基于OBE和布卢姆法则的混合式教学设计
董银丽 任翠萍 薛盼
摘 要：基于OBE理念混合式教学设计，运用布卢姆法则将教学内容进行层次性划分，并设计相应的教学方式和反馈方式。依照学习方式对学习效果的影响的量化研究，以数学类课程为例，对探究型混合式教学方案的教学效果进行了量化分析。
关键词：混合式教学;OBE;布卢姆法则;探究性学习;量化分析
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）18-0111-04
Abstract：
Based on the hybrid teaching design of OBE concept， this paper uses Bloom"s law to divide the teaching content into different levels， and designs corresponding teaching methods and feedback methods. According to the quantitative research on the influence of learning methods on learning effect， taking mathematics courses as an example， we make a quantitative analysis on the teaching effect of inquiry mixed teaching scheme.
Keywords：
hybrid teaching; OBE; Bloom"s rule; self-learning; quantitative analysis
在2020年春季学期，由于新冠肺炎疫情的影响，从小学、中学到大学，都实行了网络在线课程教学。怎样才能确保“线上教学与线下教学同质等效”，成为当前社会关注的热点问题。
经过这次网络教学，重塑了教师的教学理念，混合式教学成为教学方式改革的热点，很多教师思考如何有效运用在线网络教学平台辅助课堂教学。2020年3月，全国高校质量保障机构联盟（CIQA）的全国高校线上教学状况及质量分析报告——来自86所各类高校的调研综合报告。调研数据反映了在线教学的优点，也表明在线教学存在的问题，在混合式教学中，如何保证在线教学的质量，成为研究的重点[1]。
一、理论依据
基于结果导向（Outcomes based Educatioan）的教育理念，简称OBE理念，是指如何设计教学和实施教学，目标是使学生通过教育过程，取得预期的学习成果（Learning outcomes）。OBE强调“学生学到了什么而不是教师教了什么、教学过程的输出而不是其输入、研究型教学模式而不是灌输型教学模式、个性化教学而不是“车厢式教学”[2-3]。
著名教育家叶圣陶先生说：教师之为教，不在全盘授予，而在相机诱导。先生的教育思想精髓和核心是：“教是为了不教”。
OBE教学理念和教育家叶圣陶先生的教育理念，都表明了相同的教学原则：“教主于学”，可阐述为：教之主体在于学，教之目的在于学，教之效果在于学。简言之，即为 “乐学”“会学”“学会”。
美国当代著名心理学家、教育家布卢姆（Bloom）提出的“布卢姆法则”，将教学活动的整体目标分为认知、情感、心理活动三大领域，认知维度分为两大层次：低阶层次，包括记忆、理解、应用;高阶层次，包括分析、评价和创造[4]。
教育神经科学家David A.Sousa 的研究成果表明：学习方式不同，学习结束24小时后的知识保持量会明显不同：聆听讲授-5%;阅读-10%，视听-20%，示范-30%，讨论-50%，向其他人讲授-90%。
探究性学习（Hands-on Inquiry Based Learning，HIBL），是一种由“教师为主导”变为“学生为主导”的学习方式，学习方式的中心是针对问题的探究活动，探究式教学中，学生要进行多种高级思维活动，例如比较、分析、推理、归纳、抽象等，所以，探究式教学在理科学科的教学中应用非常广泛。学生在解决问题时，首先进行问题推理、分析，找出解决问题的方向;然后通过观察、实验收集资料，或查阅文献、检索等得到第二手资料，对获得的资料进行归纳、比较、统计分析，形成对问题的解释;最后通过讨论和交流，解决问题、发现新的问题，进行更深入的研究。探究性学习是教师给予一定的指导和监督的学习过程， 需要注重培养学生问题意识， 通过问题设置激起学生的认知冲突， 让学生能够独立地进行知识探究与建构[5]。
二、线上教学质量数据统计与分析
全国高校线上教学状况及质量分析報告，通过调查86所高校的在线教学情况，从教师、学生、管理者的不同角度，分析了线上教学现实状况及存在的问题。本文只选取部分数据，结合这些数据的统计结果，作为混合式在线教学设计的数据依据。
