基于成果導(dǎo)向理念的課程思政教育探索與實踐
——以先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程為例

于 源 焦志偉 楊衛(wèi)民

(北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京 100029)

一、引言

成果導(dǎo)向教育(Outcome-based Education，OBE)以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，體現(xiàn)了以人為本的教育觀，得到了教育界的普遍認(rèn)同，被國內(nèi)外眾多高校應(yīng)用于教育教學(xué)改革實踐，取得了良好成效[1-3]。OBE教育理念強調(diào)從教學(xué)活動伊始就明確目標(biāo)，教師應(yīng)能夠回答“想讓學(xué)生達(dá)到什么樣的學(xué)習(xí)效果？”“為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？”“如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？”以及“如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？”[4]等問題。學(xué)習(xí)成果不僅是學(xué)生所掌握的知識和具備的能力的體現(xiàn)，更重要的是能夠體現(xiàn)學(xué)生所形成的價值觀或其他情感因素。立德樹人既是教書育人的最終目標(biāo)，也是開展教學(xué)活動的出發(fā)點。本文以先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程為例，以立德樹人為核心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，反向設(shè)計課程思政案例和教學(xué)實施過程，以期有效幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。同時，以學(xué)生充分展示其學(xué)習(xí)成果為前提，對其解決開放問題的能力以及在解決問題時表現(xiàn)出的行為模式、辯證思維、創(chuàng)新意識、科學(xué)精神和責(zé)任擔(dān)當(dāng)進(jìn)行了綜合評價。

二、基于OBE的課程學(xué)習(xí)成果目標(biāo)制定

先進(jìn)制造技術(shù)是“中國制造2025”的有力保障，是未來我國制造業(yè)發(fā)展的必然方向。先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程主要介紹先進(jìn)制造技術(shù)的基本范疇、關(guān)鍵技術(shù)、最新發(fā)展及應(yīng)用。筆者基于OBE理念，聚焦行業(yè)需求和發(fā)展，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生學(xué)習(xí)成果目標(biāo)為依據(jù)，從知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)三個維度制定課程教學(xué)目標(biāo)，不僅為學(xué)生梳理出清晰的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)清單，還明確提出對學(xué)生個人品行提升和思想感情升華的期待。本課程的知識學(xué)習(xí)成果目標(biāo)為：①在了解先進(jìn)制造技術(shù)的基本范疇和發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，了解科技創(chuàng)新類型和方法；②了解先進(jìn)制造系統(tǒng)及其基本特征和關(guān)鍵技術(shù)；③熟悉數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)；④掌握先進(jìn)制造工藝基本原理和方法。課程學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)目標(biāo)為：①掌握并能運用創(chuàng)新方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)和工作中的科技創(chuàng)新活動奠定基礎(chǔ)；②利用數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品建模；③具備利用增材制造、數(shù)控技術(shù)等先進(jìn)制造工藝加工產(chǎn)品原型的能力；④具有關(guān)注先進(jìn)制造技術(shù)最新發(fā)展的洞察力和分析力。同時，以立德樹人為課程教學(xué)的首要任務(wù)，深耕課程所蘊含的思政教育元素，凝練萃取專業(yè)知識蘊含的思政內(nèi)核，梳理出課程思政學(xué)習(xí)成果目標(biāo)清單：①強化創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；②掌握和運用辯證思維方式；③培養(yǎng)刻苦鉆研、踏實勤奮的工作態(tài)度和精益求精、無私奉獻(xiàn)的工匠精神；④具有社會責(zé)任心和使命感；⑤樹立和修正人生觀和價值觀；⑥積極踐行社會主義核心價值觀。

三、基于OBE的教育教學(xué)活動實施

1.以成果為導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

先進(jìn)制造技術(shù)相較于傳統(tǒng)制造技術(shù)，其優(yōu)勢在于其制造工藝、信息融合和制造理念的創(chuàng)新，科技創(chuàng)新是先進(jìn)制造技術(shù)的引擎[5-6]。使學(xué)生掌握科技創(chuàng)新方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)和工作中的科技創(chuàng)新活動奠定基礎(chǔ)，是期望學(xué)生達(dá)成的重要學(xué)習(xí)目標(biāo)?？萍紕?chuàng)新來源于工程實踐，成果導(dǎo)向教育同樣注重學(xué)習(xí)成果的實用性，因此科技創(chuàng)新和成果導(dǎo)向教育兩者是同向同行的。先進(jìn)制造技術(shù)課程是高等工科院校綜合實踐類專業(yè)課程，本就不應(yīng)僅停留在低階認(rèn)知的階段，應(yīng)以發(fā)展學(xué)生高階能力為主，即強調(diào)學(xué)生對先進(jìn)制造技術(shù)的理解和應(yīng)用。課程教學(xué)內(nèi)容以成果為導(dǎo)向，劃分層次，循序漸進(jìn)，強調(diào)學(xué)生的能力本位，如圖1所示。

