教海探航  Teachingseafaring
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教育前沿    Cutting Edge Education
基于PBL与OBE的人因工程学混合式课程建设研究
文/郭伏1,2 金海哲1,2 任增根1
摘要：借助于东北大学MOOC平台上国家精品资源在线课程资源，依托于东北大学国内一流的人因工程实验室，基于PBL（Problem-based Learning）教学方法和OBE教育理念，开展基于PBL与OBE的人因工程学线上线下混合式课程建设研究。首先根据专业培养目标和OBE教育理念设计课程教学成果目标，然后根据成果导向设计线上教学内容和线下教学内容，并基于PBL教学方法设计线下和线上教学重点和教学方式，研究具体实施方案。课程建设方案在本校工业工程专业人因工程学课程教学实践中实施，调动了学生学该门课程的积极性和自主性，加深了学生对课程知识的深度理解，提高了学生运用理论解决实际问题的能力，成了教学目标。
关键词：PBL；OBE；人因工程学；混合式教学1 引言
人因工程学是工业工程专业的核心课程，是工业工程专业学生进行生产或服务系统设计及优化必须掌握的知识和技能，该课程强调理论与实践结合，实验课程占有较多的学时。传统的以讲授为主的教学模式及教学方法只是知识传播，会弱化学生主动思考和学以致用的能力，教师教学缺乏成果导向，学生学习缺乏问题导向。学生是否真正理解和接收老师传递的知识，是否会达到教学目标很难说清楚。该种教育理念和教学方法难以满足工业工程专业创新型、复合型人才培养需求。探索新的教学模式，进行教学方法改革，引导学生积极主动学习，培养学生学以致用的能力是教学过程需要迫切解决的问题。现代教育理论的发展为课程教学提供了全新的教育理念和教学方法，信息技术的快速发展催生了新的教学模式，为教与学的进一步发展提供了思路。OBE 教育理念强调教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后取得的学习成果，以成果为导向进行教学设计和实施。PBL（problem-based learning，）教学模式集实践式教学、体验式教学、项目式教学为一体，具有“超学科”学习、“以生为本”、教学整体性强等特征，受到国内外教育界的普遍关注。本课程将线上教学与线下教学相结合，将OBE 教育理念与PBL 教学方法融入人因工程学课程建设，构建新型的基于OBE 和PBL 的混合式课程教学方式，并进行教学尝试，以达到启迪学生思维﹑激发学生学习兴趣﹑提高学生运用理论解决实际问题能力的目标。2 教学方法介绍
2.1 成果导向教育（OBE）
OBE（outcome based education）简称OBE，亦称为能力导向教育、目标导向教育。于1981年由Spad
y 率先提出后，以惊人的速度获得了广泛重视和应用，被认为是追求卓越教育的正确方向。美国工程教育认证协会全面接受了OBE 的理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终。2013年6月，我国被接纳为“华盛顿协议”签约成员，用成果导向教育理念引导工程教育改革。成果导向教育的特点是衡量学生能做什么，而不是学生知道什么，也就是说，重要的是理解而不是记忆。对内容的理解所体现的认知能力比对内容的记忆所体现的记忆能力重要的多。OBE 是将学生置于发展他们的设计能力到完成一个完整过程的环境之中。OBE 更加关注高阶能力，例如创造性思维的能力、分析和综合信息的能力、策划和组织能力等。2.2 PBL 教学法
PBL 教学法是1969 年McMaster University 的Howard S．Barrows 教授提出的，其核心理念是把学习置于问题情景中，引导学习者在解决问题的过程中去发现隐藏于问题背后的知识，并提高学习者发现问题、分析问题、解决问题的能力。它将学习与问题或任务挂钩，学生通过自主学习和协作来解决问题或完成任务，从而获得隐含在问题背后的科学知识，以此获得解决问题的技能。PBL 教学法从根本上打破了以教师和教材为中心的传统教学模式，强调以解决问题为驱动，参与者相互合作，主动学习，解决现实问题，并掌握问题相关的科学知识，能很好的激起学生的好奇心，调动学生学习的主动性和积极性，提高学生创新能力、思维能力以及灵活运用知识解决问题的能力。教师在教学过程中扮演提出问题、班级管理、答疑解惑、引导学生自主学习的角。
