基于OBE理念的薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)改革探索

劉 娟，呂耀輝，夏愛(ài)林，晉傳貴

(安徽工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

2013年，我國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》成為預(yù)備成員，并于2016年年初接受了轉(zhuǎn)正考察，成為正式成員，這標(biāo)志著我國(guó)工程教育水平與國(guó)際接軌。安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)于2018年順利通過(guò)教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證。工程教育認(rèn)證遵循三個(gè)理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心以及持續(xù)改進(jìn)，其核心是成果導(dǎo)向教育(Outcome-based Education, OBE)，也稱目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育。OBE理念的核心是以學(xué)生預(yù)期獲得的能力為導(dǎo)向進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，將學(xué)生學(xué)習(xí)成果作為教學(xué)重點(diǎn)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才提供思路。本文以薄膜材料與技術(shù)課程為例，在OBE理念指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)課程目標(biāo)，并根據(jù)學(xué)生預(yù)期達(dá)到的成果反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式，以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的基本要求。

一、課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

OBE理念認(rèn)為，課程目標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)課程后的成果為導(dǎo)向，即要詳細(xì)說(shuō)明學(xué)生在完成專業(yè)學(xué)習(xí)后具有的、并能夠展示的知識(shí)、能力、素質(zhì)等。因此，課程目標(biāo)的設(shè)計(jì)不應(yīng)局限于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握，還應(yīng)該有更高層次的追求。薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)應(yīng)從專業(yè)知識(shí)及能力素養(yǎng)兩個(gè)方面來(lái)考慮。

專業(yè)知識(shí)層次：提高學(xué)生對(duì)薄膜材料的制備技術(shù)、薄膜的生長(zhǎng)方式及薄膜的性質(zhì)等基本專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，使他們能了解真空，薄膜制備、生長(zhǎng)以及薄膜材料應(yīng)用的知識(shí)，了解薄膜材料與技術(shù)目前的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用前景以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

能力素養(yǎng)層次：拓展學(xué)生的專業(yè)視野，旨在培養(yǎng)學(xué)生從事薄膜及其相關(guān)行業(yè)的能力；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)研與分析能力、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與解決能力、書面表達(dá)與口頭表達(dá)能力、個(gè)人分工和團(tuán)隊(duì)合作能力。提高學(xué)生的科研素養(yǎng)，為其未來(lái)從事薄膜方面的工作打下基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)上述課程目標(biāo)，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及其考核方式等進(jìn)行改革就顯得尤為重要。

二、基于OBE理念的教學(xué)改革

(一)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)層次的課程目標(biāo)，薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置可以分為兩個(gè)部分：基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能教學(xué)、能力與素質(zhì)提升教學(xué)。通過(guò)對(duì)兩個(gè)部分的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力與科學(xué)素養(yǎng)。具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能。本部分以課程的基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能的教學(xué)為主，主要介紹相關(guān)的基本概念、方法和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的興趣；同時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解相關(guān)機(jī)理及其存在的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和科學(xué)精神。以“薄膜制備”一章為例，首先介紹薄膜的各種制備方法，讓學(xué)生對(duì)薄膜制備有基本的了解，隨后重點(diǎn)探討薄膜制備過(guò)程的相關(guān)原理，探究其存在的問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生提出解決方案。本模塊通過(guò)課堂教學(xué)，讓學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)并提高學(xué)生的專業(yè)技能。

表1 薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.能力與素質(zhì)提升。本部分的課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析能力與解決問(wèn)題的能力，書面表達(dá)與口頭表達(dá)能力，個(gè)人分工和團(tuán)隊(duì)合作能力，提高學(xué)生的科研素養(yǎng)，為未來(lái)從事薄膜方面的工作打下基礎(chǔ)。根據(jù)課程目標(biāo)，在此模塊可以適當(dāng)探討一些科學(xué)問(wèn)題，提高學(xué)生對(duì)科研的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，為將來(lái)進(jìn)入社會(huì)從事相關(guān)專業(yè)的工作奠定基礎(chǔ)。在授課過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生以一種薄膜材料為研究對(duì)象，通過(guò)檢索文獻(xiàn)，撰寫調(diào)研報(bào)告，分析薄膜材料的發(fā)展歷程、存在的問(wèn)題及今后的研究方向。以學(xué)生團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)，組織學(xué)生進(jìn)行專題討論，培養(yǎng)學(xué)生的書面表達(dá)與口頭表達(dá)能力、個(gè)人分工和團(tuán)隊(duì)合作能力。

