基于成果導向的“輪機案例分析”課程混合式教學模式

張興彪

(大連海事大學 輪機工程學院,遼寧 大連 116026)

一、引言

2016年起,中國海事局針對將事故經驗教訓運用于海員培訓的議題開展了一系列的研究和實踐,并先后4次在國際海事組織(IMO)人的因素、培訓和值班分委會(HTW)會議上提交了相關提案,均被審議并采納。為了支持上述提案,大連海事大學開設了“輪機案例分析”課程,并且已經完成多屆本科生的授課。2022年IMO海上安全委員會第106屆(MSC 106)會議通過了以中國海事局提案《關于事故和經驗教訓應用于海員教育和培訓指南框架的建議》為藍本制定的新通函——《在海員教育和培訓中應用傷亡案例和經驗教訓的指南框架》(MSC.1/Circ.1661),標志著我國在船員教育和培訓領域的研究取得世界性成果。

當前,案例教學已經逐漸被國內高校所接受和采用,尤其在法學、工商管理等專業教學中得到廣泛應用。目前,航海類高校對單門航海類專業課程采用案例分析教學已有比較多的實踐探討,但是未見國內其他航海類院校專門開設“輪機案例分析”或類似課程?！拜啓C案例分析”課程教學還在實踐探索階段,存在諸多不足,亟須對該課程的教學內容、教學模式、考核辦法、課程思政等方面開展深入研究和實踐。

二、課程概況和教學研究的意義

“輪機案例分析”是大連海事大學輪機工程(海上方向)專業的一門32學時的限選課,安排在第三學年第二學期進行。該課程的主要教學目標包括:(1)理解船舶設備的結構、工作原理和常見故障,能夠綜合運用科學原理和方法調查和分析輪機事故案例,具有分析、判斷和解決輪機設備故障的能力;(2)理解國際公約、法規、規范的輪機設備的要求,能夠運用多學科的原理和方法研究輪機事故案例,能夠分析復雜輪機工程問題并得出具有指導意義的結論和方案。課程研究輪機海事事故案例,課程任務是結合輪機案例強化學生掌握和運用專業知識,使學生對輪機設備樹立系統觀和整體觀;課程目的是培養學生分析判斷能力、理論聯系實際能力,為將來從事相關領域工作打好基礎?！拜啓C案例分析”課程具有以下特點:(1)搭建了一個虛擬實踐活動平臺;(2)具有鮮明的擬真性;(3)用模擬的思維活動豐富了實踐內容;(4)營造的氛圍利于激勵學生的實踐熱情。

目前課程教學中,仍存在以下幾個問題:(1)課程與幾門專業課同步進行,授課教師需要講解學生還沒有學到的專業知識,既浪費學時又影響學習效果;(2)教學形式屬于“填鴨式”封閉課堂教學模式,學生失去最初的新鮮感后學習熱情和積極性會逐漸降低;(3)在有限的學時內無法對案例背景和詳細內容進行深入講解;(4)課程目前采取提交案例分析報告的單一考核形式,不利于多角度評價學生的學習效果和教師的教學效果。

大連海事大學輪機工程學院以工程教育認證標準為依據,目前已形成 “課程體系→教學大綱→課程實施→課程目標達成評價→畢業要求達成評價→畢業要求→課程體系”的閉環培養體系,體系運行貫徹“學生中心、成果導向、持續改進”方針?！拜啓C案例分析”課程目前還未完全滿足工程教育認證要求,還需要進一步改進和完善?；诔晒麑蚶砟?對課程內容、教學模式設計和方法、教學評價方法等進行研究和實踐,可以解決課程存在的問題,從而更好地貫徹實施閉環培養體系,實現最佳教學效果和滿足工程教育認證標準要求。

三、基于成果導向(OBE)的混合式教學模式設計

(一)成果導向(OBE)教育理念

成果導向(Outcomes-Based Education,簡稱 OBE)教育理念是一種以成果為目標導向、以學生為本,采用逆向思維方式進行課程體系建設的先進教育理念。OBE教育理念包含四大原則:清楚聚焦、擴大機會、提高期待、反向設計。清楚聚焦是指課程設計與教學要清楚地聚焦在學生完成學習過程后能達成的最終學習成果,并讓學生將學習目標聚焦在學習成果上,是OBE實施原則中最重要和最基本的原則。擴大機會是指課程設計與教學要充分考慮每個學生的個體差異,要在時間和資源上保障每個學生都有達成學習成果的機會。提高期待是指教師應該提高對學生學習的期待,制定具有挑戰性的執行標準,以鼓勵學生深度學習,促進更成功的學習。反向設計是以最終學習成果為起點,反向進行課程設計,開展教學活動。實施OBE教育理念包括五大要點:確定學習成果、構建課程體系、確定教學策略、自我參照評價、逐級達到頂峰。