2.3 混合式教学模式
混合式教学是将在线教学和传统教学结合起来的一种“线上”+“线下”的教学，“线上”教学是教学的必备活动，“线下”教学是基于“线上”的前期学习成果而开展的更加深入的教学活动。教师通过线上教学平台可以实现教学留痕，并在教学的过程中不断丰富教学资源，而学生可以根据自己的实际需求，重复观看线上教学资源，遇到问题还可以实时和老师及同学沟通交流。线上教学中时间和空间上的优势，使得越来越多老师和学生接受并喜欢上这种教学模式。虽然线上教学形式多样，如直播教学、MOOC 教学、SPOC 教学、、QQ 等，也很大的提高了学习兴趣，但是线上教学并不能完全取代线下课堂教学，特别是对人因工程学这种实验较多的课程。因此如何将线上线下教学相融合，在传统教学基础上，形成一种的全新的混合教学模式是目前教学改革研究的热点。3 基于OBE 和PBL 的人因工程学的混合式教学设计3.1 教学目标制定中融入OBE 教育理念
人因工程学课程是理论与实验教学结合的课程，原有课程教学的目标虽然体现学生对课程知识的掌握和进行系统设计和改善能力的要求，但对能力的要求不是很具体，也没有依据成果导向进行教学设计。本项目基于OBE 教育理念，确定了该门课程学生必须理解和掌握的知识和技能，以及能力目标，具体包括知识理解能力，解决开放问题的能力，对于挑战性任务的思考、质疑、研究、决定和呈现的能力，以及实验设计能力和研究能力、创新能力。明确课程教学目标后，就围绕教学目标研究如何达到该成果目标。
3.2 混合式教学课程资源建设
大学编程课是学什么的
混合式教学实施必须要进行课程资源建设。首先开展了人因工程学精品在线课程建设，该课程被评为国家精品在线课程，线上教学资源丰富，包括教学大纲、实验指导书、理论教学视频、实验教学视频、教学案例、各知识点、习题、单元测试题、习题库的建设等，并基于OBE 教育理念和PBL 教学方法，以成果导向不断完善人因工程学课程线上课程资源，使课程既保持内容的先进性，又与实际紧密联系。其次，进行线下教学资源开发，线下教学资源开发坚持OBE 教育理念和PBL 问题导向教学方法，通过教学内容设计、开展案例教学、给出实际项目、小组讨论、互评等方式设计线下教学内容、教学重点和教学方法，并以国内一流的人因工程实验室为依托，结合先进实验设备，根据课程教学目标要求开发人因工程学相关实验项目，增加自拟实验以及综合性实验，提高实验教学质量，培养学生实验设计能力、数据处理分析能力和创新能力。将实验过程录制成实验视频放到MOOC 课程平台，供校内外学生学习，指导学生完成各类实验。最后，线上和线下的基于PBL 的问题导向，对每个教学任务设计一张问题清单，让学生带着问自主学习。
3.3 基于OBE 和PBL 的混合式课程教学实施
人因工程学课程从课程教学内容上分为绪论、人与作业环境、体力作业与疲劳、人的信息处理系统、脑力工作负荷、人体测量与作业空间设计、人机系统与人机界面设计、事故预防等部分内容。首先，围绕教学目标及教材内容设计教学内容，明确教学重点与难点、教学任务、习题与作业布置、单元测试等。其次，在教学方法上，基于OBE 和PBL ，针对教学内容，寻相应的问题，在知识讲授之处提出实际
问题，让学生带着问
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题学习，并通过OBE 成果导向实现过程开展多种方式教学，提高教学效果。
线上教学主要包括视频学习，学生提前预习学习课程知识，标记难点；习题测验，检验学习效果；讨论
区答疑，解决学生问题；实验视频演示，指导学生进行实验等内容。线下教学重点在于掌握学生学习情况，重点知识重点讲解；组织分组讨论，引导学生进行案例或项目解决方案的讨论；指导学生实验，明确研究问题，完善试验方案等。线上线下教学重点如图1所示：
☐学情分析，因材施教☐重点知识，重点讲解☐实验指导，实地演示☐组织分组，引导讨论☐素质培养，寓教于乐
☐课前预习，标记难点☐视频学习，掌握知识☐课后复习，知识巩固☐习题测验，检验效果☐讨论答疑，解决问题☐实验指导，视频演示