(二)基于OBE理念的教學(xué)模式改革

“教學(xué)”二字關(guān)鍵點(diǎn)在于兩個(gè)方面，一是教師“教什么”“怎么教”，一是學(xué)生“學(xué)什么”“怎么學(xué)”。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為主體，教學(xué)內(nèi)容以書本和課堂為主。因此，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式較單一，學(xué)生往往被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)效果一般?；贠BE理念的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該放在學(xué)生上，以學(xué)生“學(xué)什么”“怎么學(xué)”為重點(diǎn)，教師只做課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)者，而非主宰者。

1.轉(zhuǎn)變教與學(xué)的相對(duì)關(guān)系，以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。由于大多數(shù)學(xué)生從未接觸過(guò)薄膜材料制備的相關(guān)設(shè)備，因此，傳統(tǒng)的課堂講述就會(huì)顯得枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣大打折扣。同時(shí)，教材內(nèi)容往往與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，學(xué)生難以獲得前沿的知識(shí)。為此，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，針對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。如《薄膜材料與技術(shù)》第一章的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解薄膜制備的技術(shù)及目前的發(fā)展現(xiàn)狀。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。首先，針對(duì)薄膜材料制備的關(guān)鍵技術(shù)，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。學(xué)生通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)或者互聯(lián)網(wǎng)資料，綜述薄膜材料制備的研究進(jìn)展，探索目前薄膜制備存在的問(wèn)題，并提出切實(shí)可行的解決方案。隨后，采用互動(dòng)式的教學(xué)，讓學(xué)生自主分組，進(jìn)行小組專題討論，以小組為單位，學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)或互聯(lián)網(wǎng)資料，總結(jié)目前薄膜制備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其前沿技術(shù)，在課堂上進(jìn)行講述，并組織學(xué)生進(jìn)行討論。在此過(guò)程中，教師始終作為引導(dǎo)者，而學(xué)生才是課堂的主體。通過(guò)以學(xué)生為主體的教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，化枯燥的被動(dòng)接受為主動(dòng)的自我探索，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

2.靈活多變的教學(xué)手段。薄膜材料與技術(shù)課程教學(xué)不應(yīng)局限于課堂，還需要適當(dāng)增加實(shí)踐教育，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力與素養(yǎng)。 “薄膜材料的應(yīng)用”一章教學(xué)中，以往的傳統(tǒng)課堂單純的理論知識(shí)講解讓學(xué)生印象不深，聽(tīng)課效果一般。為了進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，需要不斷改進(jìn)教學(xué)手段。首先，可充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)過(guò)程中加入多媒體技術(shù)，如視頻、動(dòng)畫等。例如，在講述薄膜材料的應(yīng)用時(shí)，可以播放一些薄膜應(yīng)用相關(guān)的視頻，以加深學(xué)生的印象。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)查閱薄膜應(yīng)用的最新進(jìn)展，并在課堂上進(jìn)行展示與討論。通過(guò)自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)薄膜材料研究的興趣。此外，在條件允許的情況下，可適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.課內(nèi)外相結(jié)合。傳統(tǒng)方式的教學(xué)主要以課堂為主，教師按照教學(xué)日歷，在固定的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。OBE理念下的教學(xué)需要突破課堂的限制，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)和課外的結(jié)合。除傳統(tǒng)的面授式課堂教學(xué)外，還可以鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書館和實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。此外，還可以結(jié)合線上的教學(xué)手段，遠(yuǎn)程指導(dǎo)學(xué)生，與學(xué)生進(jìn)行討論。如今，各種新媒體技術(shù)的應(yīng)用為線上教學(xué)提供了便利。因此，教學(xué)過(guò)程中合理利用教學(xué)新模式，可以突破傳統(tǒng)課堂時(shí)間與地點(diǎn)的限制，為學(xué)生創(chuàng)造更加自由的學(xué)習(xí)環(huán)境。課程教學(xué)還采用“學(xué)習(xí)通”、QQ群聊等多種線上形式，通過(guò)上傳一些課程相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，與學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)與課外的結(jié)合。

