基于OBE理念的PBL教学法多元化考核方法探索

李孟倩 汪金花 韩秀丽

摘    要：国家一流课程“遥感原理与应用”采用基于OBE（成果导向教育）理念的PBL（问题驱动）教学法，为了更加全面地评价学生的学习效果，课程采用了包括自主学习、理论学习、上机操作、挑战创新和PBL专题考核在内的五元化考核方案，将过程性考核和终结性考核有机结合起来。经过教学实践，该考核方法能够有效评价高频次互动课堂中的师生、生生互动和学生主动思考的过程，有效维系学生持续、深入学习的动力，实现了考核评价与教学设计之间的相互促进、相互提升。

关键词：OBE理念；多元化；考核评价；PBL教学法

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2023）08-0001-05

一、引言

新工科要求高校培养一批多样化、创新型卓越工程科技人才，传统的以教师教授为主、考试为辅的教学模式通常将“试卷考试+平时表现”作为课程评价的标准。其中，平时成绩主要包括考勤、作业、课堂表现等方面，占总成绩的30%及以上；试卷考试通常包括基础知识、技能、创新和综合能力考核4类题型，虽然考题的类型多元，但因试卷考试形式的局限性，考题很难全面反映学生的迁移能力、表达能力、思维拓展能力、情感能力等，而且容易将学生的学习过程固化为为了课程成绩而进行的知识灌输和强行植入。OBE（成果导向教育）理念是工程教育认证中的一个核心方法，最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革中，要求在教学大纲设计、教学方法设计、教学活动、考核评价等环节均以学生的实际产出为目标，鼓励“五指山型”教学效果，既能突出有能力学生的优势，又能保证普通学生的基本能力形成。因此，在课程建设中，应加强引发学生主动思考、持续学习、深入研究等教学环节的设计[1-2]。

在“遥感原理与应用”课程建设过程中，课程教学以学生综合能力提升为重点，将课程划分为不同模块，分别采用了基于问题（Problem）的、基于过程（Process）、基于专业水平（Professionalism）的PBL教学方法，将课堂变为以学生为主体、教师为主导的互动课堂。学生在课堂内外通过不同形式的对话、交流、汇报，充分展示出了青春活力和能动力[3]。在PBL教学法下学生课堂参与度大幅提升，传统的“考试试卷+平时成绩”的考核方式无法满足对学生学习全过程考核的需求，为了更好地评价学生的课程学习效果，“遥感原理与应用”课程教学团队设计了基于

OBE理念的PBL教学法多元化考核方式，将“以生为本”的理念有效贯穿到教育教学的每个环节，提高了考核的合理性并充分保障了学生多元化、个性化发展的需求[4-5]。

二、基于OBE理念的多元化考核设计

（一）“遥感原理与应用”课程特点

遥感技术作为现代地理学的重要研究手段之一，能迅速有效地提供地表自然过程和现象的宏观信息，有助于揭示地表自然动态变化规律并预测其发展趋势，在地学、生物学、环境科学、城市科学，以及某些社会科学领域得到了广泛应用，在经济建设和国防建设上发挥了越来越大的作用。“遥感原理与应用”课程是华北理工大学测绘工程专业的核心专业课，课程包括24学时的理论教学、2学时的实验教学和16学时的上机教学。通过本课程的学习，学生应掌握遥感技术的基本原理、遥感图像处理的方法及过程，熟悉应用遥感专业处理软件，理解遥感在测绘、农业、林业、矿产、海洋等领域应用的基本理论；掌握独立分析、解决遥感工程问题的初步能力；明确知悉严谨的科学态度在工作实践中的重要性；了解遥感技术在国民经济领域的价值，培养科技强国、爱岗敬业的信念及较强的环境保护意识和法律意识，能够在未来主动投身社会主义建设。

针对该课程教学内容宽度广、课时少、理论难，以及90后、00后学生对自媒体时代的超适应能力和较差的自学能力、自控能力等特点，课程采用大班理论授课+分组上机/实验+线上学习的教学模式[6-7]。课程理论教学部分按照遥感知识点采用基于Problem（问题）的PBL教学法，以核心问题凝练课程，以驱动性问题引导学生进行思考和持续主动学习；分组上机/实验教学采用基于Process

