基于OBE理念的课程思政混合式教学创新改革研究

摘  要：应用光学课程针对学生传统知识难理解、学习动力难持续等问题，围绕以学生发展为中心的OBE教学理念，以厚基础、强实践、重创新的新工科人才培育目标为起点，反向设计课程目标，满足课堂教学高阶性、创新性与挑战度的要求。该课程基于中国慕课和在线大学平台，开展精准教、综合评、主动学的线上线下混合式教学，以学生为中心分析学生特点，通过重组教学内容、丰富教学资源、强化课程思政、重构教学组织和改革考核方式这五个创新举措，贯彻"价值塑造、能力培养、知识传授"三位一体的育人理念。

关键词：OBE教学理念；课程思政；混合式教学；三位一体；新工科

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）24-0070-04

Abstract： The "Applied Optics" course aims to address issues such as difficulty in understanding traditional knowledge and sustained learning motivation for students. It revolves around the OBE teaching concept centered on student development， and starts with the goal of cultivating new engineering talents with a solid foundation， strong practice， and emphasis on innovation. The course objectives are designed in reverse to meet the requirements of high-level， innovative， and challenging classroom teaching. This course is based on the platforms of China MOOC and online universities， and carries out a blended online and offline teaching approach of precise teaching， comprehensive evaluation， and active learning. With a student-centered approach， it analyzes the characteristics of students and implements the educational concept of "value shaping， ability cultivation， and knowledge imparting" through five innovative measures： restructuring teaching content， enriching teaching resources， strengthening course ideology and politics， restructuring teaching organization， and reforming assessment methods.

Keywords： OBE teaching philosophy； curriculum ideological and political education； blended teaching； trinity； new engineering

为适应新一轮科技革命和产业变革的新趋势，要紧紧围绕国家战略和区域发展需要，加快建设发展新工科，探索形成中国特色、世界水平的工程教育体系，促进我国从工程教育大国走向工程教育强国。新工科要求高校培养一批多样化、创新型卓越工程科技人才。传统的课堂是封闭的，体现为在固定时间、固定地点完成固定的教学任务，以教师教授为主、考试为辅的教学模式已经不能满足新工科建设要求。成果导向教育（OBE）理念是工程教育认证中的一个核心方法，最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革中，要求在教学大纲设计、教学方法设计、教学活动和考核评价等环节均以学生的实际产出为目标，鼓励“五指山型”教学效果，既能突出有能力学生的优势，又能保证普通学生的基本能力形成。在这种教学模式中，学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习更重要。因此，在课程建设中，应加强引发学生主动思考、持续学习、深入研究等教学环节的设计[1-2]。

一  课程基本信息

应用光学是光电信息科学与工程的专业必修课程，以几何光学原理为基础，分析研究典型光学仪器、光度学、色度学等基础理论和这些光学仪器基本原理的计算方法。应用光学为成像与非成像光学设计、光学仪器设计、微光夜视和激光红外等学科奠定了理论基础和应用基础，在培养光学和光电类人才中具有不可替代的地位。通过本课程的学习，对树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程素养，培养科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力等方面都有重要的作用。本课程的目的是使学生在掌握几何光学的基本概念、相关原理的基础上，能够运用基本公式进行典型光学系统的分析、计算，确定光学系统结构尺寸及其组成，培养学生光学系统初步设计的能力，为进一步学习光学设计以及后续光信息理论、激光原理等课程打下坚实基础。

作为一门专业基础课程，授课对象是新入学的大一新生，其正处于世界观、人生观、价值观形成的关键时期，学校和老师有义务进行正确引导。课程采用“成果导向、问题驱动、学生中心、教师引导”的OBE教学理念[3-5]，贯彻“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念，深入挖掘应用光学课程中的思政元素，充分探讨思政元素与应用光学知识体系的关系，精心设计思政元素的展现形式，实现课程思政与专业教学的高度融合。在知识传授的基础上，强化能力培养目标和素质教育目标。能力目标是培养学生使用应用光学知识分析和解决具体问题的能力；素质目标是养成良好的学习习惯，培养创新能力、创新意识和创新习惯，培养严谨务实的科学精神和唯物主义世界观[6-11]。本课程以“人和事”作为思政内容的主线索，从国外到国内研究现状，从团队到个人，从历史到时政热点，从科学家的家国情怀到学生的专业认同感方面进行探讨。

二  学情分析及教学痛点问题

我们面对的是大一新生，其特点是思维非常活跃，对现代信息技术手段的接受能力非常强，但是自主学习能力较弱，对学习抽象理论知识存在畏难情绪。

应用光学作为一门专业基础课程，教学内容枯燥、烦闷、难学，目前的教学中依然大多采用传统的填鸭式教学模式，即教师在课堂上对知识内容进行灌输式传授，这个过程中教师起主导作用，学生只是被动接受。因此教学痛点问题可以归纳为四点。第一，传统课堂单一的教学模式已经无法实现新工科建设背景下的课程培育模式，且缺乏与工程实际的紧密联系，学生对课程缺乏学的兴趣和动力以及专业认同感。第二，理论与实践难以深度融合，导致学习难以将所学理论应用于实践，也难以通过实践深度理解理论。第三，传统教学模式很难实现个性化教学，受课程进度和学生知识掌握程度的限制，采取相同的教学进度无法让每个学生都达到良好的知识掌握效果。第四，教师无法实时掌握学生的学习情况，仅仅局限于课堂上的知识传授，缺少与学生之间的交流和互动，不能充分了解学生对知识的掌握程度，无法有针对性地做出相应的辅导。