全国高校线上教学状况及质量分析报告数据（部分）[6]：
1. 教学形式：网络直播教学占36%;利用在线开放课程教学占36%，混合式占15%，录制教学视频教学占13%。
2. 在线教学中：58.04%的教师认为主要收获是尝试了新的教学模式，重建教学内容;采用两种以上的教学形式和平台开展教学的教师占调查中的61.36%;通过课堂作业和测验来检验在线教学成果的比例分别为78.79%和54.92%;81%的学生认为线上教学能够很好的培养自主学习能力。
3. 学生更喜欢的线上互动环节与方式：明确的学习任务和要求的人数占比76.28%，及时回复学生问题的人数占比60.31%，增加讨论话题的人数占比40.70%，进行语音互动的人数占比31.82%，设置更多课堂活动的人数占比24.18%。
4. 学生对学习内容的掌握程度：掌握100%的人数占比0.84%;掌握80%～99%的人数占比22.36%;掌握60%～79%的人数占比43.81%;掌握40%～59%：的人数占比21.38%;掌握20%～39%的人数占比9.32%，20%以下的人数占比2.29%。
数据结果表明，针对教学环境的变化，教师会积极地针对不同的教学模式重建教学内容，运用多种教学互动环节与方式;学生希望线上学习的任务明确，互动方式更灵活多样，认可在线学习可以很好的培养自主学习能力。但数据也表明，通过在线学习的学习效果有待提升，显示出在线教学目前存在的问题：
1. 学生在线学习更喜欢课堂直播、看视频、完成作业等，这些网络教学方式与传统教学模式相近，参与教师辅导答疑投入的学习时间和精力相对较少;2. 有52.11%的学生认为在线学习效率和效果弱于传统全线下教学;3. 32%的同学对学习内容的掌握度不到60%;4. 为了保证教学质量，教师所给课程资料较多，完成课程资料的60%～80%学习的学生占比50%，完成课程资料的80%以上的学生仅占比29%。
如下：问题表明学生学习过程过于依赖教师的讲授，缺乏独立思考和进行探索性学习的能力。
三、混合式的教学设计
思考是创新的关键，如何培养学生的思维能力和探索精神，让学生学会独立思考， 是大学课程教学的主要目标之一。混合式教学模式下，如何设计教学方案，使学生通过课堂和在线相融合的学习方式，达成这一目标，成为教学中的一个新课题[7]。
本文教学方案的设计思路：培养目标确定教学理念，选择可以实现教学理念的教学方式，依据教学方式，对教学过程进行教学设计，教学设计包括教学目标、教学内容、具体教学方式、教学反馈四个部分的设计。
（一）混合式教学方案的设计
本文以大学数学类课程为例，在教学中，以培养学生独立思考能力、自主学习能力为培养目标，依据这一目标，确定以OBE教学理念和叶圣陶先生的教育理念为主导，即“以教为主”向“以学为主”转变的教学理念;为了使教学理念在教学过程中得以实施，采用能够调动学生深度思考，培养学生高阶思维能力的探究式教学方式;结合问卷调查数据结果的统计分析，对教学目标、教学内容、教学方式、教学反馈四个部分进行在线教学方案的设计，见表1。
将大学数学类课程内容分为低阶层次和高阶层次。依据本校学生的学习能力，低阶层次包括经典理论和方法，性质与计算，简单应用问题，数学软件应用，数学文化;高阶层次包括概念的理解，性质的应用，问题的证明，实际应用问题的分析与数学模型建立，将数学思想创造性应用到日常问题的处理。
教学方式设计的基本原则是知识传授在课堂外，知识内化在课堂内。
低阶层次的教学内容主要是基本理论和方法，主要是通过在线形式，利用网络课程或电子版资料，通过自主学习的方式进行知识的学习，这种方式是学生自主进行探究学习的过程。
高阶层次的内容通过探究式教学方式完成，学生之间或师生之间就问题、假设、证据和结论要素进行交流与讨论。这部分通过课堂教学完成，课堂教学获得好效果的前提是课堂内容与在线内容相互补充，内容系统、丰富且新颖，学生很难从其他途径获得。课堂教学主要以讨论式教学为主，将启发式教学思想渗透于讨论环节，如果按学生的思路展开，极易偏离教学内容，影响学习的系统性，所以在讨论环节必须有教师及时进行引导[8-9]。
对不同阶层的知识设计不同的反馈方式，对低阶层次的课程内容采用在线测试、课后作业、简单实际问题分析的反馈形式，对高阶层次的课程内容采用在线测试、综合问题分析型作业和探究性作业的反馈形式。
课后作业主要是引导学生对基本理论知识的思考与迁移的探究。实际问题分为三类：简单实际問题是让学生了解课程在专业中的应用;综合实际问题需要学生有一定的分析建模能力，将实际问题运用数学的方式进行表述，这对学生来说有较大的难度;探究型作业除了学生有建模的能力之外，可能会涉及到数据分析，软件运用等，是对课程知识向外的延伸。
