基于OBE理念的应用光学课程改革与实践

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摘 要：OBE教育理念和教育管理模式强调以学生的学习产出为动力，进而反向探索改善学习方法，有助于培养学生的自学和创新能力。文章对“应用光学”课程中存在的问题，基于成果的产出为导向的教育理念，确立以学生的自学能力和创新能力建设为培养目标，将问题导向教学、过程性评价体系等教学模式引入教学活动实践中，提高了应用光学课程的教学质量和学生解决实际问题的能力。

关键词：OBE；教育模式；课程改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）18-0125-03

Abstract： The OBE teaching idea and educational management mode emphasizes that the results of the students" learning should be taken as a driving force and the teaching method are designed in reverse to improve the students" learning ability and creative spirit. In order to solve the problemsappeared in "AppliedOptics" course， based on the educational ideal of the result-oriented. We take self-study ability and creative ability as the course construction goal proposed in this paper. We introduce the problem-based teaching method and the system ofprocess evaluation into the practice of teaching activities， which improves the quality of teaching the Applied Optics Course and the students" ability of solving practical problems.

Keywords： OBE； teaching mode； course reform

一、概述

应用光学是光电信息科学与工程和测控技术与仪器等专业的技术基础课程，为光学仪器、激光红外等学科奠定了理论及应用基础，在培养光学和光电类人才中有不可替代的作用。应用光学对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用[1][2]。

作者在應用光学教学过程中，发现该课程的教学存在以下问题：1.教学内容单一，知识相对陈旧，应用知识和研究前沿结合不足，基础理论讲解不够深入，导致学生做的实验无法取得预期效果，跟不上学科发展的需要；2.教学方法单一，教师机械地将课程内容讲给学生，不能将理论和实践有机的结合起来，学生成为被动的接受者，忽略了对学生科学思维和逻辑推理能力的培养，学生的创新意识和创造性的解决问题能力得不到锻炼，不利于提高学生的实践和创新能力；3.教学效果评估手段单一，对学生素质能力考察不足。应用光学是高校光电类专业及相关本科专业的重要基础课程。许多高校对于该课程未能将教学手段和评价机制紧密联系，其考核评价的结果与学生的能力素质不对等[3]。

二、基于OBE的课程改革实施方案

基于成果产出的教育模式强调的理念有：帮助学生取得什么样的学习成果，如何有效地取得这些学习成果，以及如何确定学生取得了这些学习成果。OBE的教学模式是以预习产出为中心组织、实施和评价的教育结构模式，更有利于学生学习，提高学生的实际应用和创新能力[4]。因此，应用光学课程的教学重点也应该从“教师教什么”转移到“学生学到了什么”上。根据应用光学课程的培养目标和要求，对该课程进行了以下几个方面的改革。

（一）以能力为目标，完善课程教学目标和教学大纲

OBE教学模式注重学生的成果产出，以学生的知识学习、能力培养和素质的提高为培养目标。结合本校对光电专业学生的培养目标，考虑到该课程在光电知识链中与其他课程的关系和作用，进一步明确应用光学课程培养的核心能力，注重培养学生的创新意识，提高他们的创新及实际应用能力[5]。使学生掌握应用光学的基本原理和基本概念并能用相关的原理和方法解决光学设计中的实际问题，能正确选用光学仪器和测量方法进行测量，具备一定的工程计算与设计能力。

（二）以目标为导向，完善教学内容和教学过程

OBE教育是为了培养学生的创新意识和创新能力，重视学生综合应用本课程的知识解决问题和应用实践能力。所以课程教学需要遵循以培养应用能力和实践能力为目标，而不是单纯的构建知识框架体系。在近两年的应用光学课程教学中，对该课程进行课堂教学改革，完善加强教学方法的研究和实践。在课程设计上，重视本课程中用基本原理和方法解决实际光学问题，上课时以虚拟仿真和光学零部件、小型光学仪器进课堂，增加学生对光学系统的初步认识，使学生能综合应用本课程的原理方法解决复杂的光学设计问题。注重该课程与前言知识的结合，每年有计划地修改教学内容，完善课件，使学生得到应用实践能力的同时能及时掌握应用光学领域出现的新技术、新知识。

