1、第39卷第1期2023年2月山西大同大学学报（自然科学版）Journal of Shanxi Datong University(Natural Science Edition)Vol.39 No.1Feb.2023OBE理念下基于SPOC的混合式教学改革与实践张爱然，姚有利，张园萍，孟庆云（山西大同大学煤炭工程学院，山西 大同 037003）摘要：为了推广成果导向教育理念和提升高等工程教育质量，同时使“互联网+”与教育深度融合，共享优质教学资源，利用成果导向教育理念进行课程教学设计，采用MOOC和实体课堂进行混合式教学改革，并以安全人机工程学课程为例进行实践。结果表明：新的教学模式提高了学生
2、的主动性和参与度，课程目标的达成情况优于传统教学方法。这种教学模式对于满足学生需求和适应社会发展起到积极的促进作用，其他理论和实践较强的课程教学改革均可应用。关键词：OBE；SPOC；混合式教学；安全人机工程学中图分类号：X914;G642文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-0874.2023.01.022随着我国正式加入 华盛顿协议 并开展工程教育专业认证，成果导向教育、学生中心和持续改进理念逐步渗透到工程教育的各领域，也是我国高等工程教育改革的方向。其中成果导向教育被广泛应用于人才培养体系设计1和课程建设及教学改革2-3，取得了大量可喜成绩，同时保证我国培养出的工
3、程技术人才与国际实质等效。安全人机工程学是安全工程专业的专业基础必修课程，理论性较强，但更侧重应用性，传统的授课方式很难让学生“学以致用”。很多学者对该课程进行了教学改革探索，从优化教学内容4，到改进教学模式5，提出体验式6、情景式7、基于CDIO的教育模式8和翻转课堂模式9，取得了很好的效果，也为高等工程教育改革和质量提升提供了思路和方法。而基于OBE理念的SPOC混合式教学模式并没有得到足够重视。为了推广OBE理念和提升山西大同大学工程教育质量，同时使互联网+与教育深度融合，利用OBE理念进行课程教学设计，采用MOOC和实体课堂进行混合式教学改革研究，并对 安全人机工程学 实施教学改革实践
4、，以满足学生需求和适应社会发展的需要。1 成果导向教育理念和SPOC简介1.1成果导向教育理念成 果 导 向 教 育（Outcome Based Education，OBE），又称以结果为基础的教育或产出导向教育，20世纪80年代在北美首先发展起来，随后得到教育学界的高度重视和普遍认同，美国学者Spady曾对其进行清晰描述10。OBE理念在工程教育专业认证的三大理念中居于核心地位。要实施OBE就要真正理解其内涵、标准、特点和实施原则。相较于传统教学，OBE特点有11：真正实现以学习者的“学”为中心，提供个性化学习条件；注重学习内容的选择，结合预期成果和学生的基础，提供多种学习内容；强调学习者能
5、力的提升，学生学习结束时得到的是能力，而不仅仅是知识；教学评价多元化，侧重学习者的自我比较和过程性评价。这些特点有利于提升学习者的主动性。OBE的实施遵循逆向设计、正向实施的原则12，一般包括：确定预期成果，选择教学内容和教学方法，教学过程实施，课程考核及评价。1.2 SPOC概述小规模限制性在线课程（Small Private OnlineCourse，SPOC）是为解决大规模开放式在线课程（MassiveOpenOnlineCourse，MOOC）的低课程完成率和质量危机而发展的新型课程类型。罗尔夫 霍夫曼认为：SPOC=Classroom+MOOC13，即课堂教学与线上教学的有机结合。S
6、POC赋予了教师在不同阶段的作用，且更加强调学生完整、深入的学习体验，可有效提升教与学的质量14。收稿日期：2022-03-17基金项目：山西省教育科学“十四五”规划2022年度课题GH-220402；山西大同大学2021年校级教改项目XJG2021255作者简介：张爱然（1982-），女，河北沧州人，硕士，讲师，研究方向：安全工程。E-mail：文章编号：1674-0874（2023）01-0111-05山西大同大学学报(自然科学版)2023年2 OBE理念下基于SPOC的课程混合式教学设计与实施按照成果导向教育的实施原则，结合SPOC及学生特点，建立基于 SPOC 的课程混合式教学流程如图