（过程）的PBL教学设计，结合具体任务案例，从激活旧识、示证新知、尝试应用、融会贯通4 个方面进行参与互动式教学设计；在课程线上学习中，学生需要结合“学习通”网络平台和其他网络资源对遥感图像处理进行初步

自主学习、课堂深入学习、课外拓展学习、课堂汇报展示等。同时，在课程教学中，融入基于Professionalism（專业水平）的PBL教学法，将情感和价值教育与课程内容有机融合。PBL教学法充分体现了以学生产出为中心、教师为主导、学生为主体的教育理念，提高了学生学习兴趣，激发、维系了学生进行持续、有效、自主学习的动力。为了更有效地给予学生评价，进一步提升学生对课程学习的兴趣，激发学生专业学习热情，授课教师为课程设计了基于OBE理念的PBL教学法多元化考核方式（图1）[8]。

（二）整体考核方式设计

基于OBE理念的PBL教学法多元化考核方法是以激发学生学习动力和专业志趣为着力点的过程性评价，包含自主学习考核、理论学习考核、上机操作考核、挑战创新考核和PBL专题考核5个部分（表1）。自主学习考核是对学生线上线下主动学习情况的评价。课程依托学习通平台，发挥网络平台优势，建设了课程知识点课件、拓展资源库和试题库等资源。在教学过程中，授课教师提倡学生主动学习，强化对学生学习资料阅读量和阅读能力的考查，有效提升了学生学习的广度。理论学习考核、上机操作考核是对学生专业基础知识和动手能力的规范性测试，是传统模式考核。挑战创新考核主要考核学生创新能力，通过创新作业设置鼓励学习兴趣浓厚、能力较强的学生主动深入思考，提升了课程的创新性并保证了学生个性化发展需求。PBL专题考核主要考核学生在分组学习过程中的参与度，学习成果（汇报PPT内容/海报/实验成果）的规范度、丰满度、深度、广度及创新性，汇报时的表现能力、对抗性问答环节的问题解决能力，小组学习、组间互动过程中表现出的合作能力、领导能力等。

PBL专题考核方法综合性强且考核内容为非标准化考核，有助于提升课程学习过程的挑战度。

1.自主学习考核

自主学习考核以学生学习需求为出发点，以拓展学生对遥感技术的了解为目标。授课教师在华北理工大学超星泛雅学习通平台建设了知识点课件、电子书、课程思政资源、上机资源、PBL案例资源、试题库、拓展资料等线上资源，内容从基础知识、基础技能学习需求文档到遥感行业科技发展现状、遥感卫星技术现状、遥感图像处理分析方法再到遥感工程实践项目、遥感大事件等，涵盖了

“基础—技能—拓展—应用—提升”5个层次的资源，培养学生主动学习的能力，强化学生基础知识和提高阅读量，提升学生自主学习成就感和课程融入感。为了鼓励学生主动学习，授课教师对知识点课件等资源设置了任务点，在学生完成任务点后可以开启对应章节试题的权限，将随堂、课后试题成绩和阅读量、阅读时间等作为自主学习考核的主要考核指标，其分配比例约为50%的试题考核成绩和50%的阅读成绩。

教学团队以课程教学目标和遥感技术的广泛应用为出发点，依据教学单元设置题库，题库覆盖面广，涵盖了每个教学单元的基础知识、基础理论、知识运用、课外阅读等内容，为了培养学生爱岗敬业精神、了解更多的遥感前沿领域知识，授课教师在习题中加入了部分测绘名人、遥感大事件的相关问题。

2.理论学习考核

理论学习考核在学期末进行，主要目的是测试学生对遥感技术的发展动态、遥感平台、遥感物理、遥感图像处理、遥感图像分类和表达的基础知识、基本原理和方

法，以及对遥感专业处理软件、遥感图像处理分类及遥感制图技能的掌握情况。按照学校统一要求，理论学习考核试卷分为A、B卷，题型为选择题、判断题、简答题和案例题4大类，除了考核遥感基础知识和基础理论外，还要对遥感知识运用能力、技能、拓展学习能力、创新能力等进行不同程度的考核。另外，案例题设置从实际应用出发，同时将遥感新技术、环境保护等思政元素隐含于题干中，问题设计应包括基础理论、技能应用、拓展性问题，保证考试考核的基础性、层次性、创新性。

