布有助于学生明确学习方向，针对课前自学，有目的性地参与课堂活动，提高课堂产出，因此要对已有的课堂教学产出进一步分析、明确，借助云班课APP功能限时发布。

（二）“以学生为中心”课堂教学模式的有效实施

“以教师为中心”向“以学生为中心”课堂教学模式的转变需要教师和学生双方的努力，但学生能否在课堂中活跃起来，打破沉默式的被动学习模式，主要还是取决于教师对课堂教学环节的设计与组织实施。为此，应总结以往课堂教学活动中出现的问题，综合学生给出的建议，针对不同教学内容、明确的教学产出，进一步探讨适宜的教学活动，规划实施过程中的引导措施及可能出现探讨问题的预案。

（三）课前自学评价反馈应及时

课前自学评价主要是考查学生对知识的认知和领会程度，而及时的评价反馈能够使学生认识到不足，明确课堂重点疑问，做好解难准备;也能让教师及时调整课堂开始阶段对知识的讲解程度及后续应用、评价，甚至是创造能力培养的教学活动开展程度。为此，今后在学习任务发布的同时，应加强课前學习目标的确切性，在自测题库中精选课前自测题，提高学生限时完成度，把评价结果及时反馈给学生和教师。

四、结语

我校自开展工程教育专业认证工作起，抓OBE进课堂落实一直是课程教学改革的重中之重。基于移动信息化的过程流体机械课程教学改革与实践，改变了传统教学“以教师为中心”，灌输式、单声道的教学模式，形成了以教学产出为导向、学生为中心、能力培养为主线的双通道教学模式。课前、课中和课后三段式的课程教学设计与实践，激发了学生课堂参与的积极性，保障了学生创新思维、批判思维、团队合作等综合素质和能力的培养。“云班课”APP移动信息化的介入，还实现了教学产出的形成性评价，不仅调动了学生学习的主动性，对学生能力目标培养的达成进行了全面评价，更使得教师及时发现教学过程中存在的问题，即知即改，确保持续改进工作落到实处。