7、1。图1 OBE理念下基于SPOC的混合式教学流程2.1 确定课程学习成果安全人机工程学是安全工程专业学生开设的专业基础必修课程，根据其在人才培养中的作用和对毕业要求的支撑，同时响应教育部立德树人要求，构建三全育人体系，从知识、能力、素质三个维度确定课程预期的学习成果，见表1。表1 课程预期学习成果目标目标1目标2目标3目标4预期学习成果能用专业术语描述安全人机工程学、人体测量、人体生理心理参数、安全人机功能匹配、人机系统安全设计、安全防护装置等基本概念和相关规范及原则，具有国际视野和终身主动学习的意识具备辩证唯物主义思维，领会安全与工效的辩证关系、人机结合面、人机功能匹配、人机系统安全设计的
8、实质能够对人机系统进行分析、评价与设计，具有团队合作精神和工程创新意识，能与业界同行进行有效沟通和交流能够运用安全人机工程学原理解决人机系统的安全问题，并综合考虑经济、社会、文化、环境与可持续发展等因素2.2 优化课程内容和方法根据课程预期学习成果将课程学习内容分解重构为5个模块，将各模块的目标进行分解以确定学习内容和方法。各模块的目标分解见表2。表2 各模块目标分解示例模块名称1概论2 人 体 的 人 机学参数3 人 的 生 理 心理及生物力学特性4 安 全 人 机 功能分配5 人 机 系 统 的安全设计学习内容基本概念、研究内容、任务，发展历史、前景及趋势人体测量的基本知识，人体测量尺寸的
9、应用人的视觉、听觉及生物力学特性，疲劳及其预防人、机的工作特性及功能分配显示器、控制器，安全防护装置设计，工作环境和工作空间设计能力目标能够运用人体测量数据进行产品尺寸设计能够根据人的特性布置和设计显示器、控制器等，能提出预防疲劳的措施能够根据人、机各自的特点进行功能匹配能够对现有人机系统进行改进，能设计新型人机系统素质目标学生具备国际视野和终身主动学习的意识人性化设计，以人为本理论与实践相结合，树立健康意识用辩证唯物主义思维分析问题，学生具备分工协作和团队合作精神具有工程创新意识，综合考虑经济、社会、文化、环境与可持续发展等因素根据课程和各模块学习内容，为适应现代学生特点和教育信息技术的发展
10、，促进优质教育资源共享，采用 MOOC+实体课堂的混合式教学模式。混合式教学的优势在于重新安排了知识传授和知识内化的环节，最大程度上利用了学习资源和学习的时间和空间，为个性化学习创造了条件。通过对比各平台资源，选用超星学习通平台上重庆大学司鹄老师团队的安全人机工程学作为主要的线上学习资源，根据山西大同大学专业培养目标和课程教学大纲选择发放在线资源任务点和补充相关内容。课程资源建设情况见表 3。1122023年2.3课程实施基于 MOOC 和实体课堂的混合式教学主要包含两部分：一是在线课堂上对学习资源的自主学习和讨论，可以实时互动，打破时间和空间的限制；二是实体课堂上以“学生学习为中心”的小组合
11、作探究学习。混合式教学实施过程按上课时间节点主要分为课前、课上和课后，不同时间的活动各有侧重又相互联系。全程以学生学习为中心，发挥学生的主动性并提高参与度，教师起到导学、督学和助学的作用。（1）课前。学期初新课程开始前，老师在超星学习通平台建立班级，把学习目标、学习内容、进度安排、学习方法、学习资源和参考书目等教学文件发放给学生；平时课前老师利用通知或主题讨论工具，下发学习任务清单和相关测验或主题讨论引导学生学习，学生领取任务后主要完成在线知识的学习、测验和讨论，以线上活动为主。（2）课上。课堂教学是发展学生思维的主渠道。整个实体课堂的课上时间分为课初、课中和课尾三段，其中课初老师根据测验结果