3.上机操作考核

上机操作考核主要是从学生上机使用遥感处理软件实操的正确性、熟练度、达成度3个方面检验学生对遥感知识应用的能力及操作技能的规范性，考量学生是否能够自主解决遥感影像处理中的实际应用问题。上机操作考核包括模拟多种实际工程需求情况下进行多源遥感数据预处理中参数设置、处理方法选择、影像分类方法选择及影像色彩的显示效果等多个内容，根据操作和理解的难易度、完成度给定每项成绩。上机操作考核时，要求学生在规定时间内使用机房电脑和软件，采用一人一机，随机抽题的方式，按照考核要求独立完成考核内容。

4.挑战创新考核

大学教育鼓励“五指山型”教学效果，既能突出有能力学生的优势，又能保证基础较弱学生的基本能力形成。挑战创新考核主要是将课程内容涉及的基础遥感科学知识、实践应用科学方法，如辐射概念分析、回归分析算法实践、遥感图像云层处理方法、植被光谱与农业关系等稍具难度但学生可以通过查阅资料获得结论的问题留给学生自己解决，学生自主选择是否进行该项工作，并且不限制完成数量，成绩可以叠加，最终学生的学习成果以课堂汇报或视频录制等方式展示，主要考查学生查阅资料、文档综合、口头汇报等能力，促进学生自主学习能力、迁移能力、创新能力的培养，保证了学生个性化发展的需求。

5.PBL专题考核

PBL专题考核是基于学生学习过程的考核，最终考核成绩依据学生的个人表现、实践成果的丰满程度、汇报展示情况、参与互动、合作能力等进行综合评定，包括基于Problem的PBL考核成绩和基于Process的PBL考核成绩2部分成绩，基于Professionalism的PBL考核成绩融入到前2个考核之中。PBL專题考核成绩分配比例约为30%的基于Problem的PBL考核成绩和70%的基于Process的PBL考核成绩。

（1）基于Problem的PBL考核。基于Problem的PBL教学设计以知识点为载体，以问题为核心，以“提出问

题—分析问题—解决问题”为主线，采用“教师发布问题学生小组讨论/学生回答问题教师引导”的教与学模式，

师生、生生在互动过程中逐渐深入剖析知识，提升学生学习的深度。由于该部分仅要求学生参与互动，没有具体形式的成果要求，因此，考核的主要指标为学生参与频数和提出/回答问题的有效性。

（2）基于Process的PBL考核。基于Process的PBL考核要求学生结合具体的任务，通过实验、文献检索等方式完成任务并制作PPT进行汇报展示，因此，该部分考核成绩主要包括教师给定成绩（包括学生小组对PBL专题理

解的广度和深度、最终成果的完成程度、汇报展示情况、回答听众提问情况、团队合作情况等）、组内互评成绩、组间互评成绩3个方面，为了让学生充分体会合作和分享的快乐，同时防止部分学生在组内工作中不出力、不动脑或试图滥竽充数，在成果汇报展示、回答提问等环节中，学生小组集体到讲台前，其他学生或教师可以指定组内任何一个学生汇报或回答问题。

（3）基于Professionalism的PBL考核。授课教师在教学过程中考虑了多学科交叉理念需求，设计了多个基于Professionalism的PBL案例，案例涵盖了遥感技术在农业、环境、土地利用、生态复垦、地质环境、矿产资源等多个方面的应用，同时，将思政元素融入案例中。例如，案例主题设计为“水稻是我国的主要粮食作物，请应用国产高分1号卫星影像，进行曹妃甸区2015—2020年水稻种植面积动态监测”“唐山市某年小麦—玉米轮作区域提取”“海岸线周边环境变化直接影响近海环境，请以津冀海岸线为例，对海岸线周边土地利用进行分析”，学生在文献检索、方法总结及实验验证过程中，自然会产生价值导向的思索，因此，能够培养学生的团队合作意识、环保意识，增强对遥感技术科学性的认同感，提升学习遥感知识的兴趣及职业荣誉感。这部分考核纳入到基于Problem的

