基于OBE理念的專業課程教學改革與實踐

郭啟龍 魏相君 曹萬智 王璟 王秀芳

[摘 要] 為了適應工程認證對學生終身學習能力培養的要求，改變學生在教學過程中學習興趣不高、參與度低的狀況，根據調查問卷分析了當前“無機非金屬材料工學”課程存在的主要問題，在OBE教育理念的指導下，對教學大綱、教學內容、教學模式、學習成果評價四個方面進行改革，優化整合了課程內容，以學生為中心，豐富了學生的學習方式，激發了學生的學習熱情，引導學生自主學習，重視過程性成果的評價與考核，促使課程目標達成度的穩步提升，實現與工程認證要求的相符合。

[關鍵詞] OBE理念;無機金屬材料工學;教學改革

[基金項目] 2019年度西北民族大學教育教學改革研究項目“‘互聯網+’時代基于OBE理念的專業課程互動式、翻轉式教學改革——以《無機非金屬材料工學》為例”（2019XJJG-45）;2020年度甘肅省高等教育教學成果培育項目“‘互聯網+’時代基于OBE理念的專業課程互動式、翻轉式教學改革——以《無機非金屬材料工學》為例”（2020GSJXCGPY-03）;2019年度西北民族大學教育教學改革研究項目“無機非金屬材料工程專業校企聯合培養模式的探索與實踐”（2019XJJG-43）

[作者簡介] 郭啟龍（1986—），男，甘肅徽縣人，博士，西北民族大學土木工程學院副教授，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? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）51-0061-04? ? [收稿日期] 2021-05-06

OBE，即成果導向教育，圍繞以學生獲得的學習成果為導向的教學理念，在教學過程中摒棄過去以教師和課本為主體的教學方式，更加關注學生的學習過程和成果，培養學生主動學習的能力，并不斷在反饋中形成可持續改進的機制[1-4]。要實現以成果為導向的教育模式，需要建立以學為中心的教學體制，這就要求教師不斷創新，拓展思路，改革教學方式，向以學為中心的教學課堂轉變，改變教學評價，充分調動學生的學習積極性，注重培養學生解決復雜工程問題的能力。

一、基于OBE理念的課程調查與教學現狀分析

開課前，根據教學改革所涉及的內容設計問卷，基于“雨課堂”完成本次調查問卷，共有55位學生完成，占上課人數的90%。根據調查問卷統計數據及近幾年的授課經驗，總結了本課程教學過程中存在的問題。

大部分學生的學習習慣不好，超過50%的學生不能做到課前預習和課后復習，課后作業不能高質量地獨立完成，部分學生直接抄同學或網上的答案，達不到學習要求。

大部分學生認為課堂互動對于學習效果較好，但教學方式只是單一地進行“知識的灌輸”，課堂教學內容相對單一枯燥，缺乏最新的相關發展動態;學生普遍反映課堂互動交流較少，與教師的交流途徑太少。

大部分學生對翻轉課堂的教學模式并不了解，但是期待“自主學習、合作交流、小組展示”的課堂教學方式，希望增加課堂的趣味性，激發學習積極性。

考核方式過于單一，學生在考試前只復習課堂上經常講解的難點或重點即可通過考試甚至獲得高分，這就造成很多有用的內容學生在平時根本不會去學習和了解，考前突擊、考后忘記，既不能真實地反映學生的學習效果，也不利于教師隨時掌握學生的學習情況。

為了提升學生主動學習的積極性，改善教學效果，在本課程教改中引入OBE理念，在課堂教學中以學生為中心，以產出為導向，增加反饋機制，培養學生思考和解決問題的能力，最終實現以成果為導向的教學模式改革。

二、基于OBE理念的課程改革措施與實踐

（一）教學大綱的修改

本校無機非金屬工程專業立足于民族地區和工程一線發展需求，旨在培養具有不斷適應社會經濟和專業發展的應用型專業人才，培養的學生大多在無機非金屬材料領域發展，特別是在建筑材料領域從事生產經營、質量檢測、科研開發、工程應用和生產管理等工作，因此看重學生理論聯系實際的能力，以及分析、解決復雜工程問題的能力。

基于上述對學生能力培養的要求及工程教育專業認證標準重新修訂本課程的教學大綱。除了包含既往教學大綱的項目外，依據課程對畢業要求的支撐，重新確立了本課程的教學目標，明確了本課程支撐哪些畢業要求并簡述擬達到的特定教學目標。通過本課程的學習，使學生能夠掌握無機非金屬材料的基本概念、基本理論、組成設計與制備原理、生產過程及其共性與個性、結構與性能，系統構建了無機非金屬材料工藝知識體系，具備能夠完成新材料、新技術和新設備設計工作能力。

