胡 勇 鄭建軍 郭 琦 宗朔通 趙新新

（太原科技大學材料科學與工程學院 山西·太原 030024）

為了提高我國的工程教育質(zhì)量，同時也為了讓我國的工程技術(shù)人員在國際相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域獲得從事工程工作的學術(shù)資格，我國于2006年開始工程教育專業(yè)認證的試點工作，并于2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》。隨著工程教育專業(yè)認證工作的持續(xù)推進，越來越多高校的教學水平和學生培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高。在這種背景下，太原科技大學材料科學與工程專業(yè)也積極開展了工程教育專業(yè)認證的申請和自評工作，并于2020年10月完成了專家進?？疾?。

為了保證工程教育認證的順利開展，專業(yè)教師必須理解培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系以及課程目標之間的相互關(guān)系。從教學設(shè)計的角度來看，培養(yǎng)目標決定畢業(yè)要求，畢業(yè)要求決定課程體系和課程目標；從教學實施的角度來看，課程目標決定畢業(yè)要求的達成情況，畢業(yè)要求決定培養(yǎng)目標的達成情況。在上述關(guān)系中，課程目標的達成情況是基礎(chǔ)，而它又取決于課程的教學質(zhì)量。因此，如何提高課程教學質(zhì)量就是工程教育認證各個環(huán)節(jié)的重中之重。

1981年，Spady第一次提出了成果導向教育（簡稱OBE，是Outcome-BasedEducation的英文縮寫）理念。OBE理念經(jīng)過幾十年的發(fā)展，逐漸形成了一套完整的理論體系，并成為了《華盛頓協(xié)議》的核心理念和工程教育認證的“靈魂”。

OBE關(guān)注的是學生通過學習所獲得的成果。這就要求教師在教學過程中考慮以下四個問題：（1）學生學習這門課程要取得哪些成果？（2）學生為什么要取得這些成果？（3）教師怎么幫助學生取得這些成果？（4）教師怎么知道學生是否取得了這些成果？

由此可見，OBE理念不同于傳統(tǒng)的教學理念。OBE以學生需求和能力培養(yǎng)作為導向，以學生為中心，強調(diào)學生學得怎么樣；傳統(tǒng)教學以教材內(nèi)容或課程內(nèi)容為導向，以教師為中心，強調(diào)教師教的怎么樣。也就是說，傳統(tǒng)的教學模式，無論從教學大綱、教學內(nèi)容，還是教學方法、考核方式，都沒有很好地體現(xiàn)OBE理念。為了更好地將OBE理念貫穿到教學的各個環(huán)節(jié)，太原科技大學材料科學與工程專業(yè)對課程教學進行了一系列改革，并取得了一定的成效。下面，文章將以“材料物理性能”為例，來具體說明課程教學改革的主要內(nèi)容。

1 課程基本情況

《材料物理性能》是材料科學與工程專業(yè)的一門學科基礎(chǔ)課，主要闡述材料物理性能的基本概念、理論假設(shè)、變化規(guī)律、影響因素以及不同物理性能之間的關(guān)系，旨在使學生盡可能地從微觀機制角度理解材料物理性能，進而為具有特殊物理性能的新材料開發(fā)和現(xiàn)有材料的物理性能優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。根據(jù)太原科技大學材料科學與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)定位，本課程的教學內(nèi)容主要包括材料的電、磁、熱學性能以及彈性與滯彈性等方面的知識。

2 課程教學改革的主要內(nèi)容

2.1 教學大綱的修訂

原有教學大綱在制定過程中，課程目標主要取決于教學內(nèi)容，基本不考慮與畢業(yè)要求指標點之間的對應(yīng)關(guān)系，并且在“課程目標評價方法”部分也沒有明確考核環(huán)節(jié)、分值及成績比例，這就導致教師無法對學生的學習成果進行準確判斷。為此，根據(jù)培養(yǎng)方案中課程支撐矩陣，并結(jié)合課程內(nèi)容和教學目標（學習成果），任課教師在大綱修訂過程中，對課程目標重新進行了凝煉，并與畢業(yè)要求指標點一一對應(yīng)。修訂后的課程目標分別為：（1）掌握主要物理性能的基本概念、物理本質(zhì)以及性能指標的工程意義，并可用于對材料領(lǐng)域相關(guān)工程問題的分析；（2）能認識到材料的不同物理性能與材料成分、結(jié)構(gòu)、組織之間的對應(yīng)關(guān)系，了解不同物理性能之間的關(guān)聯(lián)性，可采用多種物理性能對材料成分、結(jié)構(gòu)、組織進行表征；（3）基于物理性能測試的實驗原理以及物理性能與材料結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系，能夠?qū)Σ牧衔锢硇阅艿挠绊懸蛩剡M行分析，并提出改善材料物理性能的合理方案。這三個課程目標分別與畢業(yè)要求指標點1.3、2.2和4.1一一對應(yīng)。同時，新大綱以表格的形式展示了“課程目標評價方法”的內(nèi)容，不僅將每個考核環(huán)節(jié)及其對應(yīng)的分值、成績比例詳細列出，而且還列出了畢業(yè)要求指標點所占比例，使整個課程目標評價的內(nèi)容和比例一目了然。

