基于成果導(dǎo)向的《鑄造造型材料》課程教學(xué)實踐

夏露 龍威 周小平 張友壽 黃晉

摘 要：基于成果導(dǎo)向教育理念，遵循反向設(shè)計原則，將學(xué)科前沿知識和科研成果融入教學(xué)，設(shè)計課堂小實驗，學(xué)生通過實驗感悟材料特性；采用“項目式教學(xué)法”，調(diào)動學(xué)生的參與意識和學(xué)習(xí)積極性，提高分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作與交流能力，提升學(xué)習(xí)效果，達(dá)成學(xué)習(xí)成果。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育；項目式教學(xué)法；鑄造造型材料；學(xué)習(xí)成果；教學(xué)實踐

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）19-0111-03

Abstract： Based on the idea of the outcome based education， following the reverse design principle， this paper introduces discipline frontier knowledge and scientific research into teaching， and designs classroom experiments to let students perceive material properties. Through adopting the Project Teaching Method， it is intended to arouse students' sense of participation and initiative， improve the ability of analyzing and solving problems， cultivate teamwork and communication skills， improve learning results， and achieve learning outcomes for students ultimately.

Keywords： outcome-oriented education； project teaching method； casting molding material； learning outcomes； teaching practice

成果導(dǎo)向教育（OBE）是工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循的三個基本理念之一，對引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。成果導(dǎo)向教育認(rèn)為：學(xué)生通過教育教學(xué)過程后所取得的學(xué)習(xí)成果是教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)，它既是OBE的起點，又是OBE的終點，教學(xué)設(shè)計上遵循反向設(shè)計原則[1]。

《鑄造造型材料》課程作為鑄造方向?qū)I(yè)課之一，該課程所包含的知識在鑄造行業(yè)中占有非常重要的地位，既關(guān)系著鑄件質(zhì)量，又關(guān)系著生產(chǎn)效益、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等。近些年來，筆者在組織實施本課程教學(xué)中，基于成果導(dǎo)向教育理念，把握四個問題：1.這門課程想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？2.為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？3.如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？4.如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？通過調(diào)研，確定本課程的學(xué)習(xí)成果，依此反向設(shè)計本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方式。

一、明確學(xué)習(xí)成果

通過企業(yè)調(diào)研、畢業(yè)生訪談、問卷調(diào)查等分析學(xué)生畢業(yè)后可能從事的工作、崗位發(fā)展及能力需求，結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，確定本課程支撐的畢業(yè)要求及學(xué)習(xí)成果。本課程的學(xué)習(xí)成果為：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解鑄造行業(yè)造型材料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，熟悉開發(fā)鑄型（芯）用造型材料的技術(shù)要求，掌握造型材料生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制，砂型與砂芯制備工藝及技術(shù)，具備運用所學(xué)知識分析、解決材料成形復(fù)雜工程問題的能力，為從事材料成形方面的工作奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)。

二、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

學(xué)習(xí)成果代表了本專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)時應(yīng)具備的專業(yè)水平和專業(yè)能力，這種水平和能力主要通過課程教學(xué)和實踐來實現(xiàn)，需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度地拓展和提煉。

在知識更新速度日益加快，科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，新技術(shù)、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，國家對可持續(xù)發(fā)展的高度重視，美麗中國建設(shè)步伐的加快，鑄造行業(yè)傳統(tǒng)的造型材料改革勢在必行?；趯W(xué)習(xí)成果導(dǎo)向、社會發(fā)展需要和學(xué)生未來使命擔(dān)當(dāng)，筆者在課程教學(xué)中，密切跟蹤鑄造行業(yè)發(fā)展的新動態(tài)，適時將鑄造行業(yè)研究的新成果引入課堂，更新、充實教學(xué)內(nèi)容，保持對鑄造行業(yè)發(fā)展關(guān)注的緊密度。例如，先后將課題組完成的新型環(huán)保型無機鑄造粘結(jié)劑、防滲透粘砂鑄造涂料等產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用成果， “世界鑄造組織造型材料及工藝國際論壇”上展示的來自中國、美國、德國等國家對傳統(tǒng)材料及工藝的改進(jìn)、鑄造新材料、新工藝等納入課堂教學(xué)內(nèi)容。并將水泥自硬砂、合脂砂的內(nèi)容改為自學(xué)，課堂講授中增加了目前鑄造行業(yè)新興的寶珠砂、磷酸鹽砂的內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識視野、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注行業(yè)發(fā)展，為學(xué)生畢業(yè)后更好地與企業(yè)接軌奠定基礎(chǔ)。

