基于OBE理念的專業(yè)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

郭啟龍 魏相君 曹萬智 王璟 王秀芳

[摘 要] 為了適應(yīng)工程認(rèn)證對學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的要求，改變學(xué)生在教學(xué)過程中學(xué)習(xí)興趣不高、參與度低的狀況，根據(jù)調(diào)查問卷分析了當(dāng)前“無機(jī)非金屬材料工學(xué)”課程存在的主要問題，在OBE教育理念的指導(dǎo)下，對教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)成果評價(jià)四個(gè)方面進(jìn)行改革，優(yōu)化整合了課程內(nèi)容，以學(xué)生為中心，豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，重視過程性成果的評價(jià)與考核，促使課程目標(biāo)達(dá)成度的穩(wěn)步提升，實(shí)現(xiàn)與工程認(rèn)證要求的相符合。

[關(guān)鍵詞] OBE理念;無機(jī)金屬材料工學(xué);教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2019年度西北民族大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“‘互聯(lián)網(wǎng)+’時(shí)代基于OBE理念的專業(yè)課程互動式、翻轉(zhuǎn)式教學(xué)改革——以《無機(jī)非金屬材料工學(xué)》為例”（2019XJJG-45）;2020年度甘肅省高等教育教學(xué)成果培育項(xiàng)目“‘互聯(lián)網(wǎng)+’時(shí)代基于OBE理念的專業(yè)課程互動式、翻轉(zhuǎn)式教學(xué)改革——以《無機(jī)非金屬材料工學(xué)》為例”（2020GSJXCGPY-03）;2019年度西北民族大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)校企聯(lián)合培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐”（2019XJJG-43）

[作者簡介] 郭啟龍（1986—），男，甘肅徽縣人，博士，西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事陶瓷增韌、固體廢棄物資源化利用研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）51-0061-04? ? [收稿日期] 2021-05-06

OBE，即成果導(dǎo)向教育，圍繞以學(xué)生獲得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念，在教學(xué)過程中摒棄過去以教師和課本為主體的教學(xué)方式，更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，并不斷在反饋中形成可持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制[1-4]。要實(shí)現(xiàn)以成果為導(dǎo)向的教育模式，需要建立以學(xué)為中心的教學(xué)體制，這就要求教師不斷創(chuàng)新，拓展思路，改革教學(xué)方式，向以學(xué)為中心的教學(xué)課堂轉(zhuǎn)變，改變教學(xué)評價(jià)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

一、基于OBE理念的課程調(diào)查與教學(xué)現(xiàn)狀分析

開課前，根據(jù)教學(xué)改革所涉及的內(nèi)容設(shè)計(jì)問卷，基于“雨課堂”完成本次調(diào)查問卷，共有55位學(xué)生完成，占上課人數(shù)的90%。根據(jù)調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及近幾年的授課經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了本課程教學(xué)過程中存在的問題。

大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，超過50%的學(xué)生不能做到課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，課后作業(yè)不能高質(zhì)量地獨(dú)立完成，部分學(xué)生直接抄同學(xué)或網(wǎng)上的答案，達(dá)不到學(xué)習(xí)要求。

大部分學(xué)生認(rèn)為課堂互動對于學(xué)習(xí)效果較好，但教學(xué)方式只是單一地進(jìn)行“知識的灌輸”，課堂教學(xué)內(nèi)容相對單一枯燥，缺乏最新的相關(guān)發(fā)展動態(tài);學(xué)生普遍反映課堂互動交流較少，與教師的交流途徑太少。

大部分學(xué)生對翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式并不了解，但是期待“自主學(xué)習(xí)、合作交流、小組展示”的課堂教學(xué)方式，希望增加課堂的趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。

考核方式過于單一，學(xué)生在考試前只復(fù)習(xí)課堂上經(jīng)常講解的難點(diǎn)或重點(diǎn)即可通過考試甚至獲得高分，這就造成很多有用的內(nèi)容學(xué)生在平時(shí)根本不會去學(xué)習(xí)和了解，考前突擊、考后忘記，既不能真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也不利于教師隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

為了提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，改善教學(xué)效果，在本課程教改中引入OBE理念，在課堂教學(xué)中以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，增加反饋機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生思考和解決問題的能力，最終實(shí)現(xiàn)以成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式改革。