图1 线上线下教学重点
具体实施过程如下：
线上教学：首先在上课之初给出一个应用案例或研究问题，给出问题背景、存在的问题，留下相关问题给学生思考，引发学生学习兴趣。学生在线观看课程视频，标记重点难点内容，完成课后作业，分析给定的问题。讨论区学生讨论问题，教师针对难点问题回答学生提问，并批改学生课后习题，了解单元测试结果，分析学生知识掌握情况。学生在线观看本部分实验视频，以及实验指导书，了解实验内容、实验过程和实验方法，为进行配套实验做准备。
线下教学：了解同学们对知识点的掌握情况，进行重点难点知识的讲解。指导学生完成相关实验，解决学生实验遇到的问题，充分掌握课程知识，增强实践能力。以组间同质，组内异质为分组原则，组织学生分组，通过给定的案例、实际项目或开放性的问题，布置小组任务，并开展小组讨论，引导学生通过讨论，分析上课之初所提问题，以小组为单位发表组内讨论结果，包括问题分析，方案改善等。教师总结点评各组方案，给出实际应用方案及结果。结合课程内容启发学生的思考，帮助学生树立正确的价值观。另外依托于人因工程实验室，实验课程设置自拟实验，学生可选择自己感兴趣的人因问题，借助先进的人因研究设备如脑电、眼动等进行实验研究，实现预定实验目标。这一过程教师全程指导，帮助学生完善实验方案，培养学生的实践能力和研究能力。3.4 课程成绩评定方式
基于PBL 教学理念的线上线下混合式教学模式，课程的考核方式将采用过程性评价与终结性评价相结合的方式，可各占50%的比例。学生成绩由线上学习成绩、实验成绩、考试试卷成绩三部分构成。在过程性评
价中主要针对学生视频学习情况、单元测试情况、作业题完成情况、实验情况、课堂案例讨论情况以及案例报告质量等对学生进行跟踪式全面评价。在终结性评价中主要针对理论知识点及应用情况进行笔试，考察学生对人因工程学理论知识及应用的掌握程度。4 人因工程学混合式课程建设实施效果
新构建的混合式课程建设方案，在2017级工业工程专业人因工程学课程教学过程中进行尝试，学校教学
督导及学生评教均为优秀。学生对该课程内容、线上线下混合式教学效果评价很高。首先，丰富的线上课程资源，跨越了课堂低效的障碍，学生在课前自主规划学习内容，完成实验相关知识的学习，通过互联网观看丰富的在线课程，网上与同学讨论，在任何时候都可回看需要的材料，并可通过在线答疑方式与老师沟通，及时解决学习中的问题。线下教学课堂上的互动教学活跃了学习氛围，教师根据学生的兴趣和反应传授重点知识，并通过小组讨论、案例教学、实际项目训练、自拟实验项目完成等教学环节提高学生知识理解能力、问题发现能力、问题分析与解决能力、实验设计能力和创新能力，提高了学习效率和自主学习能力，达到了教学目标。5 结语
本文在“互联网+”教育背景下，依托本课程在中国大学MOOC 平台上的人因工程学国家精品在线课程资源和国内一流的人因工程实验室，将0BE 成果导向的教育理念和PBL 问题导向的教学方法应用于人因工程学混合教学的课程建设中。课程建设方案实施取得了理想的效果，学生由被动学习转向了主动学习，学习积极性得以提高，培养了学生独立学习的能力，提高了学生解决实际人因工程问题的能力和创新能力。参考文献：
[1] 黄玉兰.“互联网+教育”背景下基于慕课的编程类课程创新教学模式构建[J].黑龙江畜牧兽医,2016（09）.
[2] 王肖烨.基于PBL教学理念的《人机工程学》实训教学模式研究[J].福建茶叶,2020（03）.
[3] 李贞，陈静.线上与线下相结合的PBL教学实践探索[J].基础医学教育,2020（07）.
[4] 张其亮，王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术,2014（04）.
[5] 高妍，王东旭，王大力，等.基于翻转课堂和PBL教学理念的混合式教学模式在动物实验综合训练中的应用[J].黑龙江畜牧兽医,2020（18）.
基金项目：本文受东北大学PBL 教学法研究与应用项目“基于PBL&OBE 的人因工程学课程建设研究”（编号：NEUJX04229）支持。
（作者单位：1.东北大学工商管理学院；
2.东北大学PBL
教学创新研究中心）

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