教育教学论文:基于OBE理论的教学改革与实践
[摘 要] 近年来,成果导向教育(OBE)作为一种先进的教育理念,在我国教育教学中应用的范围越来越广。以“房屋建筑学”课程为例,阐述基于OBE理论的课程在教学目标、教学方法及教学评价几方面的教学改革与实践。教学目标定位注重学生能力的培养,从“知识目标、能力目标、素质目标、育人目标”四方面定位;教学方法注重“学生为中心,产出为导向”,提出翻转课堂教学、反向设计教学、线上线下混合式教学、及时巩固练习等方法;教学评价注重过程及能力的评价,采用多种考核方式的评价模式。
[关键词] 成果导向教育;房屋建筑学;教学改革
[基金项目] 2019年度江苏省一流专业建设项目“常州工学院‘土木工程专业一流建设项目”(苏教高〔2019〕8号);2019年度常州工学院校级教学研究基金项目“房屋建筑学‘金课建设项目”(A3-3101-19-009)
[作者简介] 董海荣(1970—),女,河北张家口人,硕士,常州工学院土木建筑工程学院教授,主要从事建筑技术科学研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)24-0097-04 [收稿日期] 2021-03-28
一、引言
成果导向教育(OBE)作为一种先进的教育理念,是高等工程教育改革的一个方向[1]。OBE理论注重教学过程的输出而不是输入,采用研究型教学模式而不是“灌输式”教学模式。OBE理论强调解决四个方面的问题:“我们想让学生取得的学习成果是什么?”“我们为什么要让学生取得这样的成果?”“我们如何有效地帮助学生取得这些学习成果?”“我们如何知道学生已经取得这些学习成果?”可以明确看出,基于成果导向的OBE教育理念,始终强调学生的中心地位及学习成果,这一理论能够弥补传统教学的“教师主导”知识传授多于能力培养的缺陷[2]。
“房屋建筑学”是土木工程专业的一门重要的综合性、实践性、社会性很强的专业基础课程。涉及建筑结构、建筑物理、建筑法规、建筑材料、建筑历史、建筑设计原理及城市规划基本知识等,以建筑制图、建筑材料等课程为其先导,又为建筑结构、建筑施工技术、建筑工程定额与预算、地基与基础、建筑设备等后续专业课奠定基础,它在土木工程专业的整个教学体系中起着承上启下的重要作用。“房屋建筑学”课程主要讲授建筑设计和建筑构造的基本原理和方法,为适应工程教育认证的要求,培养学生的综合能力,基于OBE理论,“房屋建筑学”课程在教学目标、教学方法及教学评价方面进行改革与实践。
二、基于OBE理论的“房屋建筑学”课程的教学目标定位
课程的传统教学目标注重理论知识的传授,导致学生即使掌握了相关的知识点,但是难以把理论知识用于解决实际工程问题中。同时,枯燥的理论知识传授,致使学生缺乏学习的积极性和兴趣,授课中提供学生自主学习的机会少,使学生与人沟通交流及团队协作能力得不到锻炼。所以,基于OBE教育理念,以及我国工程教育专业认证的要求,课程的教学目标应从知识目标、能力目标、素质目标及育人目标四个方面定位。根据“房屋建筑学”课程的性质,具体教学目标定位如下。
1.知识目标。掌握民用与工业建筑的空间设计和实体构造的基本原理和基本方法。
2.能力目标。能够根据房屋使用要求、材料供应情况及施工技术条件,进行建筑空间设计,分析、设计合理的建筑构配件的构造方案,进行建筑实体的构造设计。
3.素质目标。具有自主学习、沟通交流能力以及团队协作精神。
4.育人目标。树立正确的人生价值观,培养严谨的学习工作态度,具有良好的职业道德等。
三、基于OBE理论的“房屋建筑学”课程的教学方法改革
国内外很多研究者不断提出课程教学改革和创新的意见及建议,对于该门课程的教学方法改革有诸如理论联系实际、模型授课、开展第二课堂、启发引导、充分利用数字化多媒体等[3-5]。基于成果导向的OBE理论,教学应在吸收消化既有教学改革成果的基础上,以实现“以学生为中心、以产出为导向”为教学目标,促使学生综合能力的培养和专业能力的进一步提升的教学方法。基于OBE理论,“房屋建筑学”课程在已有的教学方法基础上,进一步采用翻转课堂教学、反向设计教学(案例分析教学)、线上线下混合式教学、及时巩固练习等教学方法。下面以“房屋建筑学”课程为例,阐述这几种教学方法的特点及实施。
