基于成果導(dǎo)向的“礦物學(xué)”教學(xué)改革與效果評(píng)價(jià)

劉愛平，李虎杰，黃金川，李旭娟

西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621010

一、引言

成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE），亦稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育、需求導(dǎo)向教育，是一種以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的先進(jìn)教育理念[1]。最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革。由美國學(xué)者 Spady W 1981年提出[2]，目前已成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。2016年6月2日，國際工程聯(lián)盟大會(huì)《華盛頓協(xié)議》全票通過了中國的轉(zhuǎn)正申請(qǐng)，中國成為第18個(gè)《華盛頓協(xié)議》正式成員。這標(biāo)志著我國工程教育質(zhì)量得到國際認(rèn)可，工程教育國際化邁出重要步伐[3]。OBE成為我國工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念, 近年來，越來越多的高校開展了專業(yè)認(rèn)證工作，OBE理念在人才培養(yǎng)[4]、課程體系研究[5]和專業(yè)教學(xué)改革[6]等方面的研究相對(duì)較多，在考試改革[7]、教學(xué)大綱編制[8]、課程結(jié)構(gòu)調(diào)整[9]方面也有一定的研究。為了更好地將先進(jìn)教學(xué)理念融入“礦物學(xué)”教學(xué)過程中，從地質(zhì)工程專業(yè)2014級(jí)學(xué)生開始，筆者對(duì)“礦物學(xué)”課程教學(xué)方法做過一些改革，加大學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從考核情況來看，取得比較好的效果。

1978年，西南科技大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)開始本科招生，至今已有40年的歷史，地質(zhì)工程專業(yè)培養(yǎng)方案中“礦物學(xué)”為專業(yè)核心課程，共64學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí)，是學(xué)習(xí)“晶體光學(xué)”和“巖石學(xué)”等后繼課程的基礎(chǔ)，在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要的地位。作為多年從事“礦物學(xué)”教學(xué)工作的教師，筆者在系統(tǒng)學(xué)習(xí)我國工程教育專業(yè)認(rèn)證思想和OBE理念的前提下，在總結(jié)已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以我國工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念—OBE理念為指導(dǎo)，以課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為中心，從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、教學(xué)全過程考核等多個(gè)方面進(jìn)行該課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，對(duì)改革效果進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力和系統(tǒng)鑒定礦物的技能；提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力；提高學(xué)生思維能力、表達(dá)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等綜合素質(zhì)；為學(xué)生今后成為優(yōu)秀的地質(zhì)類人才打下了堅(jiān)實(shí)的第一步。

二、“礦物學(xué)”教學(xué)改革總體思路及教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向是OBE教學(xué)理念的核心，綜合課程特點(diǎn)、教學(xué)大綱和課程目標(biāo)的要求，按照循序漸進(jìn)的原則，將“礦物學(xué)”教學(xué)設(shè)計(jì)為基本理論知識(shí)、基本技能訓(xùn)練、綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練和實(shí)踐與創(chuàng)新能力提升四個(gè)課程目標(biāo)層次，采用反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑脑O(shè)計(jì)思路和實(shí)施步驟，改革總體思路見圖1。

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，結(jié)合礦物學(xué)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，按照循序漸進(jìn)的原則采用反向設(shè)計(jì)思想，以成果導(dǎo)向（產(chǎn)出需求）為目標(biāo)對(duì)上述四個(gè)課程目標(biāo)層次的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過高質(zhì)量完成各階段教學(xué)內(nèi)容來保障學(xué)習(xí)成果的實(shí)現(xiàn)?！暗V物學(xué)”共64學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)40學(xué)時(shí)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)24學(xué)時(shí)，開放實(shí)驗(yàn)2周，在所有專業(yè)課中學(xué)時(shí)數(shù)排第二。各課程目標(biāo)層次中教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)成果要求的映射關(guān)系見表1。