在基于OBE理念的教学模式中，课堂活动的关键是使学生的成果产出最大化。知识的获得是学生在一定的课堂情景下通过学生之间或学生与教师之间的协作活动实现。所以，教师在构建课堂活动的时候，应能够充分调动课堂上学生的积极主动性，促使学生对学习的知识感兴趣，并能够运用所学的知识理论进行实际的应用，达到对所学知识完全内化的目的。教师可以根据实际的教学内容和学生的实际情况进行合理的安排教学，可以是课前的互动交流引入所学知识，也可以是实际问题的导入，总之，让学生在自然的情景中进入学习更有助于学生的知识获取。对一些有研讨价值的问题，教师可以适当的安排任务，有小组同学合作完成相关任务，同时又对学生完成的任务进行分类讨论，有助于学生根据自己的兴趣对相关的研究问题进行独立的解决。这样有助于引导学生积极思考、独立解决问题，提出更适合自己的研究思路，更有效的帮助学生实现所学知识的内化，构建自己的知识体系。

OBE理念下的协作式探究，教师在教学过程中进行总结性的提示和点拨，有助于提升学生的实践能力。教师将需要解决的实际问题融入到课堂所学的知识中，学生之间通过交流，研讨的方式进行思考解决问题，使学生不仅达到获取课程目标、掌握所学知识重点的目的，还有助于帮助学生发展个人思维能力，增强学生之间沟通交流的能力和相互包容的能力。教师的主要任务是在整个课堂教学和研讨中实时关注学生的动态能力和表现出来的情绪。在研讨过程中出现的问题，教师应该及時的给予指导，还要对所遇到的问题及时的作出决策，提出有效的解决策略，保证课堂的有效进行，促使整个教学环节的连贯。促使学生在利用所学知识理论解决实际问题时，能够自己总结出知识理论的重点，并对知识进行梳理，作出相应的总结，建构相应的知识体系。

应用光学课程设计案例教学，教师将重点问题融入到选题当中，同学之间采用对话、研讨的方式解决问题。每周对学生进行定期的研讨，教师不仅要具有随时捕获学生动态的能力，对于在研讨过程中出现的问题要及时的给予指导，还要适时、适当地做出决策，采取合适的互动策略，保证研讨过程的有效进行[6]。教师可以根据各分组的设计进度，对设计中的关键问题进行讲解，也可以及时指导在设计过程中不主动的学生，以促进他们掌握所需的基本技能，培养良好的思维习惯，充分调动学生的积极性和创造性。

（三）以产出成果为导向，设计过程性考核的考核体系

在课程考核方式和标准上，OBE模式更注重考核的灵活性、过程性、目标性。在考核过程中教师对学生学习效果进行分析，随时调整教学方案，以达到预期教学效果[7-9]。在学生研讨，光学设计，实验等过程中，教师根据学生在过程中体现出来的能力和每次小组研讨设计结果都会有过程分数，便于学生对阶段性学习有一定的了解。在评价过程中，简单问题可以随堂测验，比如：课堂提问，分组讨论，题目测试等；对于难度较大或花费时间长的题目进行课后测验，包括：论文，设计，实验报告等。具体学生的学习效果，以过程性评价的方式体现出来，包括：课堂考勤，分组研讨，课堂提问，平时作业，阶段性测验，实验报告，期末考试等，考核的内容、标准及方式争取做到，考核体现学生的创新能力和实践应用能力，评价机制和学生的成果产出相对应。

三、课程改革的成果

本次课程改革选取本校物理与电子电气工程学院应用物理学（光学工程）专业学生作为为对象，采用课程改革前和改革后学生成果比较的方式，课程改革前采用传统的“教师讲授+学生实验”的教学方式进行授课，改革后采用OBE理念对学生进行传授。选取的两届学生基础相当，符合比较的条件。