PBL考核和基于Process的PBL考核之中，包括团队合作情况、个人活跃度、团队对问题的思考中是否有涉及相关内容等。

三、多元化考核教学效果

（一）整体考核达成效果评价

基于OBE理念的PBL教学法多元化考核形式可以概括为过程性考核和总结性考核。针对具体的教学内容和考核内容，学生预期学习成果主要包括以下几点。

过程性考核包括以下内容。（1）PBL考核。要求学生能够主动、深入地进行持续学习；主动参与各项活动，积极发表个人想法；将所学知识与实践应用相联系，利用已有知识储备和资料查询、实验分析等方法解决某一遥感问题，协同工作。（2）挑战创新考核。要求学生进行主动深入地学习，利用已有知识储备和资料查询、实验分析等方法解决某一遥感问题。（3）自主学习考核。要求学生了解遥感技术在国民经济领域的价值，形成科技强国、爱岗敬业的信念，以及较强的环境保护、法律意识；养成主动学习、深入思考、持续投入的良好习惯。总结性考核包括以下内容。（1）上机操作考核。要求学生熟悉遥感专业处理软件；能够用某一图像处理软件完成遥感图像处理。（2）理论学习考核。要求学生掌握遥感技术的基本概念和理论基础、遥感图像处理的方法及过程，理解遥感在测绘、农业、林业、矿产、海洋等方面应用的基本理论。

（二）实际达成效果分析

为了对学生实际达成效果进行有效分析，促进教学方法持续改进，教学团队每年对学生考核成绩进行分析。其中，2021—2022学年共91名学生的学习情况分析统计情况如下：将期末总体成绩按照2分一档进行分项统计〔图2（a）〕。学生总体成绩成正态分布，85分以上38人，占总人数的41.8%；70～85分50人，占总人数的54.9%；60～70分3人，占总人数的3.3%；无60分以下者。这说明所有学生在基于OBE理念的PBL教学法多元化考核模式下，均获得了一定的学习成果，而且能力较强、投入充分的学生能够取得较优成绩，考核方式能够兼顾优秀学生与普通学生的分层考核需求。对比各分项考核实际平均成绩和满分成绩可知〔图2（b）〕，满分达成度最低为总结性考核中的理论学习考核，达成度为72.0%，最高为过程性考核中的自主学习考核，达成度為98.3%；其他各分项成绩的满分达成度分别为上机操作考核84.0%，挑战创新考核92.0%，PBL专题考核93.3%。过程性考核的总体达成度明显高于总结性考核成绩，说明教师主导、学生主体的教学设计能够激发学生的学习兴趣，提高学生主动投入比例，学生乐于且能够通过主动学习、团队协作获得较好的成果产出，并且能在一定程度上提高对理论、技术的理解，促进总结性考核成绩的提高，同时，侧向证明了

PBL教学法下的课堂氛围活跃、学生学习态度积极，能够有效提高学生的产出能力。

通过对各分项成绩进行数据归一化处理，选择总成绩较高的5名学生和总成绩较低的5名学生进行各分项平均成绩综合比较（图3）。横向对比2类学生的各分项考核成绩可知，挑战创新成绩和理论学习成绩相对于其他分项成绩，是成绩较低学生的“短板”，说明课程学习投入少可能是成绩低的原因之一。同时，相对较高的PBL

专题成绩、上机操作成绩和自主学习成绩保证了成绩较低学生的总体成绩及格，说明PBL教学法能够带动成绩较低学生的学习投入，在一定程度上能够有效提高学生的产出。

PBL专题考核为小组考核，对比不同PBL专题小组的成绩发现，PBL专题成绩较高的小组中各成员的其他几项的平均成绩要高于PBL专题成绩较低的小组，而

PBL专题小组中基础较弱的学生的PBL专题考核成绩达成度能够达到70%左右甚至更高，客观上表明学习小组内存在同伴效应，学习态度端正、能力较强的学生能够对同组学生产生积极的同伴效应，促进了小组成员对于遥感基础知识、实践操作能力甚至沟通能力、迁移能力的整体提升。