OBE教育模式的教學驅動力是學生學習成果,強調“教育是一種能力培養、能力訓練”過程。[1]OBE教育模式是以預期學習成果為中心來組織、實施和評價教育的教育結構模式。[2]OBE的精神實質為“以學生為本,由以教師為中心轉變為以學生為中心”。實施OBE教育模式包括定義、實現、評價和使用學習成果四個步驟[3]。OBE教育模式強調學習過程中以學生為主體,重視培養學生自主學習意識,主張學生自主學習、自我評價和相互評價。在教學過程中,教師起著示范和指導作用,教師是學習過程的示范者、管理者和監督者。

(二)混合式教學模式

混合式教學是將線上教學和線下教學相結合的一種教學模式。該教學模式將傳統教學和網絡教學的優勢結合起來,既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用,又充分體現學生作為學習主體的主動性、積極性和創造性?；旌鲜浇虒W具有以下特征:(1)外在表現形式是采用“線上”和“線下”兩種途徑開展教學;(2)“線上”教學不是教學輔助活動,而是教學必備活動;(3)“線下”教學不應照搬傳統課堂教學活動,而是基于前期“線上”的學習成果開展的更深入的教學活動;(4)充分發揮“線上”和“線下”兩種教學的優勢;(5)混合式教學擴展了傳統教學的時間和空間。

(三)課程教學模式設計

基于OBE教學模式的四大原則,凡是可以培養學生工程實踐能力的教學方法和模式均可采用。目前混合式教學的應用越來越普遍,實施基于OBE理念的工程教育專業認證后,基于OBE教育理念的混合式教學研究備受重視。OBE教育理念與混合式教學在教學目標、教學過程、教學效果方面具有良好的契合性,是傳統課堂教學和簡單線上教學向混合式教學轉變的有效途徑。[4]

OBE教育理念與混合式教學相輔相成,OBE教育理念為混合式教學進一步指明了方向,而混合式教學有助于落實OBE教育理念。OBE教育理念和混合式教學的廣泛普及使得基于OBE教育理念的混合式教學模式設計日益重要?；谝陨戏治?教師團隊為“輪機案例分析”課程設計了如圖1所示的混合教學模式。

圖1 開放性問題驅動的閉環提升混合教學模式

第一階段,基于OBE教育理念和工程教育認證要求,輪機工程(海上方向)專業培養計劃確定了“輪機案例分析”課程的畢業要求。教師團隊根據畢業要求設定了包括知識目標、素質目標和能力目標的課程目標,形成對畢業要求的支撐關系,根據課程目標確定教學內容、學時數和考核評價辦法。

第二階段,建立線上教學平臺與學習交流社區。教師在線上教學平臺發布案例內容、背景資料、案例分析所需的基礎理論及常見的輪機事故案例分析方法;學生在線上教學平臺提前預習相關內容,并在學習交流社區進行討論或提問,教師可適當引導討論并對學生的疑問進行實時或延時解答。

第三階段,學生在線上預習相關的案例知識后,教師在線上發布案例中待解決的問題,學生小組對問題展開討論并探究當前案例中的解決方案是否合理,是否存在替代解決方案。

第四階段,學生在線討論、分析案例中問題的原因,積極思考解決問題的理論和技術手段,教師針對學生的學習活動進行啟發和引導。

第五階段,學生小組通過小組交流、研究探討、完成測驗、實驗、作業等方式分析和解決問題,教師對學生的學習活動與方案設計進行引導和指正。

第六階段,學生小組向教師及全班同學展示學習成果,成果形式包括替代解決方案、改進措施、分析方法、人為因素分析等,通過學生互評和教師評判相結合的方式評價學習成果。最后,學生完成課程論文撰寫,教師對課程論文進行評價。

該教學模式中設計了三個閉環提升環節:第一,完成每個案例教學后,教師進行案例教學反思,并在下一個案例教學中作出改進,從而提升教學能力;第二,每個學期結束后,教師可對整個課程教學進行反思并據此提升教學水平;第三,學生完成每個案例的學習后,均可自覺反思并提升學習能力。

