成果導(dǎo)向的教育理念在“工程力學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：在國家全面推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的背景下，對(duì)工科院校的人才培養(yǎng)提出了新的要求。以百色學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)為例，針對(duì)“工程力學(xué)”現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問題，應(yīng)用成果導(dǎo)向的教育理念，指導(dǎo)課程內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式的改革和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；成果導(dǎo)向；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642

就材料成型及控制專業(yè)來說，“工程力學(xué)”是一門重要的通識(shí)基礎(chǔ)課，其掌握程度在很大程度上影響到后續(xù)一系列課程的學(xué)習(xí)，是溝通基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁。該課程內(nèi)容廣、公式多、概念抽象，理論性與實(shí)踐性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成一定困難。并且，隨著《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》的發(fā)布，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方式提出了新的挑戰(zhàn)[1]。這就要求教師研究新的教學(xué)模式，包括對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行改革，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，提高其解決工程實(shí)際問題和創(chuàng)新的能力。

成果導(dǎo)向教育是一種以學(xué)生為中心、強(qiáng)調(diào)成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的先進(jìn)教育理念，已成為美國、加拿大等國的主流教育理念，對(duì)我國的工程教育改革具有重要的指導(dǎo)意義。本文將成果導(dǎo)向教育模式引入成控專業(yè)的工程力學(xué)課程，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革探索和實(shí)踐。

一、成果導(dǎo)向教育思想

成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，OBE）的理念簡(jiǎn)要說來是一種以學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，反向來確定教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施，并不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)反饋和改進(jìn)的教學(xué)理念，由美國學(xué)者Spady于1981年率先提出的，并在眾多學(xué)者的補(bǔ)充和完善下，逐漸形成了一套比較完整的理論體系，并被美國工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)接受和推廣。OBE圍繞以下四個(gè)問題進(jìn)行了回答[2]：（1）我們想讓學(xué)生取得的最終學(xué)習(xí)成果是什么？（2）我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？（3）我們?nèi)绾斡行У貛椭鷮W(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？（4）我們?nèi)绾沃缹W(xué)生已經(jīng)取得了這樣的學(xué)習(xí)成果？

在回答上面的問題的過程中，成果導(dǎo)向教育的思想完整的體現(xiàn)了出來。首先，提出學(xué)生所要取得的學(xué)習(xí)成果，為什么要取得這樣的成果，這是反向設(shè)計(jì)的思想，教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)通過需求來確定，基于最終學(xué)習(xí)成果，而不是傳統(tǒng)的老師想要教什么。專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與需求相適應(yīng)，內(nèi)涵準(zhǔn)確、條理清晰，并且由具體的畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來支撐。對(duì)于第三個(gè)問題的回答，反映了我們培養(yǎng)學(xué)生的方式，通過具體的指標(biāo)點(diǎn)確定了整個(gè)課程體系，從而搭建出學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)。課程體系又是由每門課程具體教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容所支撐起來的。最后，第四個(gè)問題，對(duì)學(xué)生是否到達(dá)設(shè)定的培養(yǎng)目標(biāo)、達(dá)成度如何設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)體系。

李志義對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)，具體內(nèi)容是，一個(gè)核心目標(biāo)：每一個(gè)學(xué)生都要達(dá)到設(shè)定的培養(yǎng)目標(biāo)。兩個(gè)重要條件：一是學(xué)生必須知道自己所要達(dá)到的能力結(jié)構(gòu)；二是教師必須為學(xué)生提供達(dá)到目標(biāo)的相應(yīng)條件。三個(gè)關(guān)鍵前提：一是所有學(xué)生都能以自己的方式達(dá)成目標(biāo)；二是成功的學(xué)習(xí)能激勵(lì)下一次的成功學(xué)習(xí)；三是學(xué)校為學(xué)生成功學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。四個(gè)實(shí)施原則：明確聚焦、拓寬機(jī)會(huì)、提高要求、反向設(shè)計(jì)。

二、成果導(dǎo)向理念在“工程力學(xué)”課程中的探索與實(shí)踐

材料成型及控制工程專業(yè)是一門多學(xué)科交叉專業(yè)，包括材料科學(xué)、成型工藝、自動(dòng)控制技術(shù)[3]，其培養(yǎng)目標(biāo)之一包括使學(xué)生掌握金屬及其加工特性，能在金屬塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、管理、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)等工作。其中，金屬加工及塑性成型所涉及到的變形、應(yīng)力、疲勞等最基本的知識(shí)點(diǎn)，都屬于工程力學(xué)方面的知識(shí)。所以，工程力學(xué)對(duì)于材料成型及控制工程專業(yè)來說，是非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，將OBE理念運(yùn)用到該課程的改革實(shí)踐中，具有重要意義，是培養(yǎng)合格成控人才的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1. 確定“工程力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)成果

成果導(dǎo)向教學(xué)首先要明確在完成本門課程的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求的哪幾條標(biāo)準(zhǔn)有幫助。之后，再針對(duì)這幾條畢業(yè)要求設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，安排課時(shí)。這一點(diǎn)是關(guān)鍵點(diǎn)，它關(guān)注的是學(xué)生能夠做什么，掌握什么樣的知識(shí)，具備什么樣的能力。并且通過這種方式，把目標(biāo)成果具體化后，方便量化評(píng)價(jià)。

根據(jù)George Brown學(xué)院的指導(dǎo)方案，學(xué)習(xí)成果目標(biāo)設(shè)置4至5個(gè)為宜，切合學(xué)生實(shí)際能力，并且可以定量或定性衡量。同時(shí)，參照Bloom的觀點(diǎn)，把認(rèn)知依遞增程度，分成記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造6個(gè)層次，運(yùn)用到學(xué)習(xí)成果的表述中。每個(gè)層次的所用的動(dòng)詞并不是唯一的，如最高層次，除創(chuàng)造外，開放、設(shè)計(jì)、規(guī)劃等也屬于同等層次。根據(jù)以上兩個(gè)指導(dǎo)方案，結(jié)合成控專業(yè)特點(diǎn)，擬定了“工程力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，如表1所示。

