产出导向（OBE）理念下的课程教学：设计、实施与评价（附实例）

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导读

产出导向(Outcome-based Education, OBE)的教育理念自20世纪80年代初由美国学者Spady率先提出后，很快即为教育学界所高度重视和普遍认可。

从世界各国的经验来看，不进入课程改革的层面，任何教育改革都难以取得实质性成效。“改到深处是课程”，OBE进课程和课堂教学，既是当前工程教育改革的难点、痛点，也是重点和突破点。
本文将结合作者在工作实践中的思考，以西安交通大学机械工程专业部分课程为例，试对OBE课程教学设计、实施和评价各关键环节的原则、要点和形式标准等加以探讨，并着重就其背后体现的内涵要求进行解读和阐析，以期能为一线教师攻坚教育教学改革“最后一公里”提供借鉴。

来源丨高等工程教育研究

作者介绍：王永泉，西安交通大学机械基础国家级实验教学示范中心副主任、副教授、博士生导师；胡改玲，西安交通大学机械基础国家级实验教学示范中心助理研究员；段玉岗，西安交通大学机械工程学院副院长、教授、博士生导师；陈雪峰，西安交通大学机械工程学院院长、教授、博士生导师。

01OBE课程设计

1. 意义和原则

OBE的核心要义是认为教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程所取得的学习成果（产出）。换言之，OBE是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，按照美国学者阿查亚(C Acharya)的观点，通常由定义(Defining)、实现(Realizing)、评价(Assessing)和使用(Using)学习产出四个步骤构成。

OBE理念和传统教学思想的根本分野在于：在传统教学中，教学内容先于教学目标存在并占据核心位置；而在OBE教育中，教学目标（学生预期学习产出）先于教学内容存在并居于主导地位，课程资源开发、教学环节设置、教学组织实施等活动都需围绕预期目标展开。

在OBE结构体系中，“定义学习产出”即教学目标的确定最终要落到课程教学目标的制定上，它是按照自上而下的反向设计路径，以培养目标（学生毕业五年左右通过工程和社会实践所能达到的职业或专业成就的总体预期）为最高导向，经由毕业要求和课程关联矩阵逐层分解、映射得到的；“实现学习产出”也必然主要落实在课程和课堂教学层面；“评价学习产出”可以在课程、专业、学校等多个层面进行，但课程评价是基础。

可见，课程和课堂教学始终是OBE教育的核心和基石。OBE课程的设计同样是一个从课程目标这个第一要素出发的反向设计过程；而要使课程目标真正发挥“制导”作用，就必须将它和其他要素作为完整教学系统的有机组成部分加以协同考虑，并逐层细化、控制到教学的每个环节，最后与评价标准实现接轨。其中最为关键的，是明确目标、过程（内容、方法）和评价诸要素赖以建构的逻辑链条。

2. 框架与要点

按照上述内在原则和要求，认证体系下OBE课程设计的核心是把握并明确三个对应关系：

一是课程目标与毕业要求（指标项）的关系。这是课程目标合理性的一个重要来源，是课程“明确任务”的功能细化，是课程“小系统”融入OBE教学体系“大系统”的逻辑接口；

二是课程目标与教学内容及方法的关系。后者需对前者起到真正的支撑作用，并能体现以学生为中心的模式特点；

三是课程目标与课程评价的关系。即必须明确课程目标如何考核、如何评价，以此来评判课程目标的达成情况，并进而得出课程对其所支撑的毕业要求的实际贡献，为整个OBE体系的持续改进提供基础依据。

这三个对应关系，应以师生共同遵从的契约性文本的形式，在OBE教学大纲中加以明文规定。它们的建构逻辑和关联方式如图1所示。

图 1  专业认证标准下OBE课程设计要素关联图

由此得出课程目标设计的基本原则和要点：一是课程目标必须完全覆盖与之对应的毕业要求，指向学生的学习效果；二是课程目标均应有适当的教学内容或环节支撑，教学方法和教学组织形式的选择应该并能够服务于目标的实现；三是课程目标必须可衡量，能以适当的方式落实、考核和评价。