另外，為了響應(yīng)黨中央和教育部提出的“把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設(shè)”的號召，新大綱深入挖掘了《材料物理性能》中的思政元素，并將其作為課堂教學的內(nèi)容寫入大綱。在教學過程中適時引入與材料物理性能相關(guān)的新聞時事、著名科學家的故事等等，有利于培養(yǎng)學生祖國至上的愛國情懷以及堅韌不拔、嚴謹求實的科學精神，并樹立為了祖國的繁榮昌盛努力學習和工作的人生理想。比如，在“超導材料”部分內(nèi)容的講授過程中，播放《趙忠賢“超導超人”》的視頻，讓學生們了解超導材料研發(fā)過程的同時，也有利于學生樹立正確的人生觀和價值觀，培養(yǎng)堅韌不拔、嚴謹求實的科學精神；在“滯彈性與內(nèi)耗”部分內(nèi)容的講授過程中，穿插講述我國著名材料科學家葛庭燧院士的人生故事，培養(yǎng)學生們的愛國情懷，樹立為了祖國的繁榮昌盛努力學習和工作的人生理想。

2.2 教學內(nèi)容的調(diào)整

為了進一步加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，專業(yè)將《材料物理性能》和《材料力學性能》的課內(nèi)實驗組合，開設(shè)了一門新的實驗課程——《材料性能學實驗》。這不僅有利于增強學生動手實踐的能力，而且還使課程目標（學習成果）更加明確。比如，原來的包含課內(nèi)實驗的《材料物理性能》有5個課程目標，分別對應(yīng)畢業(yè)要求指標點1.3、2.2、4.1、4.2和5.2。一門課程支撐的畢業(yè)要求指標點過多，給實際教學活動的組織實施帶來困難，也可能影響課程目標的達成。修改后的《材料物理性能》有三個課程目標（詳見2.1節(jié)），分別對應(yīng)畢業(yè)要求指標點1.3、2.2和4.1；《材料性能學實驗》有兩個課程目標分別為：（1）能夠基于材料力學性能和材料物理性能的基本原理和科學方法，根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全開展實驗，正確采集實驗數(shù)據(jù)。（2）能夠選擇合適的儀器設(shè)備對材料的力學性能和物理性能進行檢測，正確分析實驗結(jié)果。這兩個課程目標與畢業(yè)要求指標4.2和5.2一一對應(yīng)?！恫牧闲阅軐W實驗》的開設(shè)，有利于學生進一步理解和掌握課堂的理論教學內(nèi)容，加強基本技能的訓練，也有利于培養(yǎng)學生的動手能力、觀察分析問題的能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，縮短理論與實際的距離。通過這樣的調(diào)整，學生不僅很容易明白學習《材料物理性能》可以取得哪些學習成果，而且也可以明白為什么要取得這些學習成果。

2.3 教學方法的改革

傳統(tǒng)的教學方式多為教師上面講、學生下面聽；教師在講臺上兢兢業(yè)業(yè)，學生在下面昏昏欲睡。雖然教師完全按照教學大綱開展教學，但由于教學內(nèi)容理論性較強，教學方式單一，很難吸引學生的學習興趣和注意力。為此，教師根據(jù)教學內(nèi)容，適時引入工程案例，將課本上的理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，并采用課堂提問的方式要求學生挖掘工程案例中的理論知識，進而舉一反三，把理論知識應(yīng)用到更多的工程實踐領(lǐng)域。比如，在講解“能帶理論”內(nèi)容時，要求學生分別畫出金屬材料、半導體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)，并舉例說明這三種能帶結(jié)構(gòu)分別適用于哪些材料。同時，為了培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊合作精神，要求學生以小組為單位，根據(jù)每章的教學內(nèi)容，通過查找文獻完成相應(yīng)PPT的制作和匯報。為了保證PPT匯報評分的客觀性，任課教師提前給出評分標準，并邀請5名同學作為評委。整個匯報過程中，教師只對PPT的制作和匯報進行點評，不參與評分。另外，為了加強學生對教學內(nèi)容的掌握，提高課堂學習的積極性和注意，教師利用“學習通”網(wǎng)站對學生進行隨堂測驗。這樣不僅可以減少教師批閱作業(yè)的工作量，也有利于學生了解自己在各個階段的學習效果。通過這些措施，學生對教學內(nèi)容的掌握程度顯著提高（取得了學習成果）。

2.4 考核方式的改革

原有的課程考核采用期末閉卷考試和平時成績相結(jié)合的方式進行，期末考試成績占80%，平時成績占20%。由于原有期末試卷中的題目與課程目標沒有明確的對應(yīng)關(guān)系，并且平時成績主要由學生的出勤率、課堂表現(xiàn)決定，所以教師只是大致了解學生的學習情況，無法準確判斷學生課程目標的達成情況。為此，教師對考核方式進行了如下改革：（1）采用多種考核方式，包括期末考試、PPT匯報、隨堂測驗等；（2）最終考核成績由期末考試成績（70%）、PPT匯報成績（15%）、隨堂測驗成績（15%）按比例綜合得出；（3）考核方式與課程目標建立了明確的對應(yīng)關(guān)系。通過考核方式的上述改革，期末考試結(jié)束后，教師可以通過計算每個學生或全體學生的課程目標達成情況評價值，明確知道學生是否取得了學習成果，從而為后續(xù)課堂教學的持續(xù)改進提供依據(jù)。

3 結(jié)論

文章以材料科學與工程專業(yè)的專業(yè)課程"材料物理性能"為例，基于成果導向教育理念對其課程教學進行了一系列改革，使OBE理念深入到教學的各個環(huán)節(jié)，激發(fā)了學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識，提高了學生理論聯(lián)系實際的能力，實現(xiàn)了課堂教學從“以教師為中心”到“以學生為中心”的轉(zhuǎn)變和教學質(zhì)量的提升。