通过一学期OBE教学模式的实施，学生不仅学习该课程的兴趣得到了提高，最终成绩也有明显的提升。对比两个班级的成绩，课程改革前该专业学生的平均成绩为65.2，课程改革后该专业学生的平均成绩为77.5，通过平均成绩可以看出，课程改革后班级的平均成绩比课程改革之前班级学生的平均成绩高出12.3分。

课程改革前后两个班级学生的成绩按照分数段统计如图1所示，由图1可知，课程改革后班级学生的优秀率（80分以上）明显优于课程改革前的班级，课程改革之后低分数段的比例显著减少。采用OBE理念的教学模式进行教学，学生的成绩有了明显的提升。

总之，OBE教学模式的实施，促使应用光学课程的改革取得了良好的效果。

1. 基于OBE理念的教学内容和方法手段的改革

转变了传统的应试教育观念，提高学生学习的积极性，提高了他们对课题的学习兴趣，学习效果得到显著改善。

2. 教学内容和方法手段的改革促进了考试考核方法改革

考核方式由传统的“一考定成绩”的考核方式转变为过程考核和期末考试相结合的考核方式。该过程注重对学生创新能力和实践能力的考核，对学生的学习能力进行客观全面的评价；通过阶段性测验和期末考试的考核，对学生的测试成绩进行分析，有助于教师充分了解学生的学习情况，为提高教师的教学提供依据。

3. 通过OBE理念的教学模式，使教师树立现代教育观

课程改革的实施促使教师查阅大量的文献资料，及时关注应用光学的学术前沿，学习先进的教育理论，提高自身的教育理念，促进理论和实际应用的衔接，在实践中探索符合OBE理念的学生评价方式。

四、课程改革的思考

基于OBE理念的应用光学课程改革的教学模式采用以学生的学习产出的最大化为目的，提倡课前知识预习、课堂知识内化的方式，改变了传统的“课上知识传授+学生实验”的固定教学方式，是一种将理论知识应用化的教学方法。学生可以自由发挥自己的想象力解决实际的问题，实现了学生自主学习的主体性，同时解决了课上学生知识掌握不均衡，知识传授重复等的问题。在OBE理念的应用光学课程改革的教学模式中，教师课堂的安排尤其重要，教师选择设计的实际应用问题不仅需要考察到所要学习的理论知识，而且要体现出深度[10][11]。这也考察了教师对这种教学的理解和知识的灵活运用能力。OBE教学模式的先进性以及该教学模式、教育方式的灵活性，决定了其未来教学过程中广阔的应用前景[3]。OBE的教学模式为应用光学课程改革带来新的思路。

本文把基于OBE理念的教学模式引入到应用光学课程教学中，通过借鉴研究者已有的OBE理念的课程改革教学实践经验，对应用光学课程改革的教学模式进行研究。在实施课程改革的过程中，作者也遇到了一些问题，通过总结便于以后在教学过程中加以改进和完善。

1. 课程的改革使学生的学习效果得到显著的提升，但是OBE的教育模式促使教师阅读大量的文献，考核方式的设计和操作较为繁琐，使得教师的工作量变得繁重，今后要探索更加高效的优化考核方式并加以改进。

2. 虽然在学习上已渐渐养成主动思考问题的习惯，并对应用光学的设计和实验产生兴趣，但学生还不习惯从实际应用的角度去思考、解决问题，考虑问题片面简单，在今后的教育教学中需要有意识的加以引导[7]。

五、结束语

总的来说，OBE 教育理念是一种适应于现代社会快速发展的教育理念，基于OBE教学理念应用光学课程教学的改革，注重教学内容的持续改进，全面提升教师的教学能力与学生的创新能力和实践应用能力，达到了预期目标。但在OBE理念的实施过程中发现一些问题需要解决，如个别的学生的主动性不够强，需要教师和同学的提醒，教师传统的教学理念也很容易影响OBE理念的教学效果。本文将OBE 理念与应用光学课程的实际情況相结合，深入贯彻基于OBE理念的教学方法，改变应用光学教学中的弊病，改善教学效果，显著提高了学生的积极性，最终提升学生的学习体验和学习效果。

参考文献：

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