下面结合西安交通大学机械工程专业核心课“机械制造技术基础”课程设计的具体实例，来对上述三对关系加以进一步的阐释。

（1）课程目标与毕业要求指标点

首先应对照布鲁姆认知目标分层模型(Bloom’s Taxonomy),确定合理的目标定位。如对专业核心课来说，一般应定位在“应用”以上，偏于“分析”“评价”等高级认知目标。课程目标在能力内涵上应与所支撑的毕业要求指标项一致，对其形成实质呼应。在表述上，应是对学生学习产出（学习效果）的结果性描述，以学生作为主语（或默认主语），以具体的、可衡量的行为动词加以描述，充分体现课程特点。

在实际中，毕业要求指标点与课程目标间并非总是一一对应，而往往会形成“一对多”“多对一”乃至交叉对应的关系。我们不能简单地从形式上评判某种对应关系是否合理，根本上还是要从课程目标设计的基本原则出发去加以考量。被支撑的毕业要求指标项之间的逻辑关系以及教学环节对它们的“支撑能力”，在很大程度上决定着课程目标的规格、结构及数目。需要注意的是，在评价环节，毕业要求指标点达成度是建立在课程目标达成度的基础上的，因此，这种映射关系若过于复杂，将会给毕业要求达成度的计算带来不利影响。

表1给出了“机械制造技术基础”课程目标对毕业要求指标点的支撑关系。该课程作为专业核心课，强支撑了6个毕业要求指标点，课程目标则设置了5个。总体上是一一对应关系，但课程目标2——“具备合理制订一般典型零件机械加工工艺文件的初步能力，掌握机械装配工艺规程的基本知识及有关计算方法”，同时支撑毕业要求3“设计/开发解决方案”和毕业要求4“研究”下各1个指标点。这两项能力指标在机械制造工艺方案的制订和优化中具有很强的递进关联，但能否将其整合为一个教学目标，关键要看是否设置有相应的教学过程或载体能同时体现二者所对应的行为特征。

（2）课程目标与教学环节

在这种关系中，针对每个课程目标（或进一步细化后的子目标），都必须设置能支撑其实现的教学环节与过程（学生学习活动）。按照专业认证要求，总的原则是灵活多样、体现以学生为中心和复杂工程问题特征。

如前述课程目标2，既然同时支撑2个毕业要求指标项，就需要与之匹配的支撑多种能力培养的教学环节和过程。由表2可见，课程设置了课堂讲授、实验、课程设计、企业讲座等多个环节共同支撑这一目标的达成；特别是“叶轮加工工艺实验”和“发动机连杆工艺设计”这两个实践环节，紧扣课程内容且具有一定的复杂性，在分析的基础上有基于工程原理和方法的方案评价、探究，应该说较好体现了对课程目标的“支撑能力”。

（3）课程目标与考核环节

表2同时给出了课程目标与考核环节的对应关系。从单个教学环节（过程）来看，它有可能只对应一个考核环节（如实验和课程设计），也可能对应于多个考核环节（如授课）；而就每个考核环节来说，要么其本身同时支撑对多个目标的评价（典型如期末考试），要么其对应的教学环节同时支撑多个目标的实现（如课程设计）。所以，在大多数情况下，目标的评价都是相关考核环节先分解、后综合，经由教学环节映射而成的结果（注意在本例中，企业工程师讲座作为课外环节，不计入评价）。这样，课程目标的达成度就可表示为相关考核环节学生平均得分与目标分值分别加总后的比值。

这种算法是课程目标达成度评价中最常采用的形式。当然实际中还有其他计算和评价方法，这里不再介绍。学习活动的多样性决定了考核环节的多元化。以本例来说，4个环节指向理论和实践两个层面，既包含了过程考核，也包括了结果考核，从形式要素的角度判断是较为合理的。

3. 内涵要求——解决复杂工程问题能力的培养

上述只是OBE课程的形式要求，而问题的本质和关键，在于打破传统的基于专业/知识逻辑的教学设计思路，真正以学生发展为逻辑本位，按照预期学习产出即教学目标去设计整个教学过程。