(一)翻转课堂教学,以学生为中心
学生的学习过程包括信息传递和吸收内化两个阶段,翻转课堂教学模式,是为学生提供课前学习资源,把信息传递放在学生线下课堂之前进行,而把吸收内化阶段放在课堂上,通过老师启发引导、学生互动交流完成。翻转课堂上学生成为主角,课堂活动主要以学生讨论交流、问题探究、主题汇报等活动为主,教师为课堂活动的引导者、指导者。
传统授课方式,常常是学生一听就会,解决实际问题时就出错,学生学的知识很多都是“夹生饭”,知其然不知其所以然。翻转课堂教学正好解决了传统课堂“老师讲,学生听”的“满堂灌”模式的弊端,体现了OBE理论的“以学生为中心”的教学理念。例如:屋顶的保温隔热及防水构造是“房屋建筑学”课程的重要知识点,由于屋顶的构造层次比较多,而且现有建筑屋顶的各层构造无法直接观察到,所以学生难以想象,绘制屋顶的构造层次图形时经常出错。基于OBE理论,该部分内容讲授采用翻转课堂的形式。首先学生完成线上关于屋顶构造基本原理和方法的学习,其次分组进行屋顶的调研,制作屋頂构造层次的简易模型,并且绘制屋顶构造层次的详图,最后小组汇报各构造层次的做法有哪些,不同做法有什么特点以及适用范围。教师只对学生理解不到位或有误的内容做重点解释。一方面,由于屋顶保护层是裸露在外面的,所以学生可以调研一些实际工程屋顶,了解屋顶保护层的构造做法;另一方面,对于屋顶的其他构造层次做法,学生可以通过建筑构造实验室里屋顶缩尺模型了解。
“房屋建筑学”课程采用翻转课堂,学生在调研过程中发现问题、分析问题、解决问题,不仅提高学生学习的积极性和主动性,提高学生应用理论知识解决实际问题的能力,而且可以提高学生自主学习以及团队协作、沟通交流、语言表达等能力。
(二)反向设计教学,以产出为导向
传统的授课方式主要是教师课堂讲解相关知识,学生被动熟悉或掌握知识,这种教学模式导致学生虽然掌握了相关的知识,但是无法熟练或合理地把理论知识应用到解决实际问题中,甚至会出现教师费劲全力讲解而学生听不懂的现象。基于OBE理论的教学要求,教学必须注重“以产出为导向”,课程要以最终目标为起点,反向进行课程设计,开展教学活动。
“房屋建筑学”课程最终目标是能够完成建筑工程的空间设计和实体构造方案的设计,所以,讲授知识的时候先从实际工程案例入手,分析工程案例需要解决的问题,解决这些问题需要哪些知识,解决这些问题是否可以采用多种方案等,然后再讲解相关的知识点。也就是说,反向设计教学必须采用案例教学法,必须要理论与实际相结合。因此,课堂讲授过程中,采用多媒体课件、微课等,形象直观地再现理论知识如何应用于工程实践的案例,案例选择可以是有代表性的成功案例,也可以是有警示作用的工程事故案例。例如,讲授墙体节能构造的内容时,选择一栋建筑外保温大面积整体脱落的工程事故案例,通过该案例保温层脱落的视频,让学生从保温层脱落这一现象分析,引导学生得出外保温构造需要解决的问题,逐步分析保证保温层与墙体基层连接牢固的构造做法。通过该工程事故案例的分析,不仅能够增加学生的感性认识,更好地把理论知识运用到实践中,而且可以培养学生严谨的学习工作态度和良好的职业道德。
(三)线上线下混合式教学,打造“金课”
一方面,基于成果导向(OBE)的教育理念,实现“以学生为中心、以产出为导向”的教学模式,必须为学生提供大量自主学习的资源,提供充足的实际工程案例。另一方面,该课程的特点是要求学生既掌握建筑的基本理论知识,又要具有建筑工程实践能力;既学会查阅有关建筑规范标准、建筑图集等资料、获取有关建筑知识信息,又能够读懂建筑施工图,并能在掌握理论知识的基础上进行建筑设计。也就是,“房屋建筑学”课程的学习需要大量的工程图纸、建筑标准规范等资料。例如:一幢建筑物的设计是用施工图来表达的,建筑物的施工是按照施工图纸进行的,工程预算也是以施工图纸为依据的。土木工程专业学生必须读懂施工图、学会施工图设计。而“房屋建筑学”课程正是培养学生这方面的能力,致使这门课程在讲解过程中,必然存在图多而课时少的特点。