(四)課程教學實施要點

“輪機案例分析”課程中的案例是指“船舶運營實際中真實的輪機事故情境經典型化處理后形成的可供學生思考、分析和決斷的案例”。輪機案例教學的目的是通過獨立研究和相互討論來提高學生分析和解決實際問題的能力。在篩選和形成輪機案例過程中需要注意以下事項:(1)案例必須是真實的,而不應該是虛擬的;(2)案例主要來源于國內外航運管理部門或航運企業正式的事故案例報告;(3)為了便于分析,案例盡可能時間清晰、情境完整和圖文并茂;(4)案例要盡可能涵蓋常見船舶輪機設備的典型故障;(5)案例的選擇要與專業課程的知識點緊密結合,要有代表性,宜精不宜多。

為了適應成果導向教育的要求,在教學活動中要遵循以下原則:

1.注重運用正確的事故分析模型

事故分析模型包括能壘模型、線性序列模型、流行病學模型、系統模型、STEP圖、MTO方法、流程圖模型、損失因果模型等,每種模型均有適用范圍和優缺點。教師應鼓勵學生學會運用正確的事故模型分析輪機事故案例,好的事故分析模型可以使案例易于理解,更利于提高案例的警示性和借鑒性。

2.熟悉調查流程和事故報告格式

為了更好地分析輪機案例,教師和學生應該熟悉海事事故調查流程和事故報告格式。海事事故調查流程分為發起調查、調查準備、收集證據、證據分析、提出建議、撰寫事故報告六個階段。一份完整的事故報告通常包括概要、背景和目的、分析方法、事故信息、事故分析、結論、事故建議、附錄等方面內容。

3.實現教學時間、空間和內容開放

教學時間由課內延伸到課外,要注重引導學生合理規劃課外時間,布置課外學習任務,促進學生課外自學。教學空間從教室內向教室外拓展,針對本專業的特點,部分案例分析課程可以嘗試在教學實習船、陸上機艙進行,使學生獲得對機械設備更直觀的認識。教學內容從教材內向教材外擴充,實時引入行業新知識、新技術、新規范、新工藝、新成果,向學生布置拓展性的課外學習任務。

4.注重培養分析、評價和創造能力

認知過程分為記憶、理解、應用、分析、評價和創造六個層次,前三個屬于低階層次,后三個屬于高階層次。高階層次認知活動(高層次的教學活動)發展高階能力。根據OBE教育提高期待的實施原則,應注重培養學生分析、評價和創造能力以及程序性、策略性思維能力。通過設置無固定答案的開放性問題和挑戰性任務(獨立開展案例研究、提出改進建議、進行技術改進等),將學生置于發展高階能力的情境之中,學生通過思考、質疑、研究、決策、設計等活動培養分析和綜合信息能力、策劃和組織能力、創造性思維能力。

教師應該要求學生大量閱讀案例,指導學生學會捕捉案例關鍵信息,分清事件的主次順序和內在聯系,尋找故障現象背后隱藏的原因,引導學生進行提煉、歸納和概括思維訓練。在小組和課堂討論中,教師要給予每個學生發言機會,要求學生力爭做到有自己的見解,盡量使發言具有系統性、完整性。在授課過程中可運用的技巧包括:(1)案例選擇要先易后難;(2)在案例學習和討論中營造競爭氛圍;(3)指導學生進行必要的總結;(4)多行引導少做說教;(5)討論方式要多樣且有新意;(6)教師不應以權威者自居。

四、混合式教學模式評價體系設計

OBE理念下混合式教學課程評價模式的構建原則包括科學性原則、導向性原則、系統性原則和發展性原則?？茖W性原則是指課程評價模式應以科學的方法為基礎,以先進的教育評價理論為指導,結合混合式課程的特點與要求,符合教育改革發展趨勢;導向性原則體現在課程評價模式應利于引導學生開展自主學習和激發學習熱情,實現課程從重教向重學轉變;系統性原則是指課程、教學與評價三者之間緊密聯系和密不可分,課程評價設計應保持與課程和教學的設計一致;發展性原則是指通過循環反饋的調節機制對課程進行綜合評估和分析,實現改進教學質量和提升學生學習成果的目的。

基于上述原則和輪機工程專業工程教育認證的畢業要求,課程團隊構建了OBE理念下“輪機案例分析”課程混合式教學評價模式,如圖2所示。該課程評價模式強調學生的主體地位,聚焦學生的學習成果,在評價內容、評價方法與評價主體方面融合價值目標、知識目標和能力目標,客觀判定與畢業要求指標點相關聯的課程目標達成情況,并以合理的評價、科學性分析和評價結果分析反饋促進教學設計、評價改進和實現課程目標成果。