在多维度、综合性人才培养目标体系下，课程作为教学的核心元素，无疑承担着更为重要的任务。这使得打破原有的专业/知识逻辑成为必然。举个简单的例子，如果需要培养学生的团队协作能力，那么，用何种知识去和它对应呢？事实上，沟通、表达、组织，以及工程社会观、职业伦理与规范等几乎所有“非技术性能力”的培养，都面临着这个问题。所以，教学设计不光是一个内容选裁的问题，而更多地要从教学方法、教学手段、教学组织形式的变革上去加以考虑。

在华盛顿协议框架下，四年制本科工程教育的基本定位是培养学生解决“复杂工程问题”的能力。工程教育认证标准定义了复杂工程问题的七个内涵特征；李志义、蒋宗礼等也曾对本科教育如何聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养进行过专门论述。必须明确的是，这种能力的培养应作为一种目标背景和规格主线，贯穿于教学的全过程；试图专门设置一两门（类）课程赋予其承担这一功能的“重任”，是一种片面的理解和做法。

事实上，各类课程都应体现自己在培养学生解决复杂问题、应对复杂工程活动能力中的价值①：基础课应奠定学生通过原理与抽象模型分析和解决问题的能力基础，方法是改变以记忆性与验证性为主的教考方式；专业课应深化学生分析、权衡能力的培养，引入与强化应对能力训练，方法是减少课堂知识，加大深度，提高解决问题训练的量与质；综合实践课应深化学生应对能力培养、突出检验功能，方法是加大工程问题复杂度，建立合理、透明、可操作的评分方法。

上述原则，作为OBE课程设计的内涵要求，贯穿体现于课程设计的各个环节和要素之中。当然，要实现课程教学目标，仅靠设计是不够的，还必须依靠与之适应的教学模式来落实和保障。

02OBE课程实施——以课内综合实验为例

学生成为教学活动的主体，并基于主动式方法进行学习，是OBE教育模式的本质要求。有关OBE与传统CBE两种课堂模式间的不同，已有许多研究文献。总体来讲，OBE课堂的建构需因“课”制宜。

从大的方面讲，理论教学绝不能再照本宣科，而应更多地采取互动式、研究型教学，引导学生强化对科学和工程原理的理解和运用，要有充分的分析内容。要采取“教师在对问题的研究中教，学生在对未知的探索中学”的模式，引导学生积极探索和思考，通过分析和探索获得工程问题的有效结论。要适时、适当地归纳总结，将知识和方法有机贯连，以利于学生综合使用。实践教学则要与理论教学相结合，选择恰当的载体，使学生经历复杂工程（系统）的过程和要素，并在构建过程中掌握深入的工程原理，体现知识、技术、方法的综合应用。

近年来，为改变课堂教学模式“单声道”的现状，一些以学生为主体的主动式学习方法如翻转课堂，探究式、案例式教学法和基于项目/问题的教学法等被尝试引入课堂，取得了良好效果。本节主要结合西安交通大学机械工程专业“机械设计基础”课内综合实验案例，对基于项目的OBE教学模式改革作一扼要探讨。

该课程作为专业基础课，原课内实验均为验证性实验，后按照培养学生解决复杂工程问题能力的目标定位，重新规划了课内实验项目，目前设有3个综合性实验（学生三选二）和4个验证性实验（四选二）项目。3个综合性实验主要指向学生的机构、结构分析能力及系统方案设计能力的培养，与理论授课环节一道，支撑了两个课程目标。