如果仍运用旧的教学手段——课堂绘图或者多媒体课件显示图形,一方面绘图速度太慢,影响教学速度;另一方面效果不佳,对于某些抽象图形,即使教师在课堂上进行细致讲解,学生在大脑中也难以建立实际模式,对这些问题难以立即掌握。此外,通过工程实例讲解有关内容时,对于表达某一工程实例的平面、立面、剖面和透视图时,课堂上短时间内是无法表达清楚完整的。线上平台能够提供丰富的教学资源,弥补传统的线下课堂授课的缺憾。而且,对于同一设计的不同设计方案或同一构造的不同做法,线上资源能够更加方便地进行比较、分析,达到理论的升华,提高学生创新、开拓的工程意识和能力。所以,“房屋建筑学”课程采用“线上线下混合式”的教学方式。
线上教学充分利用网络资源,开拓学生的眼界,拓宽学生的知识面,保证学生自主、自由安排时间学习。线下采用多媒体现代化教学手段结合黑板教学,注重实践应用,通过启发互动、现场教学、开设第二课堂、翻转课堂等方法,把理论知识和实践紧密结合,培养学生知识的综合应用能力。
为了给学生自主学习提供充分的教学资源,在中国大学MOOC平台建设了“房屋建筑学”在线开放课程,MOOC平台的内容包括视频讲解、PPT课件、单元测验、单元作业、富文本等。根据“房屋建筑学”课程内容较抽象的特点,制作的讲解视频主要特色有:一是通过施工视频、三维动画、工程图片等,把抽象的内容形象化;二是把二维的建筑图形变成三维立体化,增加课程趣味性,促进学生对知识的掌握;三是让一些静态的内容“动”起来,形象、直观、易于理解。“房屋建筑学”在线开放课程的每一单元设置了单元测验,学生可以及时对自己掌握的基本知识进行检测,对自己的学习情况作出判断,如果该部分内容掌握不好,学生可以有针对性地进行再次学习和巩固知识。“房屋建筑学”在线开放课程开发补充性、更新性和延伸性的共享教辅资料,主要内容有微课教学视频、现场施工视频、相关规范标准介绍、网络资源链接等,方便学生学习参考的同时,拓展学生的知识面。
(四)及时巩固练习,提高知识应用能力
牢固地掌握所学知识和技能是学习新知识、发展智力、培养能力所必需的,也是我国几千年教学实践的一个宝贵经验,学生必须温故而知新。针对“房屋建筑学”内容多而散的特点,一方面,为学生提供能够提高其分析问题、解决问题能力的作业题目,使学生在练习的同时得到能力的提升;另一方面,为学生提供一套梳理知识点的复习思考题,使学生在自学、复习过程中能够抓住重点、把握问题实质。
为了进一步培养学生运用所学基本原理和方法分析问题、解决问题的能力,要求学生课下及时练习,不仅强化了专业理论知识,把课堂教学与实践性教学环节相结合,使知识更加系统化,同时加强理论联系实际,使学生融会贯通,全面锻炼学生分析问题、解决问题及专业综合能力。例如,为给学生更多的思维时间和空间,讲授建筑设计部分时,给学生布置几个设计题目,学生根据兴趣选择,也可由学生自行拟定设计題目,调动学生学习的积极性,学生在比较分析自己设计的多种方案过程中,加深和巩固了对书本知识的理解,同时培养其思维、创新能力,课程设计也形成框架。在讲授建筑构造部分时,每讲一部分都要布置相应的小型构造设计(如墙体、楼板、屋顶等的构造设计),积累、巩固知识的同时为课程设计奠定基础。
四、基于OBE理论的“房屋建筑学”课程的教学评价模式
傳统的“房屋建筑学”课程评价方式主要是采用期末考试,而且期末考试成绩在总评中的占比较高,这种评价方法不能完全反映学生学习的成果,具有一定的局限性。基于成果导向的OBE理论,课程的评价方式要注重学生的综合能力以及学生学习过程的考核。所以,“房屋建筑学”课程采用多种评价方式相结合的课程考核方式。其中过程考核包括有课前预习、MOOC平台在线学习、参与讨论、课后基于工程案例设计方面的作业、工程案例调研、小组汇报交流、课堂练习等,期末考核环节为闭卷试卷考试。具体考核内容见表1。这种突出过程和能力的评价的考核方式,不仅能够充分调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习、实践创新能力,而且可以全面、客观、合理地评价学生综合素质[6]。
五、结语