圖1 先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)示意圖

首先，在知識層面，以增材制造和數(shù)控加工技術(shù)這兩項20世紀(jì)機(jī)械制造技術(shù)突破性的創(chuàng)新標(biāo)志為切入點，使學(xué)生了解科技創(chuàng)新的類型和方法；在學(xué)生了解先進(jìn)制造系統(tǒng)及其基本特征和關(guān)鍵技術(shù)、熟悉數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)并且掌握先進(jìn)制造工藝基本原理和方法的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生構(gòu)建較為完整的先進(jìn)制造技術(shù)知識體系。

其次，設(shè)計創(chuàng)新實驗項目，使學(xué)生對所學(xué)知識融會貫通，并且獲得真實的實踐經(jīng)驗。成果越接近“學(xué)生真實學(xué)習(xí)經(jīng)驗”，越可能持久存在。為了充分引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮其主觀能動性，學(xué)會運用所學(xué)到的創(chuàng)新方法，教師要提出具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并為其提供創(chuàng)設(shè)空間。在整個實踐活動中，教師不會指明應(yīng)該“怎樣做”，而是以開放的方式，讓學(xué)生通過思考自行確定“怎樣做”。學(xué)生利用所學(xué)的創(chuàng)新方法自行設(shè)計可行的實驗方案，基于數(shù)字化設(shè)計與制造軟件完成產(chǎn)品建模，利用先進(jìn)制造工藝完成產(chǎn)品原型制造，最終給出產(chǎn)品改進(jìn)建議并進(jìn)行展示匯報，以此展示其已具備了的專業(yè)知識運用能力以及思考、質(zhì)疑、研究、決定和呈現(xiàn)等能力。

在整個教學(xué)過程中，以德為先。首先，開宗明義地使學(xué)生明確課程的育人目標(biāo)，使學(xué)生將關(guān)注點聚焦在學(xué)習(xí)成果上，引導(dǎo)學(xué)生既讀有字之書，也讀無字之書，在掌握真才實學(xué)的同時，砥礪道德品質(zhì)，內(nèi)化社會主義核心價值觀為自身精神追求，將思政教育有機(jī)融入專業(yè)教育。其次，立足于期望學(xué)生達(dá)到的思政學(xué)習(xí)成果，深耕課程中蘊含的與之匹配的思政教育元素，與專業(yè)知識相融合，反向設(shè)計思政案例。

2.以成果為導(dǎo)向融合思政案例

OBE教育理念強調(diào)的學(xué)習(xí)成果不只是學(xué)生了解到的知識和課程學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，更為重要的是學(xué)生內(nèi)化于心的行為準(zhǔn)則和價值觀念。因此，以思政學(xué)習(xí)成果為出發(fā)點，以如鹽化水的方式實現(xiàn)專業(yè)知識與育人元素的融合，便顯得尤為重要。教學(xué)內(nèi)容每一個模塊都有其可以挖掘的思政元素，可以針對性地建立具體思政教育目標(biāo)，并映射為學(xué)生的思政學(xué)習(xí)成果。根據(jù)圖1所示的先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程思政學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，以成果為導(dǎo)向反向設(shè)計思政案例，如圖2所示?？梢钥闯觯颊W(xué)習(xí)成果目標(biāo)并非單一也并非獨立，因此思政學(xué)習(xí)成果和思政案例存在“多對多”的映射關(guān)系，即一個思政案例具有多重的教育意義，而一個思政學(xué)習(xí)成果也會在不同的思政案例中得到體現(xiàn)，這就使課程思政案例具有動態(tài)性、可替換性和可持續(xù)發(fā)展的特征。同時，課程思政案例與課程的專業(yè)知識緊密相關(guān)，本身就具有專業(yè)屬性，同一個課程思政案例在不同教學(xué)模塊中應(yīng)用，不僅可以起到加深學(xué)生的印象、強化教學(xué)效果的作用，也活化了課程思政教育，賦予了思政案例靈活性，提升了思政教育與專業(yè)教育的契合度，達(dá)到“潤物無聲”的效果。