下面以其中一个综合性实验项目“机构创新设计与搭接实现”为例，从任务要求、教学过程和模式特点等角度对其加以剖析，或可为如何在实践教学环节落实OBE理念提供借鉴。

1. 任务要求与“复杂工程问题”背景

该实验主要内容是结合课程涉及的机构进行产品运动方案设计并予以实施。具体要求如下：

（1）根据开放式主题（如“扑翼机”）查阅文献并撰写综述。一般要求不少于3000字；参考文献不少于20篇。

（2）根据产品功能要求，进行机构组合设计并建模（提供机构创新实验台尺寸信息及零件清单）；

（3）通过“平面四杆机构运动仿真分析”实例，学会运用软件进行机构运动仿真分析的方法；

（4）结合需要对所设计的机构进行仿真分析或进行理论求解；

（5）利用机构运动方案创新设计实验台搭建完成所设计的机构，并进行运动参数测定；

（6）将仿真分析结果或理论求解结果与实验结果对比分析，并形成实验报告。

对照复杂工程问题特征要素对上述任务加以分析，可以看出，此实验项目的设计较好地建构了一种面向复杂工程问题能力培养的教学背景或情境，具体体现在：

①需运用数学、运动学、力学等科学和工程原理在一定约束下对特定功能的机构组合系统进行分析、描述；

② 内容涵盖设计、建模、实现，具有综合性和一定挑战度；

③ 题目具有开放性，无唯一解，有些数据、方法在给定的“标准和规范”未包含，需自己查阅资料；

④以团队形式进行，实施过程中会涉及技术以外的因素。

2. 教学过程与特点

该实验项目总的学时安排（指师生共同讨论学习的学时）为10个，其中6个为课内学时，4个在课外进行，学习活动贯穿半个学期（8周）。主要分为5个阶段：① 资料查找和综述撰写，即任务提出和设计目标确定；②机构运动仿真案例学习，属工具使用技能学习训练，主要在课外进行；③ 机构方案设计与运动分析；④ 方案设计讨论；⑤ 机构方案搭建、评价，同时进行PPT展示汇报。

实施过程中制定了各阶段的时间节点要求，并以此对学生学习行为进行督促和约束。针对不同学习阶段采用不同教学方法，如在任务明确和技能训练阶段，以引导式、启发式教学为主；在方案设计、运动分析等核心任务实施阶段，则以学生自主、师生互动、关键节点评价反馈为主要方法。

在考核评价方面，面向该实验项目所支撑的“系统方案设计及问题解决”和“设计结果规范化表达”两个能力目标，基于“过程表现”和“成果呈现”两个维度，制定了实验考核量规(Rubrics)，从“合理性与可实现性”“建模及分析”“创新性”“文献综述”“PPT及总结报告”等多个指标项出发，对项目团队的学习效果进行综合考评。然后再按一定规则，进一步转换为针对学生个体的评价结果。

在专业课综合性实验的设计和实施中，始终明确的一个指导思想是，自主式探究学习是能力目标达成的必由途径，基于过程、基于建构的学习是能力获得最为有效的方法之一。总结本实验项目的实施特点，大致有以下几条：

（1）根据课程目标和项目（学习活动）特点，分解形成了若干可递进式实施的能力培养支撑（考核）环节，构建了任务驱动的过程链；

（2）学生始终是自主者，教师始终是引导者。这种分工模式，不仅可保证学生的主体地位，而且加强了学习活动本身的“复杂性”；

（3）学习活动向课外延伸，课内课外有机结合。这是自主式学习的体现形式和重要保障；

（4）采取了多维度的考核方式，过程和结果考核相结合，个人和团队考核相结合。

03OBE课程的考核与评价

所谓教学评价②，是指以教学目标为依据，运用有效的技术手段对教学过程和结果进行收集、分析和解释的活动。教学评价的对象和内容很广泛，但OBE语义下的评价，必然是面向产出即学生学习效果的评价。从认证标准出发，专业必须建立面向产出的内部评价机制；而该机制的核心，就是面向产出的课程教学评价。

评价的目的是为了改进，即通过闭环反馈来保证教学活动始终不偏离目标并促进目标更好达成。评价的数据来源是多样化的，既可以来自于课程设置的各个考核环节、考核项目，也可以来自于学生的自身学习体验与自我成效认定。当然，目前我们还只是习惯于应用前一类数据，即来自常规性考核的更接近客观的数据。