基于成果导向的教育理念,结合我国工程教育专业认证的要求,课程教学目标定位注重学生综合能力的培养,教学方法以最终目标(最终学习成果)为起点,反向进行课程设计,开展教学活动,教学方法从翻转课堂教学、反向设计教学、线上线下混合式教学、及时巩固练习几方面进行改革,创新注重能力培养及过程考核的评价模式。经过几年的房屋建筑学教学的实践检验,教学改革使该课程的毕业要求达成度明显提高,基于OBE理论的教学改革能达到提高课程教学质量和学生学习效果的目标。
参考文献
[1]马佳,汪宏友.成果导向教育(OBE)理论研究文献综述[J].创新创业理论研究与实践,2019(16):88-89.
[2]李世清,姚金环.浅析OBE理论下的工科院校人才培养路径[J].教育教学论坛,2020(22):78-79.
[3]梁雪婷.“房屋建筑学”课程教学中的问题和改革策略
[J].安徽建筑,2020,19(13):138-139.
[4]薛艺.“房屋建筑学”教学改革与探索[J].教育教学论坛,2014(49):144-145.
[5]许景峰,何荥.不同专业房屋建筑学课程教学模式探讨[J].高等建筑教育,2010,19(2):52-55.
[6]陈翔,韩响玲,等.课程教学质量评价体系重构与“金课”建设[J].中国大学教育,2019(5):43-47.
Teaching Reform and Practice Based on OBE Theory: Taking Housing Architecture Course
as an Example
DONG Hai-rong
(School of Civil Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou, Jiangsu 213002, China)
Abstract: In recent years, as an advanced educational concept, OBE has been widely used in education and teaching in our country. Taking the course of Civil Engineering as an example, the teaching reform and practice of teaching objectives, teaching methods and teaching evaluation based on OBE theory are expounded. The teaching objectives focus on the cultivation of abilities, and are positioned from the four aspects of knowledge goals, ability goals, quality goals, and education goals. The teaching method focuses on "student-oriented, output-oriented", puts forward flipped classroom teaching, reverse design teaching, online and offline mixed teaching, and timely consolidation practice, etc. The teaching evaluation focuses on the evaluation of process and ability, and adopts the evaluation model of various assessment methods.
Key words: outcome-based education; Housing Architecture; teaching reform
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