“輪機案例分析”課程采用形成性評價與終結性評價相結合的方式對學生學習成果進行考核評定。形成性評價是對學生學習過程中的表現、取得的成績以及反映出的情感、態度、策略等方面的發展作出的評價,是基于對學習過程的持續觀察、記錄、反思而作出的發展性評價,是混合式教學模式的重要內容之一。形成性評價能夠激勵學生學習,幫助學生有效調控自己的學習過程,使學生獲得成就感,增強自信心,培養合作精神。終結性評價也稱總結性評價,一般是在一段教學活動后,為了解教學活動的最終效果而進行的評價,學期末或學年末進行的各科考試、考核都屬于這種評價,其目的是檢驗學生的學業是否最終達到各科教學目標要求。

形成性評價主要內容包括網絡資源、線上測試、課堂練習、問題討論、協作和交流、資源分析、課后作業的完成情況,評價時充分考慮個體參與度、協作參與度和學習態度等相關因素。終結性評價主要是按照要求完成案例分析論文的選題和撰寫,論文內容包括案例經過、案例分析、案例總結、改進方案和建議等。

圖2 OBE理念下課程混合式教學評價模式

如圖2所示,輪機案例分析課程形成性評價主要包括課前預習評價、課中學習評價和課后提升評價三個階段。課前預習評價主要目的是檢查學生是否按時完成課前的線上預習任務和成果產出,教師根據具體情況合理設置評價內容和方法,并對評價內容和方法進行科學性分析,以完善課前預習的線上評價過程,同時教師通過分析評價結果實現下一步課中教學設計的改進。

課中學習評價是對學生科學探究的意識、能力、情感、態度、價值觀等方面的評價,評價內容和方法注重對學生應用所學知識分析和解決實際工程問題能力的檢查和評價。課中學習評價必須及時有效,即進行即時評價,及時對學生學習過程中遇到的困難給予解釋、引導,幫助學生找到方法和思維上的優缺點,激勵學生學習熱情。

課后提升評價是對學生分析、評價和創造三個高階認知層次的檢查和評價,是檢驗學生的高階能力。教師應該提高對學生學習的期待,制定具有挑戰性的課后提升任務,以鼓勵學生進行深度學習,促進最成功的學習。課后提升任務可以包括完善解決方案、提出改進措施、案例分析方法運用、人為因素分析等方面內容。

課程的終結性評價通過案例分析論文的形式進行考核。案例分析論文的題目由任課教師提供或學生自選,學生搜集、整理、分析和總結相關案例資料,最終完成一份完整的案例分析論文。案例分析論文要求學生能夠運用多學科的原理和方法研究輪機事故案例,能夠分析復雜輪機工程問題并得出具有指導意義的結論和方案。課程組為學生提供了比較全面的案例分析論文參考題目,規定了論文的內容組成和寫作要求,制定了具體的評分標準。

課程的成果評價實質上是指課程目標達成情況評價。本課程包含三個課程目標,教學大綱中詳細規定了各課程目標的分數和比例。課程目標評價數據為每個課程目標對應的形成性評價和終結性評價考核環節的成績?；谡n程目標評價數據,可以通過對應的計算公式獲得學生單項課程目標的達成值以及課程目標達成值的均值。

本專業課程評價的評價周期為一年。每學年課程結束后,課程組分析評價結果的科學性和有效性,根據每位學生的課程評價結果,撰寫課程目標達成情況分析報告,提出針對的教學改進措施,對課程目標、教學內容、教學方法、考核方式等進行修訂并實施。這種課程質量持續改進機制可以不斷提高學生培養質量,為實現達成畢業要求指標點和專業人才培養目標提供有力支撐。

五、結語

“輪機案例分析”課程實施問題驅動混合式教學模式既強調發揮教師的引導、啟發和監督等主導作用,又充分調動學生作為學習主體的主動性、積極性和創造性,將傳統課堂優勢和互聯網優勢結合起來,可以激發學生的學習興趣,鍛煉學生思考能力,提高學生創造力,從而取得最理想的學習成果。OBE理念下課程混合式教學評價模式設計能夠客觀地反映學生的學習成果以及教師的教學效果,有利于促進學生的學習行為和教師的教學活動,也可為其他開展混合式教學的類似課程的評價提供參考和指導。