如果说课程是OBE教学体系中的薄弱一环的话，那么课程评价就是薄弱中的薄弱。根本原因在于很多情况下，我们仍然不知道“能力”到底该怎样考、怎样评。在目前OBE课程的评价中，虽然大多数教师也能做到针对课程目标达成度，从学生个体和整体的角度加以定量计算和分析，但必须明确的是，课程评价远不止于“算分”这么简单。评价合理性建立在数据合理性的基础上。

就考核这一数据来源的主渠道而言，这种合理性具体体现在：一是考核方式要与目标属性相适应、相匹配；二是考核的观测点及产出结果的形态要具体、明确，能够观测和衡量；三是评价标准要细化、明晰，体现层次差别，特别要注意“达成”标准的制定。

鉴于课程评价的涉及面较广，本文仅结合教学实践中的具体案例，讨论几个作者认为具有普遍关注度和需要着力加强的问题：

1. 综合实验/实践项目的考核评价

在所有涉及量化评价的考核环节中，细化易行的评分标准，是科学、合理考核的关键。在常规考试中，无论试题与目标间匹配度如何，总还存在着相对细化、客观的评分标准，但是在一些实验/实践类项目中，缺少明确评价标准，过程表现无体现、一纸报告定优劣的现象并不鲜见。事实上，越是重点和难以评价的环节，越需要详细的评分标准，这是因为评价不光是衡量学生学习效果的必需手段，同时也是指导学生完成学习任务的导向工具。

下面以西安交大机械工程专业“CDIO项目实践”课为例，介绍我们有关综合实验和集中性实践项目考核评价设计、实施的主要思路和做法。该课程按国际工程教育“构思(Conceive)—设计(Design)—实施(Implement)—运行(Operate)”的理念和模式组织，以产品开发的全生命周期为主线，侧重于对学生在“工程—社会”情境下的过程训练和能力培养。表3给出了该课程考核评价的量规表。

该项目的评价要素（观测点）共有9项，每项的分值都归一化到1~10分的区间内，各自的重要性由权重系数体现。其中第1~5项针对学生最终的产出成果进行，属总结性评价；第6项是针对平时作业与任务的过程考核，属阶段性总结评价；而第7~9项则是通过对学生学习过程中的各种表现观察、记录、判断而做出的发展性评价，目的是帮助学生规范学习过程，提升其自信心、成就感与合作精神，属形成性评价。从评价主体和数据来源看，除教师的考核结果外，还包括了学生自评、互评的结果（结论），可以说进一步体现了OBE理念在评价环节的落实。

2. 团队评价与个人评价

“个人与团队”是现代工程人员在工程实践中必须面对和处理的基本关系之一，也是专业认证毕业要求通用标准中规定的一项重要的能力目标。设置在课程之内或独立开设的各种团队式实验/实践或研讨式项目，是引导学生理解个人与团队角色、培养其合作能力的有效载体。这些项目或学习活动的成果，一般来说都是团队成员共同取得的，并不能直接体现每个人的产出效果；但最后需要给出的，却是对每个学生个体水平的评价。

如何做到这一点呢？一个原则性的要求是：个人评价须建立在团队评价的基础上，以团队评价结果为基准，但同时也要体现个体之间的差异。对团队评价和个人评价可分别进行，但评价指标和标准应具有一定的从属或主次关系。

仍以前述“机械设计基础”课内综合实验为例，介绍一种实践中易于操作的模式。在该模式中，实质性的评价只针对团队进行，即围绕不同的观测维度和考核指标，依据每个指标下的分级评价标准给出分项成绩，然后再按指标权重加总得到关于团队的评价成绩，这是第一步即整体评价。

第二步，评个人。其核心是由学生自行商定每位成员在项目实施中的贡献度（基于具体的职责分工），规定成员的平均贡献度为1（即贡献度之和在数值上等于团队总人数），个人贡献度以此值为基准上下浮动形成差异。这样，个人成绩即可通过用团队成绩乘以个人贡献度计算得到。