12、回顾重难点和易混知识点，增加知识储备，为后续的讨论与探究做准备。课中学生进行小组合作探究学习，通过深入讨论和展示汇报，进行知识内化、应用等提升能力的训练。例如：在学习运用人体测量数据进行产品尺寸设计时，选取常见产品让学生从产品功能、基础数据选取、适用度及百分位数的选取、应用准则、如何修正等角度全程分析，直至得出最佳尺寸；学习人机功能分配时，分组讨论随着人工智能的发展，人机功能的分配和发展趋势有什么变化，该如何应对这些变化；学习人机系统安全设计时，让学生分组选择熟悉的宿舍、教室或其他人机系统，分析存在的问题、如何改正、理由等，这样把教学问题情境化，促进学生学以致用。课尾进行小组互评和老师点评总结
13、。课上以线下活动为主，为增加课堂粘性，吸引学生注意力，随机选用线上选人、抢答等活动。（3）课后。课后老师布置作业，学生总结课上收获，继续讨论、答疑，完成下次课程的准备等，以线上活动为主。（4）课程实施总结与分析。一个周期后，对实施班级的各项学习数据进行总结和分析，以便发现问题，总结规律，为以后开展混合式教学提供经验和方法。17 安全一班 33 名学生实施后的数据统计见表3。表3 课程资源和学生学习数据表数据类型课程线上资源数据在线学习活动数据课堂学习活动数据视频资源PPT课件章节测验作业与试卷拓展资料视频学习章节测验通知交流互动作业问卷公开直播签到选人抢答分组汇报数据项视频个数/个视频总时长/
14、分钟课件总页数/页数量/个总数/套文献/篇总学习次数/次完成数量/个测验题总数/道发布数量/个主题讨论/个参与总人次/次发放数量/次习题总数/道提交总人次/次数量/次数量/次数量/次数量/次数量/次数量/次具体值43333.648943873010 772431727571 5991154342327854完成情况32人学习100%，1人学习96%33人完成率100%，均分83.1分32人全部阅读，只有1人阅读5个人均参与48.45次，平均参与率85%人均提交10.36次，平均参与率94.21%，均分91.6分全部平均参与率87%平均参与率92.12%选中13人82人次参与张爱然等：OBE理念
15、下基于SPOC的混合式教学改革与实践113山西大同大学学报(自然科学版)2023年表 3 可知：32 人视频学习完成 100%，1 人完成96%，33人累计学习10 772次，平均每人每个视频学习7.59次，说明该班同学的学习主动性和参与度很高；测验和作业平均分为83.1分和91.6分，说明线上学习的知识掌握较好；线上主题讨论平均参与率85%，但通过查看讨论回复内容发现，学生的回答重复较多，缺乏个性，建议将讨论回帖设置为回复后才能看他人评论；选人和抢答能增加学生的注意力和参与度；随堂练习使用较少，投票和评分功能未能充分使用，在以后教学中应设计锻炼学生评价能力的活动；学生在实体课堂上分组汇报的参
16、与度和效果有待提升，学生提问较少，说明学生的问题思维不强和学习深度不够，这是以后实体课堂教学应侧重训练的地方。2.4 课程考核与评价2.4.1 课程考核项目课程考核评价由过程性评价和终结性评价两部分组成。过程性评价考查学生对安全人机工程学理论知识的掌握，侧重在线上和课堂学习环节中的学习态度、主动性，以及对所学内容的理解和掌握程度；终结性评价是通过组织试卷答题方式考查学生综合运用所学的理论知识，解决安全人机工程学实际问题的能力。各部分的评价组成和占比见表4。表4 课程学习效果评价项目及占比评价项目过程性评价（占70%）终结性评价（占30%）评价内容视频知识点的学习情况参与互动、讨论小组汇报情况在线章节测验成绩作业质量学生互评老师综合评定期末试卷考试成绩占比/%201010105510302.4.2学习效果评价考核结束后按照表4中各项内容的比例进行统计。17安全一班学生的成绩分布见表5，可见：线上活动成绩全部集中在7089分数段，说明该班同学线上学习活动参与多，效果较好；试卷成绩分布较为理想，班级均分为74.21分，无不及格学生；综合成绩全部在70分以上。与前一年同一课程采用常规方法教学的