三、設(shè)計教學(xué)方法

（一）設(shè)計課堂小實驗

課堂是教育教學(xué)實施的主要形式，為了適應(yīng)成果導(dǎo)向教育的要求，筆者在課堂教學(xué)中，通過設(shè)計課堂小實驗，實現(xiàn)從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂、從知識課堂向能力課堂、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變[2]。

1. 實施案例

《鑄造造型材料》中的材料既包括金屬材料，又涉及無機和有機非金屬材料，我校材料成型與控制工程專業(yè)鑄造方向的學(xué)生所接觸到的材料主要是金屬材料，對非金屬材料及其性能特點、檢測方法等基本是空白，學(xué)生都比較陌生。為了提高教學(xué)效果，注意吸引課堂教學(xué)中“邊緣學(xué)生”[3]，筆者有意設(shè)計一些課堂小實驗，增強課堂教學(xué)的生動性和吸引力，引導(dǎo)學(xué)生自己動手完成實驗，分析實驗現(xiàn)象，使學(xué)生在實驗中認(rèn)識材料，掌握其特點。例如，在學(xué)習(xí)普通粘土、鈣基膨潤土、鈉基膨潤土三種粘土的晶體結(jié)構(gòu)、性能特點及其應(yīng)用這部分內(nèi)容時，筆者講述三種粘土的晶體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場向?qū)W生展示三種粘土后，提出“結(jié)構(gòu)的不同將導(dǎo)致三者性能上有什么不同”“如何選用粘土”等問題。在問題驅(qū)動下，先由學(xué)生大膽猜想實驗方法、實驗現(xiàn)象，此時，所有的學(xué)生，包括“邊緣學(xué)生”，都主動要求參與實驗，饒有興趣地等待實驗……，然后學(xué)生一步步完成實驗，以實驗來直觀呈現(xiàn)三種粘土的吸水性、鈣基膨潤土活化處理方法。

2. 實施要求

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：要關(guān)注學(xué)生不同特點和個性差異，發(fā)展每一個學(xué)生的優(yōu)勢潛能。這就要求任課教師要用靈敏的耳朵聆聽、用敏銳的眼睛洞察，迅速地對學(xué)生在課堂中的表情言行做出判斷，并有意識地安排“邊緣學(xué)生”參與到實驗中，給他們創(chuàng)造更多的機會。

課堂小實驗的組織實施，教師既要做到“以學(xué)生為主體”，又要起到“主導(dǎo)”作用，只有堅持以學(xué)生為主體與以教師為主導(dǎo)相結(jié)合的原則，才能轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式，實現(xiàn)教學(xué)互動、教學(xué)相長，最終提高教學(xué)質(zhì)量。實驗進(jìn)行中，教師在適當(dāng)?shù)臅r候讓實驗者停止實驗，向其他學(xué)生展示階段實驗結(jié)果，引導(dǎo)全體學(xué)生運用所學(xué)的知識討論、分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及繼續(xù)實驗可能產(chǎn)生的現(xiàn)象，并將學(xué)生討論的觀點、結(jié)論記錄在黑板上。同時，教師還要巧妙的給予點撥，最后進(jìn)一步補充、完善、總結(jié)，讓課堂教學(xué)理論結(jié)合實踐，知識體系完整，邏輯關(guān)系明晰，增強學(xué)生對知識學(xué)習(xí)“娓娓道來”“水到渠成”的感受。

筆者認(rèn)為課堂教學(xué)在大學(xué)生思想政治教育中占據(jù)重要地位，不僅是傳授知識能力，也負(fù)有育人職責(zé)。在教學(xué)過程中注重激活學(xué)生的思維，秉承“所有學(xué)習(xí)者都能成功”的成功教育理念，對學(xué)生參與教學(xué)活動給予更多的認(rèn)可和贊賞，使學(xué)生獲得成功的滿足感，特別是對于“邊緣學(xué)生”來說，獲得成功的滿足感更甚， 更有利于他們回歸課堂，重新找到學(xué)習(xí)的樂趣，找回自信。

（二）引入項目式教學(xué)法

成果導(dǎo)向理念強調(diào)以學(xué)生為本，重視學(xué)生在知識獲得后的應(yīng)用與實踐。本課程采用項目式教學(xué)法，實現(xiàn)了從封閉課堂向開放課堂的轉(zhuǎn)變，提高實踐能力。