这种方法在实际操作中非常简便，在内在逻辑上也有其合理性。特别是由学生“自主”商定贡献度大小的过程，本身就是一个处理个人与他人角色关系的社会体验环节，这与教学设计的初衷是一致的。

3. 形成性评价

形成性评价是指在教学过程中为了解学生的学习情况、发现教学中的问题而进行的评价。这种评价一般不以“算分”为目的，但通过这种评价，教师可及时获得教学过程中的连续反馈，为改变教学策略、改进教学方法、调整教学计划提供参考。

形成性评价常采用非正式考试或单元测验的形式来进行。但并非所有的单元或阶段性的考核都会形成有效的评价，或有效的形成性评价。如果只是把阶段考核的成绩计入总成绩而不是用于平时教学改进的话，实际上也还只是一种阶段性的终结性评价，并非真正意义上的形成性评价；而后者，恰恰是当前OBE课堂教学中最为缺乏的。

这里仅举两个西安交大机械工程专业课堂形成性评价开展的两个例子，以供参考。

一是前面提到的“机械设计基础”课内综合实验。教师以调查问卷的方式，请学生从主观性学习体验出发回答问题，包括“综合试验中你最想做/最不想做的工作是什么”“你认为综合实验中最有/无价值的工作是什么”“实验过程中遇到的主要困难是什么”“你希望得到老师何种形式或程度的指导”，等等。通过对这些答案的分析、梳理，来获得反馈，明确教学改进的目标或策略。

比如在关于“最想做”问题的回答中，大多数学生选择了“Solidworks建模”，而在相反问题的回答中，大多数学生则选择了“综述撰写”。这其实是符合低年级本科生（大二学生）的认知基础和兴趣特点的，但也说明如何引导学生认识文献资料查阅分析的重要性，以及如何培养其提炼、描述工程设计问题的基本能力，在基础课教学实践中仍是一件富有挑战性的工作。

另一门是本科生“Material mechanics”全英文课。同样是在结课后以书面调查的方式来收集学生意见和建议(具体内容从略)。从反馈来看，学生普遍对全英文课程的开设效果持肯定态度，如认为“（课程学习）让我在做毕设时阅读英文文献更轻松，提高了学习效率”等，同时也对课程教学模式改革及教材建设等提出了建议，如希望教师多提供阅读资料文献，考核方式与国外接轨，在课程中加入更多例如presentations、off-hand lectures及其他一些能让学生更好提升能力的教学模块，等等。由于课程的特殊性，这种针对课程进行的评价实际已直接指向了专业层面的评价，为专业培养方案的持续改进提供了重要的依据。

04结语

“课程是教育最微观问题，但解决的是教育最根本问题”。OBE理念在课程层面的落实，是体现以学生为中心的教育价值转型和模式转型的关键一环。毋庸讳言，目前这项工作的实施情况总体来讲尚不如人意，其中既有主观的原因，也有客观的原因；既有教师的原因，也有学生的原因。从教师主体的角度看，既有思想观念和认识水平方面的问题，也有思维方法、操作技术方面的不足。如何打通这至为关键的“最后一公里”，依然任重而道远。

本文所给出的，只是专业认证视域和标准下OBE课程建构的一般性的逻辑与方法框架，而其背后丰富深刻的内涵要求，更有待于一线教师在教学实践中去不断领悟和落实。希望能以本文，唤起广大同仁对于这一问题的思考和探索热情，我们相信，只要理念正确，跬步也能致远。

注释

①见诸南京大学陈道蓄教授在教育部评估中心举办的专业认证培训会上所做有关报告。

② 关于评价、评估两词的确切涵义及译法，国内文献中存在较多的表述分歧乃至混乱，本文采用美国高等教育界主流观点（Chaelys Secolsky, D. Brian Dension. Handbook on MeasurementAssessment and Evaluation in Higher Education, Routledge, 2012），以assessment对应“评价”，指基本教学信息的收集、分析和解读；而以evaluation对应“评估”，指基于收集到的信息和数据，对专业或学校的办学绩效做出有效性或价值判断。

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