2. 課程改革探索與實(shí)踐

目前，高校工程力學(xué)教學(xué)過程中存在以下幾個(gè)突出問題：①學(xué)生認(rèn)為工程力學(xué)與本專業(yè)相關(guān)性不大，對(duì)其重要性認(rèn)識(shí)不足，學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力；②教師的教學(xué)方式和方法落后，沒有主動(dòng)把先進(jìn)的教學(xué)手段和理念結(jié)合到教學(xué)中去；③課程內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、公式繁多的同時(shí)，教學(xué)學(xué)時(shí)減少，造成學(xué)生的抵觸心理；④考核方式單一，不能真實(shí)反映學(xué)生水平[4]。針對(duì)以上問題，遵循成果導(dǎo)向教育理念，按照反向設(shè)計(jì)原則，根據(jù)之前確定的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，將目標(biāo)細(xì)化，具體到實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中去。

（1）根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，調(diào)整課程內(nèi)容

根據(jù)后續(xù)專業(yè)課程的內(nèi)容與畢業(yè)生的回訪發(fā)現(xiàn)，對(duì)于成控專業(yè)的學(xué)生來說，在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中，遇到的力學(xué)問題主要是關(guān)于零件加工時(shí)的受力和材料的應(yīng)力、強(qiáng)度、疲勞等方面的計(jì)算，很少會(huì)涉及到動(dòng)力學(xué)部分的計(jì)算分析。所以，在選擇教材的時(shí)候，可以不考慮動(dòng)力學(xué)部分的內(nèi)容。并以材料力學(xué)為重點(diǎn)，多使用與成控學(xué)科相關(guān)的例題進(jìn)行知識(shí)講解，如引入坯料在模具中的應(yīng)力計(jì)算，裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)分析等，為后續(xù)的材料擠壓成型課程做準(zhǔn)備，讓學(xué)生對(duì)本專業(yè)有更深的了解。

（2）運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

隨著科技的發(fā)展，新的教學(xué)手段和方法不斷涌現(xiàn)，比如慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等等，這些新的教學(xué)方法為教師改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)提供了多種選擇。利用慕課模式，教師可以把手機(jī)從學(xué)生上課的玩具變成學(xué)習(xí)的工具，通過微信平臺(tái)，將制作好的課程微視頻、工程小視頻、作業(yè)等資料，推送至學(xué)生端，實(shí)現(xiàn)信息“一對(duì)多”的快速、可重復(fù)性傳遞。開放實(shí)時(shí)微信彈幕討論，學(xué)生能在課上課下隨時(shí)反映自己遇到的問題，教師及時(shí)解答，促使學(xué)生主動(dòng)提問，促進(jìn)師生交流[5]。

在工程力學(xué)的教學(xué)中，一堂課往往包含多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，冗長的推導(dǎo)和講解很容易使學(xué)生感到枯燥乏味。針對(duì)這個(gè)問題，將引入微課課程，配合慕課模式，把較難的知識(shí)點(diǎn)分成多個(gè)5～10分鐘的專題微視頻，穿插到相應(yīng)的課程中進(jìn)行講解，避免了學(xué)生長時(shí)間保持專注而產(chǎn)生的疲倦感，并可重復(fù)播放，加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象[6]。同時(shí)，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂理念，將課堂交還給學(xué)生，借助發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，事先給學(xué)生發(fā)送教學(xué)視頻和課堂作業(yè)，做好課前準(zhǔn)備。教師將課堂的主要時(shí)間用于和學(xué)生交流、解答疑難、組織小組討論。

（3）多元化考核方式，真實(shí)反映學(xué)生學(xué)習(xí)成果

成果導(dǎo)向教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生是否到達(dá)學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，評(píng)價(jià)結(jié)果常用“達(dá)成/未達(dá)成”表示，但囿于現(xiàn)有分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)制度，將目標(biāo)分散到具體的考核指標(biāo)中。具體做法是：縮減期末考試所占比重，將平時(shí)成績(jī)提高到總分的50%。平時(shí)成績(jī)由平時(shí)作業(yè)完成情況，課堂小組討論，工程小設(shè)計(jì)組成，共占40%，剩余10%視“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”參與情況給定。多元化的考核方式，避免了學(xué)生平時(shí)不學(xué)，考前突擊而取得的虛假成績(jī)，調(diào)動(dòng)其全程參與學(xué)習(xí)的積極性，在保證學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時(shí)，也實(shí)時(shí)把學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)反饋給老師，隨時(shí)調(diào)整教學(xué)方式。

三、結(jié)束語

針對(duì)目前人才培養(yǎng)模式的需求，成果導(dǎo)向理念已成為指導(dǎo)培養(yǎng)工程人才教學(xué)模式改革的重要方法和途徑。百色學(xué)院結(jié)合其思想，對(duì)于成控專業(yè)的工程力學(xué)課程，調(diào)整了課程內(nèi)容，教學(xué)過程中使用先進(jìn)的教學(xué)手段，采用多元化考核方式，進(jìn)行了一定的改革實(shí)踐。教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，仍需繼續(xù)學(xué)習(xí)先進(jìn)理念，改革實(shí)踐，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)優(yōu)秀工程人才的目標(biāo)。

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基金項(xiàng)目：2014年度廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2014JGB225），百色學(xué)院2016年度校級(jí)教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2016JG33）

作者簡(jiǎn)介：李維?。?987-），男，廣西陸川人，助教，碩士，研究方向：有限元分析。