本課程以林宗壽等人編寫的《無機非金屬材料工學》教材為基礎，刪減和重組了某些章節內容，重構課程結構，在原教學大綱的基礎上按章節、知識點進行了修訂，優化整合授課內容，增加了實際工程案例講解和分析討論環節?；贠BE理念，還特別增設了學生自學講解環節，實現了以學生為中心、以成果為導向，最終獲得了終身學習的能力。

（二）課堂教學模式改革

1.整合教學內容，優化教學環節。我校該專業的畢業生大部分在中建、中鐵、中交，以及建材制造及檢測等單位就業，從事建筑材料及制品、建筑功能材料等制備、實驗檢測及質量控制、技術管理的畢業生占本專業畢業生總數的70%以上。因此，教學過程中篩選了與土木工程、建材制造等相關領域的工程案例，在對實際工程案例的剖析過程中不僅促進了學生對基本理論的理解，而且讓學生掌握了所講授的內容在工程實踐中的應用，做到了理論聯系實際，從而激發了學生的學習興趣，提高了課堂的教學質量。

隨著科學技術的迅速發展和產業結構的調整，本課程內容要緊跟新材料、新工藝和新技術的發展步伐，優化課程內容，需要把目前的最新技術和方法，以及學科前沿動態、教師研究的科研成果，有機地融入本課程的授課內容中，拓寬教學內容。例如，將再生骨料混凝土、機制砂混凝土、新型膠凝材料、高溫結構陶瓷和功能梯度材料等新型材料的制備原理和生產技術、性能特點等引入課程教學，不僅提高了學生的學習興趣，拓寬了知識面，而且為學生今后深造和就業打下了基礎。

傳統無機非金屬材料生產過程中存在能源消耗高、環境污染嚴重等問題，為此，在教學內容上增加了大氣污染與防治、工業廢渣綜合利用、綠色建材生產及新型球磨工藝等。通過工程案例講解、學生課前自學和PPT匯報等形式，讓學生認識到生產工藝水平直接影響污染物的排放，利用現代化技術手段如何更好地降低和治理環境污染等，培養學生具有能源和資源、環境保護和人類命運共同體意識，真正認識到“青山綠水就是金山銀山”的道理。

2.以學生為中心，優化教學方法。根據學生的自主學習情況和課前任務完成情況，在教學過程中，采用翻轉課堂、頭腦風暴和分組討論等教學模式。通過學生自學匯報、交流討論和案例分析等具體情況，掌握學生容易出錯的地方并有針對性地進行講解。比如，在學習“粉粒體的制備”一章時，課前布置了有關的學習內容：粉體制備決定粉體的顯微結構，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，會選擇什么樣的設備呢？請結合這一主題，任意選擇某一工藝過程進行詳細介紹。每個學習小組通過討論確定何種粉粒體制備工藝，由組長分配任務，每位學生各自查閱資料，最終討論匯總形成PPT演講文稿;教師利用網絡平臺（QQ、微信等）和課外時間給予必要的輔導。在課堂上，每個小組根據自己的準備內容輪流進行講解，每組由一位學生主講，同組其他同學補充，每組分享結束后，其他同學可以提問，由分享組同學作答，最后教師根據學生的講解進行點評和補充。通過PPT講解、分組討論，培養學生的團隊協作精神和溝通交流能力，增強了學習的主動性和積極性。

此外，在課堂上開展了“頭腦風暴”活動，事先不告訴學生活動內容?；顒右詫W習小組為單位，組長負責全組討論交流活動，另設記錄員1名負責在討論時記錄內容，最后經過全組成員的交流討論形成最終的分享文稿。每個小組推薦一位發言人，將該小組匯總的內容分享給大家。分享結束后，各小組根據分享內容進行交流互動，各抒己見，最后教師對分享的重點內容進行講解。例如，在學習“水泥”一章時，開展了一次以“如何提高水泥的質量、產量，降低水泥生產的能耗”為主題的頭腦風暴活動，通過本次活動使教師了解學生的知識掌握情況，學生檢驗了自我的學習效果，同時做到了理論聯系實際，使學習過程不再枯燥，培養學生的團隊合作意識和自主學習能力。

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

本課程的課后作業通過“雨課堂”來發布，學生也在“雨課堂”上提交，教師在批改時不受時間、空間的限制，而且能夠有針對性地指出每位學生的錯誤，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，系統自動批改，標準答案隨即給出，有利于學生發現問題并糾正錯誤。學生提交作業時若遇到不會的或不懂的，可以標注出來或在留言區說明，教師可以及時掌握，并在留言區或作業批改中給予講解，這樣增加了師生間的交流互動，解決了傳統的提交紙質作業批改反饋慢的問題，調動了學生的學習主動性和興趣。