综合以上内容，数学类课程混合式教学设计流程图如图1所示。
（二）混合式教学设计的量化分析
教育神经科学家David A. Sousa的研究成果表明通过不同的学习方式，24小时后的知识保有量不同。这一结果理解为：保留的知识一定是学生已经完全理解的知识，不同的学习方式导致学生对所学知识的掌握程度不同，将其作为不同学习方式所产生的学习效果的量化指标。我们将混合式教学设计中的教学方式与教学反馈方式，与David A. Sousa 的研究结果相匹配，做如下划分，见表2。
混合式教学设计效果的量化分析，从两个维度量化分析说明。
1. 学生自主学习能力
课程内容构成是低阶层次和高阶层次的结合，如果假设某节课程知识中，低阶层次的知识与高阶层次的知识量之比是1：2，在整个教学设计中，教师讲授只占有高阶层次中内容的30%～40%，那么，计算可知，即本节课程知识的21%左右是通过教师讲授完成的，学生通过自主方式完成的本节课程知识的79%，充分发挥了以学生为主导的自主学习方式，提升了学生的自主学习能力。
2. 学习效果
每一个过程的学习，都是对未掌握知识的学习，学习效果的量化是指对每一学习过程所学知识的量化，即经过这一过程的学习，将剩余未掌握知识转化为掌握知识的比例。
低阶层次的知识的学习过程，见图2：
高阶层次的知识的学习过程，见图3：
依据表2中教学方式与反馈方式学习效果的量化值，两个层次知识学习过程的学习效果量化计算见表3。
课程总的学习效果计算方法：98.2%×低阶层次知识比+84.2%×高阶层次知识比。
因为学生层次不同，课程中不同章节知识难度，不同课程之间都存在难度差异，所以课程中低阶层次知识和高阶层次知识之间的划分比较动态，计算了不同低阶层次的知识与高阶层次的知识量之比情况下课程总的学习效果。设低阶与高阶知识量之比为a，课程总的学习效果为b，数据见表4。
以上两点的量化分析都表明，该设计方案实现了让学生自主学习、独立思考的课程目标，对于知识层次比例的不同划分，学习效果比较稳定，实用性较广。
四、结束语
混合式教学必须及时分析和掌控学生在线学习状况，依据学生在线学习效果，设计课堂教学内容。如何准确及时了解在线学习效果，是混合式教学设计的重点。在线网络课程资源的选择，要适合学生的层次和能力，与课程目标相适应。在线教学课程设计要依托平台的功能，尽可能运用一到两个平台完成在线教学。根据课程的培养目标，结合学生的学习能力，划分课程内容的层次，本文只给出参考性的建议。
参考文献：
[1]陈品德.教师如何快速从“课堂教学”转换到“在线教学”[EB/OL].（2020-02-19）.https：//mp.weixin.qq.com/s/BTVJVeNi_Clff_MUtu8o3Q.
[2]江伟光，兰秀菊.基于OBE的企业资源计划教学改革[J].大学教育，2020（3）：136-139.
[3]吴冠聪.基于OBE理念的应用型专业实践教学改革探索[J].惠州学院学报，2020，40（1）：119-122.
[4]王泰，杨梅，刘炬红.慕课论坛中教师回复对学生认知发展的作用——基于布卢姆认知分类学[J].开放教育研究，2020，26（2）：102-110.
[5]柴西琴.对探究教学的认识与思考[J].课程.教材.教法，2001，21（8）：16-19.
[6]cedu.重磅|全国高校线上教学状况及质量分析报告——来自86所各类高校的调研综合报告（一）[R].中教全媒体，2020-3-27.http：//www.cedumedia.com/i/26763.html.
[7]姜卉，姜莉杰，于瑞利.疫情延期開学期间反馈互动式——在线教学模式的构建[J].中国电化教育，2020（4）：40-41.
[8]张新学.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（5）：5-10.
[9]谢绍平.浅析探究式教学与实验教学、启发式教学的关系[J].教学研究，2019，42（2）：96-100.
基金项目：西安欧亚学院2019校级自然科学类项目“深度卷积神经网络算法在图像超分辨率重建中的应用”（编号：2019XJZK11）;西安欧亚学院2019高等教育教学改革研究项目“大学数学教学与数学建模思想有机融合研究”（编号：2019ZD007）;西安欧亚学院2019校级教改项目“基于工科认证的工科数学课程改革研究”（编号：2019KC030）
作者简介：董银丽（1971-），女，汉族，陕西大荔人，硕士，副教授，研究方向：最优化算法。
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