三、“礦物學(xué)”教學(xué)方法設(shè)計(jì)與實(shí)踐

OBE教學(xué)理念是：“教為不教，學(xué)為學(xué)會(huì)”[3]。教學(xué)原則是：“教之主體、目的、效果均在于學(xué)”。教學(xué)過程要解決的問題是如何有效地幫助學(xué)生取得教學(xué)目標(biāo)要求的學(xué)習(xí)成果。筆者認(rèn)為高校教育中的課程目標(biāo)是通過“教”和“學(xué)”來實(shí)現(xiàn)的，“教”是教師如何幫助學(xué)生取得預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，“學(xué)”是學(xué)生如何在有限的時(shí)間內(nèi)取得預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，從而獲取更多的知識(shí)和技能?！敖獭焙汀皩W(xué)”的主體是不一樣的。以實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)為中心，結(jié)合課程特點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案，運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法和手段，確保教學(xué)效果，最終實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。各課程目標(biāo)層次采用的主要教學(xué)方法和手段，見圖2。

圖1 “礦物學(xué)”教學(xué)改革總體思路

表1 各教學(xué)層次教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)成果的映射關(guān)系

圖2 各課程目標(biāo)層次采用的主要教學(xué)方法和手段

1．語言傳遞信息式和“翻轉(zhuǎn)”式教學(xué)（基本理論知識(shí)）

（1） 語言傳遞信息式教學(xué)。教師為主導(dǎo)，包括講授法、討論法、提問法、啟發(fā)式、談話法，主要用于理論性強(qiáng)、較抽象、推理分析和設(shè)計(jì)計(jì)算較多的課程教學(xué)中。

講授法：借助圖片、動(dòng)畫、模型、實(shí)物、視頻等教學(xué)資源及道具。抽象的理論到具體模型或?qū)嵨铮箍菰锏睦碚撟兊蒙鷦?dòng)形象。遵循由抽象到具體、由基本理論到實(shí)際應(yīng)用、由淺到深的教學(xué)規(guī)律。比如：結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)的理論很抽象，單形、聚形和晶體結(jié)構(gòu)模型等教學(xué)道具的應(yīng)用可使抽象的晶體結(jié)構(gòu)變得具體、直觀；實(shí)現(xiàn)由微觀到宏觀的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變。

課堂提問、討論、啟發(fā)等：借助圖片、動(dòng)畫、數(shù)據(jù)、視頻等，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)和學(xué)生聽課狀態(tài)和效果，圍繞課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)靈活選用。以鞏固知識(shí)點(diǎn)、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生積極思考。

（2）“翻轉(zhuǎn)”式教學(xué)?！耙詫W(xué)生為中心”和“雙中心”，如“翻轉(zhuǎn)”式課堂。學(xué)生圍繞指定任務(wù)，借助豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行自學(xué)，課堂教學(xué)主要圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了灌輸課堂向?qū)υ捳n堂的轉(zhuǎn)變。教師的角色得到轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。如：自然元素大類礦物中石墨和金剛石部分的內(nèi)容可交給學(xué)生查閱資料、對(duì)比掌握這兩種礦物的主要鑒定特征。提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的提升具有很好的作用。

2．實(shí)踐訓(xùn)練式教學(xué)（基本技能訓(xùn)練）

學(xué)生為主體，教師指導(dǎo)。主要包括演示法、同步操作法。

（1）演示法。教師演示，學(xué)生觀摩，學(xué)生操作，教師現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)指導(dǎo)。如晶體對(duì)稱和單形認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)稱要素的尋找、晶體定向。

（2）同步操作法。教師邊操作、邊講解，學(xué)生邊聽、邊操作、邊思考 ，教師現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)指導(dǎo)。如礦物形態(tài)和物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)課中，觀察描述方法和技能的介紹（刻硬度、劃條痕、試劑的使用等）。

3．綜合訓(xùn)練式教學(xué)（綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練）

以學(xué)生為中心。鞏固礦物形態(tài)和物理性質(zhì)觀察描述方法，掌握系統(tǒng)鑒定各大類礦物的方法、技能和步驟。通過實(shí)例導(dǎo)入式教學(xué)，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，并應(yīng)用于實(shí)際問題的解決過程中。

（1） 綜合實(shí)驗(yàn)法。在學(xué)生初步掌握礦物鑒定的方法和技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過仔細(xì)觀察礦物宏觀特征（可借助簡單工具，如小刀、條痕板等）對(duì)各大類礦物進(jìn)行系統(tǒng)鑒定。