1. “項目式教學(xué)法”釋義

“項目式教學(xué)法”是通過實施一個完整的項目而進(jìn)行的教學(xué)活動，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實踐有機地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實際問題的綜合能力。這種教學(xué)模式融合了多種教育思想和理論，最有代表性的是建構(gòu)主義理論和多元智力理論，在項目組織實施中注重學(xué)習(xí)的積極主動性、目標(biāo)指引性、任務(wù)真實性、不斷反思性和互動合作性[4]，通過完成真實項目，來幫助學(xué)生自主地構(gòu)建和完善知識體系，在項目研究學(xué)習(xí)過程中提高學(xué)生多元智力，使學(xué)生的智力潛能得到開發(fā)和互補，達(dá)到人人進(jìn)步但不同步，個個成才但不同才。

2. “項目式教學(xué)法”設(shè)計

《鑄造造型材料》是一門應(yīng)用性極強的課程，按照傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法很難實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。本課程采用項目式教學(xué)法，對課程的原有教學(xué)內(nèi)容，按照其自身特性和教學(xué)需要進(jìn)行分類設(shè)計、調(diào)整重組，將提出項目到完成項目的全過程貫穿于課堂教學(xué)始終。

基于成果導(dǎo)向的項目式教學(xué)法強調(diào)產(chǎn)出但不輕視輸入，筆者針對水玻璃砂、磷酸鹽砂、樹脂砂等章節(jié)內(nèi)容，集中講授相關(guān)粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)、粘結(jié)機理以及必要的基礎(chǔ)知識之后，設(shè)計若干個項目，每個項目4～5人，各項目團隊需要在規(guī)定時間內(nèi)完成項目內(nèi)容，包括檢測所采用的粘結(jié)劑的理化特性，得到混砂配方、最佳制芯工藝，做出產(chǎn)品（即砂芯），檢測產(chǎn)品是否達(dá)到項目提出的性能指標(biāo)。項目完成后進(jìn)行成果展示匯報，匯報內(nèi)容包括實施方案、性能檢測手段及性能指標(biāo)、最佳混砂配方、制芯工藝、產(chǎn)品應(yīng)用特點等。

項目實驗在開放式實驗室進(jìn)行，學(xué)生利用課余時間隨時到實驗室做實驗，現(xiàn)場的任課教師、課程組其他老師或研究生都可接受學(xué)生咨詢，有問題可在第一時間得到指導(dǎo)。

3. “項目式教學(xué)法”實施要點

歷經(jīng)2個年級的“項目式教學(xué)法”實踐與總結(jié)，項目式教學(xué)實施流程主要概括為：組建項目團隊、確定項目選題、擬訂實施計劃及項目分工、開展項目研究、匯報項目成果、反饋點評成果、考核評價等步驟。其中，組建項目團隊時，要承認(rèn)學(xué)生的差別和能力的不同，注重團隊成員在知識、能力、個性乃至性別等方面的合理搭配，使項目團隊成員間的分工合作，學(xué)科知識、智力才能等方面優(yōu)勢互補，為項目研究、成果總結(jié)等環(huán)節(jié)實現(xiàn)探討交流、思維創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)，為建構(gòu)新的知識體系，提升學(xué)生綜合性的多元智力奠定基礎(chǔ)。匯報展示成果時，既注重滿足“優(yōu)秀生渴望表現(xiàn)、中等生期待收獲，邊緣生期待認(rèn)可”的心理需求，又給予中等生和邊緣生更多的機會，讓他們體驗團隊合作所獲得的成功感和認(rèn)同感?？己嗽u價包括教師評價、學(xué)生自評，教師評價時不僅僅關(guān)注最終的研究成果，也考察項目團隊的研究計劃及其實施情況，團隊成員的分工、完成情況、項目組成員互助性協(xié)作能力和學(xué)習(xí)能力，以及項目的難度系數(shù)等。在項目實施過程中，教師需要及時了解項目進(jìn)展，適時適度地加以引導(dǎo)和指導(dǎo)。

“項目式教學(xué)法”的運用與實施，為學(xué)生“接受學(xué)習(xí)”和“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”搭建了平臺與載體，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)開展實驗探究，實現(xiàn)了“學(xué)后用”“用中學(xué)”。