（三）優化評價體系

在本課程中，采取過程性考核方式對學生的學習效果進行多角度的考查和督促，根據學生在不同方面的表現給予評價，形成強調過程的課程學習考核激勵模式，調動學生對學習過程的參與熱情，改變了考前突擊的不良學習習慣，也有利于教師在教學過程中隨時掌握學生的學習情況。本課程的考核方式采取了平時成績（40%）和期末閉卷考試成績（60%）相結合的評價方式。其中，平時成績的評定依據主要以出勤率、課堂表現、課后作業、PPT匯報、“頭腦風暴”的表現、課程小論文等給出，每個平時成績的評分依據占有不同的比例，從而體現每個學生的平時成績。

期末閉卷考試內容以教學大綱為準繩，考核學生對基本理論知識的掌握、理解、應用和綜合能力，強調以應用為目的，以能力為重點，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量，并以實踐案例為導向，主要考查學生綜合運用知識的能力。例如，“節能減排和應對氣候變化已經成為我國當前經濟社會發展的一項重要而緊迫的任務，試從水泥的角度介紹你的認識或提出你的設想”，由此可綜合反映出學生對所學知識的掌握情況、運用知識的能力、發散思維能力和解決復雜工程問題的能力，避免了傳統考試通過死記硬背就可以取得高分數的弊端。

三、教學改革活動實施效果的調查與分析

本課程以授課學生為調查對象，根據一個學期（54學時）的教學實踐，通過“雨課堂”發布調查問卷，調研學生對OBE理念教學改革的滿意度及評價。從調研結果中得知，66%的學生對于OBE理念的教學改革比較滿意，71%的學生認為教學改革有助于提升學習主動性，78%的學生認為教學改革有助于專業知識的學習，73%的學生認為教學改革有助于課前預習，這說明基于OBE理念的翻轉課堂和課堂討論等教學方式得到了多數學生的認可。85%的學生認為教學改革能夠增強課堂互動交流，說明翻轉課堂和“頭腦風暴”等形式的教學改革對于活躍課堂氣氛和促進課堂效果具有重要作用。71%的學生認為教學改革有利于基礎知識的深入掌握，61%的學生認為教學改革有助于增強合作學習能力，66%的學生認為教學改革后學習效果較好，66%的學生認為教學改革提高了自身的能力和素養，這說明教學改革能夠培養學生分析和解決問題的能力，可以充分調動學生的主觀能動性和創造性，也提高了學生的團隊協作能力。此外，學生也給出了一些評價，如“本課程給我們帶來了很獨特的體驗，激發了我們自主學習的能力，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PPT可以鍛煉自身的表達能力，給了我們很好的鍛煉機會，提高了交流溝通能力，明白了團隊協作的重要性，增加了集體榮譽感和自我成就感”“有助于預習，鞏固知識，加深對專業知識的掌握”等。

同時調查發現，約30%的學生認為教學改革的滿意度、提升學習興趣和增加學習主動性效果一般，對于團隊協作能力、學習效果和能力素養的提高仍有超過30%的學生認為效果一般;40%的學生認為教學改革促進學生積極參與到課堂討論中的效果一般，說明基于OBE理念的教學改革在這些方面還需要進行探索改進。此外，學生對于教學改革也提出了一些建議和意見，如小組內分工不明確，有些人不積極參與;建議以個人為單位開展，這樣更加能夠調動學生的積極性;多增加一些課本外的知識;等等。這些對于我們進一步探索基于OBE理念的教學改革具有重要的參考價值。

四、結語

以OBE理念為導向，分析“無機非金屬材料工學”教學的現狀及存在的問題，對課程進行了綜合改革，修訂了教學大綱，優化整合了課程內容，創新完善了教學方式，改善細化了考核評價，使學生掌握了無機非金屬材料的生產過程原理、生產原料、工藝、設備及材料性質等，構建了無機非金屬材料在合成—制備—加工—使用過程中的相互關系，充分調動了學生的學習積極性和興趣，增加了學生的課程參與度，加強了師生交流互動，學習效果得到了顯著改進，達到了教學大綱設定的教學目標，實現了教學的可持續發展。

參考文獻

[1]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-35.

[2]宋曉嵐，金勝明，許向陽，等.基于OBE理念的“無機材料科學基礎”課程教學設計與課堂文化建設[J].創新與創業教育，2018（4）：87-92.

[3]劉長海，楊燕，陳智棟.基于OBE教育理念的材料科學基礎課程教學改革探究[J].教育教學論壇，2018（22）：116-117.

[4]郭啟龍，魏相君，曹萬智，等.基于翻轉課堂的《無機非金屬材料工學》課程教學改革與實踐[J].西北民族大學學報（自然科學版），2020（120）：80-84.

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