（2） 實(shí)例導(dǎo)入式教學(xué)。如引入湖南桃林鉛鋅礦（該礦床中閃鋅礦劃分為三個(gè)世代），幫助學(xué)生理解礦物的世代和礦物的標(biāo)型特征，意識(shí)到礦物的成因、共生組合在礦物鑒定中的重要性。

4．能力和素質(zhì)培養(yǎng)式教學(xué)（實(shí)踐與創(chuàng)新能力提升）

以學(xué)生為中心。教師針對(duì)課程目標(biāo)下達(dá)具體任務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、溝通能力、自主學(xué)習(xí)能力。

（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。

準(zhǔn)備沒有標(biāo)簽的礦物標(biāo)本（包括各大類主要礦物種），以小組為單位，在一定時(shí)間內(nèi)將礦物標(biāo)本歸入其所屬大類、類或亞類（硅酸鹽），鑒定各標(biāo)本上主要礦物的名稱，教師核實(shí)，并隨機(jī)抽問學(xué)生。

（2）自主學(xué)習(xí)式教學(xué)（課程拓展）。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為學(xué)生提供兩周的開放實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以根據(jù)自己前期實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果自主選擇時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，教師適時(shí)輔導(dǎo)答疑。教師提出和課程內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)研究熱點(diǎn)問題，指導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料來完成。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣、終身學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)。如石墨烯的發(fā)現(xiàn)過程性能及其應(yīng)用；粘土礦物及其在土壤修復(fù)、污水處理等方面的應(yīng)用等等。

在OBE理念指導(dǎo)下，以課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)為中心，結(jié)合課程特點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)特點(diǎn)，采用多樣化教學(xué)方法和手段，并加強(qiáng)形成性評(píng)價(jià)及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，靈活調(diào)整教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)由“重學(xué)輕思”到“學(xué)思結(jié)合”，“你應(yīng)學(xué)”到“我要學(xué)”，“知識(shí)”課堂到“能力”課堂的轉(zhuǎn)變，達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。

四、教學(xué)全過程考核方案

“礦物學(xué)”課程考核采用結(jié)構(gòu)評(píng)分，由課外作業(yè)（10%）、實(shí)驗(yàn)成績（30%）和期末閉卷考試（60%）共三部分組成。其中實(shí)驗(yàn)成績具體為：平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（12次，5%）+討論和總結(jié)（小組為單元，5%）+實(shí)驗(yàn)考試（占20%），實(shí)驗(yàn)考試給一次補(bǔ)考機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)考試單項(xiàng)不合格的學(xué)生無法參加期末閉卷考試。強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)礦物形態(tài)、物理性質(zhì)的觀察描述能力和肉眼系統(tǒng)鑒定礦物能力的考核。避免學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告過程中過分依賴教材和指導(dǎo)書，而忽略知識(shí)的內(nèi)化和實(shí)際能力的提高。對(duì)2017級(jí)學(xué)生“礦物學(xué)”教學(xué)考核在原有考核方式基礎(chǔ)上降低平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，增加課程綜合性實(shí)驗(yàn)和平時(shí)討論環(huán)節(jié)成績。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)平均達(dá)成度（實(shí)驗(yàn)成績/30）大于0.75，課程目標(biāo)平均達(dá)成度大于0.75。

五、教學(xué)考核結(jié)果與效果評(píng)價(jià)

1.效果評(píng)價(jià)

在OBE理念指導(dǎo)下，教學(xué)效果評(píng)價(jià)可按評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)層次、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)作用類型等進(jìn)行分類。筆者主要以評(píng)價(jià)主體分別介紹，并將具體評(píng)價(jià)的內(nèi)容進(jìn)行綜合。按評(píng)價(jià)主體分為教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)和學(xué)生對(duì)教師評(píng)價(jià)。