四、設(shè)計評價方式

本課程基于成果導(dǎo)向教育采用了多元結(jié)合的評價方式，將考核要素分為理論考試、項目實踐、平時表現(xiàn)、作業(yè)訓(xùn)練四個方面，各考核要素所占比例分別為60%、20%、10%、10%。理論考試側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度，分析問題、表達(dá)解決問題的能力；項目實踐成績由實驗表現(xiàn)、實驗報告、成果匯報三個方面綜合評定；平時表現(xiàn)主要包括課堂小實驗操作、材料認(rèn)識和講解、鑄件缺陷分析辯論等；作業(yè)則基于項目式教學(xué)來布置，在項目式教學(xué)中，每個團隊只完成一個項目，而不同型砂（如原砂種類不同、粘結(jié)劑不同、硬化方式不同），其型砂配方、混砂工藝、砂芯性能都會不一樣，為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、學(xué)習(xí)思考能力，采用拓展補充的方式，布置的作業(yè)為非本組項目的內(nèi)容。這種多側(cè)面的成績評定，不僅考查學(xué)生掌握知識的程度，還考查學(xué)生運用知識解決問題的能力。

五、教學(xué)實踐效果

（一）專業(yè)水平和專業(yè)能力

通過教學(xué)方法的改進(jìn)，學(xué)生成了課堂的主體，學(xué)習(xí)熱情明顯提高，激發(fā)了學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題的興趣，提高了解決問題的能力，學(xué)習(xí)效果也得到較大的改善。以前該課程考試卷面分?jǐn)?shù)80分以上比例不足15%，實施改革后，卷面良好率提高到43.5%，本課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點的達(dá)成度由0.68提高到0.81。

（二）其他能力

工程認(rèn)證12條畢業(yè)要求中個人和團隊協(xié)作能力、溝通表達(dá)能力以及終身學(xué)習(xí)能力是無法完全用課程體系來支撐，并進(jìn)行定量評價的，本課程采用的課堂小實驗和項目式教學(xué)法，對這些軟指標(biāo)的達(dá)成提供了一定的支撐。

六、持續(xù)改進(jìn)

（一）項目設(shè)計的持續(xù)改進(jìn)

在項目設(shè)計時，既要緊密結(jié)合課程特點，又要充分適應(yīng)以市場需求為導(dǎo)向、以企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)為杠桿的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制，注意將碎片式的模塊內(nèi)容系統(tǒng)化，例如，在最終完成后的項目中選擇合適的項目產(chǎn)品和工藝，進(jìn)行生產(chǎn)澆注，通過鑄件的質(zhì)量、造型及澆注現(xiàn)場環(huán)境、落砂程度來反饋項目的應(yīng)用價值，將本專業(yè)的核心模塊課內(nèi)容串聯(lián)起來，形成完整的知識體系，支撐本專業(yè)畢業(yè)要求的達(dá)成。

（二）評價體系的持續(xù)改進(jìn)

目前，項目實踐的評價主要由老師根據(jù)完成結(jié)果進(jìn)行評價，沒有充分考慮學(xué)生自身的差異和努力程度。在今后的項目實踐評價中，可以采取團隊互評、項目團隊內(nèi)的成員互評，將學(xué)生引入評價主體中，還可以拓展到課程組其他老師及研究生，定性與定量評價相結(jié)合，力求全面完整、客觀真實地反映學(xué)生的實際水平和學(xué)習(xí)成果。

七、結(jié)束語

確定學(xué)習(xí)成果，反向設(shè)計本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方式，引入課堂小實驗和“項目式教學(xué)法”是基于成果導(dǎo)向教育理念的積極實踐，充分反映了多元方法與多種模式并重的發(fā)展趨勢，強調(diào)了質(zhì)與量的有機結(jié)合、目標(biāo)與過程的相互包容，但任何一種教學(xué)形式不可能是完美無缺的，我們將繼續(xù)探尋更適合高等學(xué)校工程教育的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志義.解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2]李志義.成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計[J].中國大學(xué)教學(xué)，2015（3）：32-39.

[3]張淼，鄭友訓(xùn).從生態(tài)課堂視角論課堂教學(xué)中“邊緣人”的轉(zhuǎn)化[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2016（18）：61-64.

[4]Sally Betman.多元智能與項目學(xué)習(xí)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.

[5]白少元，解慶林，游少鴻，等.成果導(dǎo)向教育模式下環(huán)境工程CAD課程改革與實踐[J].高教學(xué)刊，2017（02）：61-62+64.

[6]榮浩.地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下成果導(dǎo)向教學(xué)模式在旅游管理專業(yè)課程中的實踐研究[J].高教學(xué)刊，2017（10）：41-42.

[7]趙丹.成果導(dǎo)向法在《國際貿(mào)易實務(wù)》課程中的運用[J].高教學(xué)刊，2016（20）：117-118.