二、基于OBE理念的課程改革措施與實(shí)踐

（一）教學(xué)大綱的修改

本校無機(jī)非金屬工程專業(yè)立足于民族地區(qū)和工程一線發(fā)展需求，旨在培養(yǎng)具有不斷適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)和專業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型專業(yè)人才，培養(yǎng)的學(xué)生大多在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域發(fā)展，特別是在建筑材料領(lǐng)域從事生產(chǎn)經(jīng)營、質(zhì)量檢測、科研開發(fā)、工程應(yīng)用和生產(chǎn)管理等工作，因此看重學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以及分析、解決復(fù)雜工程問題的能力。

基于上述對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求及工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)重新修訂本課程的教學(xué)大綱。除了包含既往教學(xué)大綱的項(xiàng)目外，依據(jù)課程對畢業(yè)要求的支撐，重新確立了本課程的教學(xué)目標(biāo)，明確了本課程支撐哪些畢業(yè)要求并簡述擬達(dá)到的特定教學(xué)目標(biāo)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握無機(jī)非金屬材料的基本概念、基本理論、組成設(shè)計(jì)與制備原理、生產(chǎn)過程及其共性與個(gè)性、結(jié)構(gòu)與性能，系統(tǒng)構(gòu)建了無機(jī)非金屬材料工藝知識體系，具備能夠完成新材料、新技術(shù)和新設(shè)備設(shè)計(jì)工作能力。

本課程以林宗壽等人編寫的《無機(jī)非金屬材料工學(xué)》教材為基礎(chǔ)，刪減和重組了某些章節(jié)內(nèi)容，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，在原教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上按章節(jié)、知識點(diǎn)進(jìn)行了修訂，優(yōu)化整合授課內(nèi)容，增加了實(shí)際工程案例講解和分析討論環(huán)節(jié)。基于OBE理念，還特別增設(shè)了學(xué)生自學(xué)講解環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，最終獲得了終身學(xué)習(xí)的能力。

（二）課堂教學(xué)模式改革

1.整合教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)。我校該專業(yè)的畢業(yè)生大部分在中建、中鐵、中交，以及建材制造及檢測等單位就業(yè)，從事建筑材料及制品、建筑功能材料等制備、實(shí)驗(yàn)檢測及質(zhì)量控制、技術(shù)管理的畢業(yè)生占本專業(yè)畢業(yè)生總數(shù)的70%以上。因此，教學(xué)過程中篩選了與土木工程、建材制造等相關(guān)領(lǐng)域的工程案例，在對實(shí)際工程案例的剖析過程中不僅促進(jìn)了學(xué)生對基本理論的理解，而且讓學(xué)生掌握了所講授的內(nèi)容在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，做到了理論聯(lián)系實(shí)際，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，本課程內(nèi)容要緊跟新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展步伐，優(yōu)化課程內(nèi)容，需要把目前的最新技術(shù)和方法，以及學(xué)科前沿動態(tài)、教師研究的科研成果，有機(jī)地融入本課程的授課內(nèi)容中，拓寬教學(xué)內(nèi)容。例如，將再生骨料混凝土、機(jī)制砂混凝土、新型膠凝材料、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和功能梯度材料等新型材料的制備原理和生產(chǎn)技術(shù)、性能特點(diǎn)等引入課程教學(xué)，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬了知識面，而且為學(xué)生今后深造和就業(yè)打下了基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程中存在能源消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，為此，在教學(xué)內(nèi)容上增加了大氣污染與防治、工業(yè)廢渣綜合利用、綠色建材生產(chǎn)及新型球磨工藝等。通過工程案例講解、學(xué)生課前自學(xué)和PPT匯報(bào)等形式，讓學(xué)生認(rèn)識到生產(chǎn)工藝水平直接影響污染物的排放，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段如何更好地降低和治理環(huán)境污染等，培養(yǎng)學(xué)生具有能源和資源、環(huán)境保護(hù)和人類命運(yùn)共同體意識，真正認(rèn)識到“青山綠水就是金山銀山”的道理。