在教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)中將形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，主要采用定量評(píng)價(jià)法（或稱量化研究法）進(jìn)行。形成性評(píng)價(jià)占課程總成績的20%，包括學(xué)生課外作業(yè)（13次，取平均值，10%）；平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（12次，取平均值，5%）；實(shí)驗(yàn)課小組討論和總結(jié)（小組為單元，12次，取平均值，5%）。終結(jié)性評(píng)價(jià)由形成性評(píng)價(jià)（20%）+實(shí)驗(yàn)期末考試（筆試，一對(duì)一面試，占20%）和課程期末閉卷考試（60%）共三部分組成。近兩年“礦物學(xué)”課程通過率、優(yōu)良率、課程目標(biāo)達(dá)成度等，詳見表2。

由表2可以看出，相對(duì)于2016級(jí)、2017級(jí)學(xué)生“礦物學(xué)”課程考核和實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果的通過率、達(dá)成度均有明顯提高，2017級(jí)實(shí)驗(yàn)考試補(bǔ)考為1.4%(僅1人)。因?qū)嶒?yàn)考核不合格不能參與期末考試，所以學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)更加重視，實(shí)驗(yàn)考核達(dá)成度平均大于等于0.9，明顯高于0.75的目標(biāo)達(dá)成度。

該課程評(píng)價(jià)體系中學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)主要包括學(xué)生評(píng)教結(jié)果和教師教學(xué)獲獎(jiǎng)等幾個(gè)方面來體現(xiàn)。從2014級(jí)到2017級(jí)學(xué)生評(píng)教結(jié)果可知：學(xué)生對(duì)教師教學(xué)評(píng)價(jià)在91.2～95.1分之間，且呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，課程主講教師近五年獲學(xué)校教學(xué)方面獎(jiǎng)勵(lì)共四次。說明學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)方法有較高的認(rèn)可度。

2.總結(jié)、反思與持續(xù)改進(jìn)

OBE教育具有持續(xù)改進(jìn)的特征，即對(duì)教學(xué)方法和手段、學(xué)習(xí)成果的考核方案、評(píng)價(jià)體系等應(yīng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。通過學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，分析課程目標(biāo)總體達(dá)成度、各教學(xué)層次目標(biāo)的達(dá)成度，尋找短板，分析原因，提出持續(xù)改進(jìn)措施。如2017級(jí)礦物學(xué)課程總達(dá)成度為0.81，基本理論知識(shí)、基本技能訓(xùn)練和綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練的達(dá)成度分別為0.74、0.86和0.94，基本理論知識(shí)教學(xué)是明顯的短板。通過與學(xué)生交流、自我反思，原因主要有以下幾個(gè)方面：學(xué)生在知識(shí)運(yùn)用方面的熱情較高，對(duì)記憶性較強(qiáng)的知識(shí)學(xué)習(xí)相對(duì)被動(dòng)；在教學(xué)要求方面，明確提出實(shí)驗(yàn)考核不合格的學(xué)生不能參加期末理論考試，這也是課程目標(biāo)達(dá)成度最高的原因之一；理論知識(shí)教學(xué)過程中學(xué)生的參與度低。改進(jìn)措施：在2018級(jí)該課程的教學(xué)過程中應(yīng)對(duì)糾正學(xué)生重實(shí)踐輕理論的思想；加強(qiáng)基本理論知識(shí)的教學(xué)，根據(jù)學(xué)生聽課狀態(tài)適時(shí)調(diào)整教學(xué)方法；提高學(xué)生在理論教學(xué)過程中的參與度；每次課前上次課內(nèi)容回顧環(huán)節(jié)可由學(xué)生自我主持完成；作業(yè)講解可由作業(yè)完成情況好的同學(xué)來完成；加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)生（包括自己和他人）的評(píng)價(jià)。通過多種激勵(lì)措施，鼓勵(lì)學(xué)生參與教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

表2 近兩年“礦物學(xué)”課程考核結(jié)果與效果評(píng)價(jià)

六、結(jié)語

將OBE理念運(yùn)用于“礦物學(xué)”課程教學(xué)過程中，以課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)為中心，逐步實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過程中由教師為主體向?qū)W生為主體的轉(zhuǎn)變。通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)和考核方案和評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，課程總體達(dá)成度明顯高于考核要求，學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)方法和教學(xué)投入予以了肯定，總體上取得了很好的效果。教學(xué)過程中及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果、隨時(shí)注意學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)。加強(qiáng)引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛力，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角，將“以本為本”和“以學(xué)生為中心”落到實(shí)處。