但在总课时不能增加而教学内容又不能减少情况下，要解决以上教学痛点问题，则仍需要进一步改变和优化“教&学”方式方法：“理论教学+课程实验+课外实践项目”一体化教学模式，“教室+实验室（专业、开放与创新）+网络平台”多维度学习方式。

三  混合式教学创新思路与举措

体现立德树人思想，落实“以学生发展为中心、产出导向、持续改进”的理念，在课程内容上贯彻“两性一度”的标准[12-15]。本课程旨在构建线上线下混合教学模式的学习共同体，以“课前-课中-课后”为基线，以学生发展为中心，体现教师主导、学生主体的教学理念。课程增加理论教学，将理论教学和实验教学合二为一，构建分工明确的课程教学团队，采用“理论教学+课程实验+课外实践项目”一体化教学模式，以课程团队搭建的应用光学综合实验室为支撑，通过“理论教学、课程实验、课外实践项目和网络平台”相结合的教学模式，借助于中国大学慕课在线平台上的国家精品课程资源，实现“理论与实践、课内与课外、线下与线上”有效结合，为学生自主学习提供充分条件，切实提高学生理论综合与实践创新能力。

该课程依托中国大学慕课在线平台上北京理工大学的应用光学国家精品课程，以及学校的在线录播课程平台（本人录制的课堂实录视频），实现线上、线下多元混合式教学模式。为了切实达到课程教学成效，本课程负责人在线下的课堂理论教学过程中，已根据该门课程性质、教学目标、主要知识点间逻辑关系、教学重点与难点等因素，结合课程总目标和章节分目标，将教学理论与工程实践内容相融合，在大致遵循教材编排章节顺序基础上，以任务驱动为核心，对教学内容进行了重新调整和优化，将理论知识点和实践要求隐含在项目任务分解中；而在线下的课程实验教学过程中，对于主要器件讲解和光路验证与深入分析，则是“有图有真相”“靠事实说话”，通过PPT中照片展示、网络工具实时搜索、实物展示和专业软件设计仿真验证等方式，增强学生对于理论内容和相关知识点的感性认识，增加课堂教学过程中理论与实践、教师与学生的交流互动。

同时，充分利用网络信息技术，在课前发布本周学习计划及视频观看任务；在课中我们会进行课堂签到、课堂提问及抢答、课堂练习及课后作业的布置等；在课后学生可以利用课程平台进行课后的进一步学习和提升，也利用平台完成在线自测任务。围绕每周的学习任务定期发布学习讨论帖，鼓励学生积极发帖、回帖参与课程学习讨论，学生所有的参与情况都会在平台上自动记录，为老师了解学生情况及针对性的指导提供了事实和依据。我们利用平台进行每次作业的讲评和总结。

利用现代信息技术实现课前、课中、课后三个阶段内，从线上发布任务、线下课堂教学、学习讨论、自测、作业、测试和讲评总结这七个过程，“三阶段七过程”的多元混合式教学模式不仅极大程度地拓展了课程教学的时间和空间，也让学生在课后真正地忙起来、动起来，为培育学生自主学习能力提供了基础和保障。

此外，课程教学中增加了实验课程。充分利用线上开放的慕课资源，提前线上预习实验课程内容，对实验项目进行功能需求消化、性能指标分析，综合已学知识以及部分将要学习或者需要自学的知识，按照基本要求、提高要求和创新拓展三个层次。线下实验课借助于已搭建的“应用光学综合实验室”平台，在教师指导下自主构思实验方案、选择合适光学器件、设计实验光路、进行光路调试，完成有工程应用背景的实验项目。鼓励学生自主开发光学课外实践项目并参加各类竞赛，特别是大学生光电设计竞赛。帮助学生将所学理论应用于实践，反过来通过实践深度理解理论，最终实现知识、能力、素质的有机融合。

教学考核方式对于混合式教学模式的实践和发展至关重要。考核方法需要综合运用多种方式和方法，以全面客观地评估学生学习过程和成果。因此，教学考核应该注重学生的知识、能力和素养发展。知识考核主要包括理论知识和实践应用，重点考察学生对于知识的理解和运用能力；能力考核主要考察学生能否熟练掌握相关的技能并灵活运用；素养考核主要考查学生能否形成独立思考、批判性思维和创新能力。

四  课程思政教学创新思路与举措

工科教学不仅要重逻辑知识，也要重人文思想。高校教育肩负着育人使命、文明使命和发展使命，通过多途径全面实现课程思政是每一个工科人都努力去探究和践行的课题。结合当前国家卡脖子技术，阐述当前光电前沿知识和前沿应用，鼓励学生为实现“光电梦”而努力奋斗；让学生深刻地感悟我们光电人肩负的社会责任，树立专业信心，增加专业认同感。激励我们光电信息科学与工程专业的学生努力学习好专业知识，在不久的将来持续创新，探索便捷易用的工具和全面的解决方案。我们相信，光电技术的创新将造福更多人，使大家能更好地享受美好的生活，展望光明的未来。也从身边的科学家（如潘君骅院士）和光学领域资深科学家（如王大珩院士）的故事中挖掘思政元素，让学生自发地学习科学家们勇于创新的科研精神、心系祖国的家国情怀和淡泊名利的奉献精神；让学生深刻地感悟我们光电人肩负的社会责任，树立专业信心，增加专业认同感。同时勉励学生潜心治学，脚踏实地学好常用应用光学的基本理论知识，凝聚奋进力量，在新时代奋发勇为，为国家富强、民族振兴贡献力量。