2.以學(xué)生為中心，優(yōu)化教學(xué)方法。根據(jù)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況和課前任務(wù)完成情況，在教學(xué)過程中，采用翻轉(zhuǎn)課堂、頭腦風(fēng)暴和分組討論等教學(xué)模式。通過學(xué)生自學(xué)匯報(bào)、交流討論和案例分析等具體情況，掌握學(xué)生容易出錯(cuò)的地方并有針對性地進(jìn)行講解。比如，在學(xué)習(xí)“粉粒體的制備”一章時(shí)，課前布置了有關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容：粉體制備決定粉體的顯微結(jié)構(gòu)，如形狀、粒度、粒度分布、比表面積等，那么要采用什么工藝和技術(shù)，會選擇什么樣的設(shè)備呢？請結(jié)合這一主題，任意選擇某一工藝過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。每個(gè)學(xué)習(xí)小組通過討論確定何種粉粒體制備工藝，由組長分配任務(wù)，每位學(xué)生各自查閱資料，最終討論匯總形成PPT演講文稿;教師利用網(wǎng)絡(luò)平臺（QQ、微信等）和課外時(shí)間給予必要的輔導(dǎo)。在課堂上，每個(gè)小組根據(jù)自己的準(zhǔn)備內(nèi)容輪流進(jìn)行講解，每組由一位學(xué)生主講，同組其他同學(xué)補(bǔ)充，每組分享結(jié)束后，其他同學(xué)可以提問，由分享組同學(xué)作答，最后教師根據(jù)學(xué)生的講解進(jìn)行點(diǎn)評和補(bǔ)充。通過PPT講解、分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通交流能力，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

此外，在課堂上開展了“頭腦風(fēng)暴”活動，事先不告訴學(xué)生活動內(nèi)容?；顒右詫W(xué)習(xí)小組為單位，組長負(fù)責(zé)全組討論交流活動，另設(shè)記錄員1名負(fù)責(zé)在討論時(shí)記錄內(nèi)容，最后經(jīng)過全組成員的交流討論形成最終的分享文稿。每個(gè)小組推薦一位發(fā)言人，將該小組匯總的內(nèi)容分享給大家。分享結(jié)束后，各小組根據(jù)分享內(nèi)容進(jìn)行交流互動，各抒己見，最后教師對分享的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解。例如，在學(xué)習(xí)“水泥”一章時(shí)，開展了一次以“如何提高水泥的質(zhì)量、產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)的能耗”為主題的頭腦風(fēng)暴活動，通過本次活動使教師了解學(xué)生的知識掌握情況，學(xué)生檢驗(yàn)了自我的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)做到了理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)習(xí)過程不再枯燥，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和自主學(xué)習(xí)能力。

3.利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)工具，加強(qiáng)師生的交流溝通。在教學(xué)過程中，建立了課程討論QQ群，除了發(fā)布與課程內(nèi)容相關(guān)的通知消息外，還利用討論群隨時(shí)隨地地回答學(xué)生的提問，使得交流不受時(shí)間和空間的限制。在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)，線上交流拉近了教師與學(xué)生之間的距離，使得師生間的交流更加便捷，學(xué)生隨時(shí)隨地地提問問題，教師也能夠及時(shí)給予解答，而且那些在課堂上比較沉默的學(xué)生也會積極參與到問題的討論中。

本課程的課后作業(yè)通過“雨課堂”來發(fā)布，學(xué)生也在“雨課堂”上提交，教師在批改時(shí)不受時(shí)間、空間的限制，而且能夠有針對性地指出每位學(xué)生的錯(cuò)誤，并提出修改意見。此外，“雨課堂”還可以布置客觀題型（選擇題、填空題等）的作業(yè)，系統(tǒng)自動批改，標(biāo)準(zhǔn)答案隨即給出，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并糾正錯(cuò)誤。學(xué)生提交作業(yè)時(shí)若遇到不會的或不懂的，可以標(biāo)注出來或在留言區(qū)說明，教師可以及時(shí)掌握，并在留言區(qū)或作業(yè)批改中給予講解，這樣增加了師生間的交流互動，解決了傳統(tǒng)的提交紙質(zhì)作業(yè)批改反饋慢的問題，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和興趣。

（三）優(yōu)化評價(jià)體系

在本課程中，采取過程性考核方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行多角度的考查和督促，根據(jù)學(xué)生在不同方面的表現(xiàn)給予評價(jià)，形成強(qiáng)調(diào)過程的課程學(xué)習(xí)考核激勵(lì)模式，調(diào)動學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的參與熱情，改變了考前突擊的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，也有利于教師在教學(xué)過程中隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。本課程的考核方式采取了平時(shí)成績（40%）和期末閉卷考試成績（60%）相結(jié)合的評價(jià)方式。其中，平時(shí)成績的評定依據(jù)主要以出勤率、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、PPT匯報(bào)、“頭腦風(fēng)暴”的表現(xiàn)、課程小論文等給出，每個(gè)平時(shí)成績的評分依據(jù)占有不同的比例，從而體現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的平時(shí)成績。