综上，基于OBE理念的PBL教学法多元化考核能够更加全面地评估学生在初步自主学习、课堂深入学习、课外拓展学习、课堂汇报展示、知识和技能掌握等环节的学习效果，学生在学习过程中不仅提高了对知识、技能的迁移能力，也提高了交流沟通能力、团队协作能力、创新能力和写作能力。

（三）教学效果反馈及教学思考

在遥感类课程教学过程中，教师团队通过问卷、访谈、聊天等方式了解学生的学习需求，并依据学生的学习需求适当设计学习内容。为了更加直观地了解学生对课程授课方式，以及多元化考核方式的满意度，教师团队设计了面向学生的调查问卷。以最近一次问卷调查为例，共发放问卷91份，收回有效问卷91份。结果表明：学生普遍认为遥感技术很有用，学习很有趣，但基于OBE理念的PBL教学法多元化的考核方式相较于传统考核更具挑战性，需要课外学习才能跟同学竞争；同时，很多学生表示需要投入很多精力进行课外学习，很辛苦但是收获满满。

在课程教学过程中，学生对课程的关注度很高，课堂上学生的表情是灵动的，能够紧跟演讲组与提问同学的思路，表示“我很喜欢这种学习方式，提问时我很紧张，我需要紧跟大家的节奏”“我喜欢这门课，我们国家的高分系列卫星是我们的骄傲”“老师让我们记笔记，还举办了笔记评比，通过记笔记，我不但厘清了课程学习思路，还获得了奖励”。

四、结束语

基于OBE理念的PBL教学法多元化考核方式打破了“以试卷成绩论英雄”的考核方式，通过提高过程性考核的比例，提高了学生的学习投入和课堂参与度，极大地调动了学生的学习热情，打破了教师讲授为主的课堂的沉默状态，增加了教师与学生、学生与学生、教师与教师之间的交流，改变了学生考前集中突击学习的现状，促进了对学生自主学习能力、解决实际问题能力、沟通能力、创新能力的培养。但基于OBE理念的PBL教学法多元化考核方式需要让学生提前充分了解学习目标是什么、最终学习成果是什么。同时，需要教师引导使学生通过持

续、深入的学习获得学习成果，这对授课教师也提出了严苛的要求，教师需要时刻掌握学生学习动态，将学生学习过程、实际知识掌握及创新能力的学习成效反馈到教学设计中，优化教学活动，动态调整教学的方法，保证学生学习效果，促进学生自主学习能力和高阶思维的养成。

参考文献：

[1]  石良，王莉，孙琼，等.基于OBE理念的高校实践教学

体系改革与探讨：以新能源材料与器件专业为例[J].

教育教学论坛，2020（31）：265.

[2]  顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的

工程教育模式：汕头大学的实践与探索[J].高等工

程教育研究，2014（1）：27.

[3]  曹海艳，孙跃东，罗尧成，等.“以学生为中心”的高校

混合式教学课程学习设计思考[J].高等工程教育研

究，2021（1）：187.

[4]  余建波.金课：你取到“真金”了吗？[J].中国教育网

络，2019（11）：74-75.

[5]  杨秀丽，程禹，杨秋实，等.“以学生为中心”的教学模

式下本科生课堂学习状态实证分析：以黑龙江省三

所高校人文社会科学专业为例[J].黑龙江高教研

究，2018，36（11）：100.

[6]  包志梅.本科生学业成绩的同伴效应研究[J].中国

高教研究，2020（6）：25.

[7]  陈剑斌，汪小锋，沈涛.新工科背景下基于OBE理念

的“汽车理论”课程内容设计及考核体系研究[J].大

学，2021（39）：48-51.

[8]  雷天宇，丁洪玲，王子莹，等.新发展理念下全过程混

合式考核体系的构建研究[J].华北理工大学学报

（社会科学版），2022，22（1）：96-101.

编辑∕李梦迪