(三)基于OBE理念的考核方式優(yōu)化

課程考核是教學(xué)過(guò)程中比較重要的環(huán)節(jié)，OBE理念要求制定多元、開(kāi)放以及包容的評(píng)價(jià)方式，而不應(yīng)以單一的方式評(píng)價(jià)所有學(xué)生，在考察學(xué)生的專業(yè)知識(shí)掌握情況的同時(shí)，還應(yīng)該綜合考量學(xué)生的應(yīng)用能力。學(xué)生不僅要“學(xué)會(huì)”，還要“會(huì)學(xué)”。薄膜材料與技術(shù)課程以往的評(píng)價(jià)方式是期末成績(jī)占80%，平時(shí)成績(jī)占20%，而平時(shí)成績(jī)主要以學(xué)生的考勤為主。這導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)不重視課程的學(xué)習(xí)，往往在考試前一周開(kāi)始突擊復(fù)習(xí)，有些內(nèi)容只能在短期內(nèi)記憶，無(wú)法真正理解，學(xué)習(xí)效果不佳。基于OBE理念的課程考核，以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，建立完善的過(guò)程性考核評(píng)價(jià)體制。本課程采用形成性評(píng)價(jià)考核方式，注重過(guò)程評(píng)價(jià)，加強(qiáng)平時(shí)過(guò)程的管理，提高平時(shí)成績(jī)所占比例。其中，注重過(guò)程的形成性考核評(píng)價(jià)體系將平時(shí)成績(jī)所占比例調(diào)整至50%，期末成績(jī)占50%。平時(shí)成績(jī)的評(píng)定內(nèi)容主要包括：平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、專題討論、調(diào)研報(bào)告，其比例為1∶1∶2∶1。各部分的執(zhí)行細(xì)則如下：

1.平時(shí)作業(yè)。平時(shí)作業(yè)是傳統(tǒng)考核方式中平時(shí)成績(jī)最重要的組成部分。以往的平時(shí)作業(yè)主要是教師在課堂結(jié)束布置作業(yè)，學(xué)生在下一節(jié)課上交，這往往存在學(xué)生之間相互抄襲現(xiàn)象。本課程以隨堂作業(yè)為主，課上布置一些小的思考題并當(dāng)堂上交，既可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，又可以增加課堂的活躍度。

2.階段測(cè)試。不同于以往課程結(jié)束考試，該課程在每一章課程結(jié)束后，針對(duì)相應(yīng)章節(jié)安排一次階段測(cè)試。階段測(cè)試可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題，并為后續(xù)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供幫助。

3.專題討論。組織學(xué)生分組討論，學(xué)生自行分組后，每組選擇一個(gè)感興趣的專題，以組為單位查閱文獻(xiàn)，總結(jié)并制作PPT，上臺(tái)進(jìn)行講述。最后，組織學(xué)生進(jìn)行討論，根據(jù)小組的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.調(diào)研報(bào)告。每位學(xué)生自主選擇一個(gè)與課程相關(guān)的專題，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫調(diào)研報(bào)告(或文獻(xiàn)綜述)。在文獻(xiàn)調(diào)研過(guò)程中，學(xué)生對(duì)薄膜材料的了解更加深入，對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展前沿也更加清楚。

期末考試也是非常重要的考核環(huán)節(jié)。本課程大綱設(shè)置的考核方式是開(kāi)卷考試，因此，最終考核應(yīng)設(shè)置靈活多變的考試題目，適當(dāng)增加一些開(kāi)放性的題目，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)發(fā)散思維去思考、去創(chuàng)新，而不是簡(jiǎn)單的知識(shí)記憶。例如，可以增加“薄膜材料未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)”等相關(guān)的主觀題目，讓學(xué)生自由發(fā)揮。

三、結(jié)語(yǔ)

“薄膜材料與技術(shù)”課程已連續(xù)兩年采取了注重過(guò)程的形成性評(píng)價(jià)的考核機(jī)制。通過(guò)采用OBE理念的教學(xué)模式，在盡量不增加學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的同時(shí)，增加了互動(dòng)和趣味性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過(guò)增加隨堂測(cè)驗(yàn)、專題討論和文獻(xiàn)調(diào)研等環(huán)節(jié)將學(xué)生的課程學(xué)習(xí)精力平均分配到課堂和期末，激發(fā)了學(xué)生日常學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生對(duì)課程知識(shí)由原先的被動(dòng)接受過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)發(fā)掘、理解、掌握的過(guò)程，取得了較好的教學(xué)效果。