期末閉卷考試內(nèi)容以教學(xué)大綱為準(zhǔn)繩，考核學(xué)生對基本理論知識的掌握、理解、應(yīng)用和綜合能力，強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為目的，以能力為重點(diǎn)，因此本課程期末考試試卷，除了基本概念、工藝原理和性能的題型外，還增加了主觀題的數(shù)量，并以實(shí)踐案例為導(dǎo)向，主要考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。例如，“節(jié)能減排和應(yīng)對氣候變化已經(jīng)成為我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)，試從水泥的角度介紹你的認(rèn)識或提出你的設(shè)想”，由此可綜合反映出學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況、運(yùn)用知識的能力、發(fā)散思維能力和解決復(fù)雜工程問題的能力，避免了傳統(tǒng)考試通過死記硬背就可以取得高分?jǐn)?shù)的弊端。

三、教學(xué)改革活動實(shí)施效果的調(diào)查與分析

本課程以授課學(xué)生為調(diào)查對象，根據(jù)一個(gè)學(xué)期（54學(xué)時(shí)）的教學(xué)實(shí)踐，通過“雨課堂”發(fā)布調(diào)查問卷，調(diào)研學(xué)生對OBE理念教學(xué)改革的滿意度及評價(jià)。從調(diào)研結(jié)果中得知，66%的學(xué)生對于OBE理念的教學(xué)改革比較滿意，71%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革有助于提升學(xué)習(xí)主動性，78%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革有助于專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，73%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革有助于課前預(yù)習(xí)，這說明基于OBE理念的翻轉(zhuǎn)課堂和課堂討論等教學(xué)方式得到了多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。85%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革能夠增強(qiáng)課堂互動交流，說明翻轉(zhuǎn)課堂和“頭腦風(fēng)暴”等形式的教學(xué)改革對于活躍課堂氣氛和促進(jìn)課堂效果具有重要作用。71%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革有利于基礎(chǔ)知識的深入掌握，61%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革有助于增強(qiáng)合作學(xué)習(xí)能力，66%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革后學(xué)習(xí)效果較好，66%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革提高了自身的能力和素養(yǎng)，這說明教學(xué)改革能夠培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，可以充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，也提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。此外，學(xué)生也給出了一些評價(jià)，如“本課程給我們帶來了很獨(dú)特的體驗(yàn)，激發(fā)了我們自主學(xué)習(xí)的能力，并且積極性都很高，交流討論的聲音多了，說閑話的聲音小了，上課注意力更加集中”“匯報(bào)PPT可以鍛煉自身的表達(dá)能力，給了我們很好的鍛煉機(jī)會，提高了交流溝通能力，明白了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，增加了集體榮譽(yù)感和自我成就感”“有助于預(yù)習(xí)，鞏固知識，加深對專業(yè)知識的掌握”等。

同時(shí)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，約30%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革的滿意度、提升學(xué)習(xí)興趣和增加學(xué)習(xí)主動性效果一般，對于團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、學(xué)習(xí)效果和能力素養(yǎng)的提高仍有超過30%的學(xué)生認(rèn)為效果一般;40%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)生積極參與到課堂討論中的效果一般，說明基于OBE理念的教學(xué)改革在這些方面還需要進(jìn)行探索改進(jìn)。此外，學(xué)生對于教學(xué)改革也提出了一些建議和意見，如小組內(nèi)分工不明確，有些人不積極參與;建議以個(gè)人為單位開展，這樣更加能夠調(diào)動學(xué)生的積極性;多增加一些課本外的知識;等等。這些對于我們進(jìn)一步探索基于OBE理念的教學(xué)改革具有重要的參考價(jià)值。

四、結(jié)語

以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，分析“無機(jī)非金屬材料工學(xué)”教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題，對課程進(jìn)行了綜合改革，修訂了教學(xué)大綱，優(yōu)化整合了課程內(nèi)容，創(chuàng)新完善了教學(xué)方式，改善細(xì)化了考核評價(jià)，使學(xué)生掌握了無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)過程原理、生產(chǎn)原料、工藝、設(shè)備及材料性質(zhì)等，構(gòu)建了無機(jī)非金屬材料在合成—制備—加工—使用過程中的相互關(guān)系，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，增加了學(xué)生的課程參與度，加強(qiáng)了師生交流互動，學(xué)習(xí)效果得到了顯著改進(jìn)，達(dá)到了教學(xué)大綱設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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