圖2 先進(jìn)制造理論與技術(shù)課程學(xué)習(xí)成果目標(biāo)、思政案例和教學(xué)模塊的映射關(guān)系

以創(chuàng)設(shè)的“增材制造發(fā)展動態(tài)”課程思政案例為例，該案例在“先進(jìn)制造技術(shù)概述”和“科技創(chuàng)新內(nèi)涵”兩個教學(xué)模塊中會涉及。首先，使學(xué)生了解增材制造是先進(jìn)制造技術(shù)具有代表性的技術(shù)革新；其次，通過介紹各國對增材制造技術(shù)的聚焦和創(chuàng)新，使學(xué)生了解增材制造相關(guān)前沿技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向的同時，深刻體會科技創(chuàng)新內(nèi)涵以及科技創(chuàng)新在國家實力抗衡中的重要性，理解先進(jìn)制造技術(shù)的引擎是科技創(chuàng)新，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國際先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展動態(tài)，尤其是增材制造的廣泛應(yīng)用和發(fā)展前景[7-8]。激發(fā)青年學(xué)生樹立和修正自己的人生觀和價值觀，放眼宇宙，放眼太空，地球上的生物同呼吸共命運，體會習(xí)近平總書記“人類命運共同體”思想的深刻內(nèi)涵。此外，在“先進(jìn)制造工藝”教學(xué)模塊中也可以引用該思政案例。在這個教學(xué)模塊中，學(xué)生會系統(tǒng)學(xué)習(xí)增材制造技術(shù)基本原理及其應(yīng)用，介紹其應(yīng)用時，引出“太空金屬增材制造技術(shù)是當(dāng)前太空制造技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的熱點和難點”這一問題。除了使學(xué)生了解發(fā)達(dá)國家對太空增材制造進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備革新外，也要使學(xué)生看到我國在這個領(lǐng)域的技術(shù)探索和突破。2020年，在長征五號火箭發(fā)射的新一代載人飛船試驗船上完成連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的樣件3D打印就是我國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的3D打印實驗。通過“增材制造發(fā)展動態(tài)”這個思政案例的回溯，再次強調(diào)要發(fā)展我國先進(jìn)制造技術(shù)，靠的不僅僅是一代代人的不忘初心，砥礪前行，更重要的是一代代人延承下來的勤奮精進(jìn)和勇于創(chuàng)新。鼓勵學(xué)生將自己的個人理想和價值實現(xiàn)與強國夢、報國志相結(jié)合，積極投身到國家建設(shè)的事業(yè)中，奉獻(xiàn)自己的光和熱，再次體現(xiàn)本思政案例具有的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、修正學(xué)生人生觀和價值觀以及厚植愛國主義情懷的多重教育意義。

3.以成果為導(dǎo)向的創(chuàng)新教學(xué)模式

在課程教學(xué)的設(shè)計過程中，以讓學(xué)生能充分展示其學(xué)習(xí)成果為前提，采用引導(dǎo)探究的教學(xué)模式，教學(xué)活動可分為課堂引領(lǐng)、調(diào)研匯報、開放式創(chuàng)新實驗及實驗項目展示四個主要環(huán)節(jié)。

在課堂引領(lǐng)環(huán)節(jié)中，以實例講解的方式，向?qū)W生闡述事實性的知識，引出概念性或理論性知識。在實例講解時，注重發(fā)揮課程思政的隱式教育功能，凝練萃取實例中蘊含的思政要素。例如，通過工業(yè)革命進(jìn)程對制造業(yè)的影響以及重大的歷史事件，從唯物主義歷史觀的角度引導(dǎo)學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)產(chǎn)生的社會背景和技術(shù)背景，在此基礎(chǔ)上再引出先進(jìn)制造技術(shù)的概念。相較于直接講解概念或理論，更易于學(xué)生理解概念也更有助于學(xué)生深入思考。

為實現(xiàn)知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變，強調(diào)以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生學(xué)到了什么，要給學(xué)生提供機(jī)會使其能夠充分展示其學(xué)習(xí)成果。在學(xué)生了解了先進(jìn)制造技術(shù)的基本范疇以及先進(jìn)制造工藝基本原理和方法之后，要求學(xué)生自行組建學(xué)習(xí)小組，完成一些具有挑戰(zhàn)性的開放任務(wù)。例如，對某項感興趣的先進(jìn)制造工藝或者先進(jìn)制造最新發(fā)展技術(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，完成調(diào)研報告并在課堂匯報?！罢{(diào)研匯報”這一環(huán)節(jié)是“課堂引領(lǐng)”的遞進(jìn)和拓展，不僅使學(xué)生能夠展示他們思考、質(zhì)疑、研究、決定和呈現(xiàn)的能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注先進(jìn)制造技術(shù)最新發(fā)展的洞察力和分析力。通過小組分工協(xié)作，調(diào)動學(xué)生參與的積極性，提升學(xué)生團(tuán)隊合作能力。

先進(jìn)制造技術(shù)這門課程的學(xué)習(xí)成果強調(diào)學(xué)生對先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)落實到學(xué)生的能力本位上。課程借力開放式創(chuàng)新實驗，以學(xué)生的實驗成果作為學(xué)習(xí)成果的載體，學(xué)生自行設(shè)計可行的實驗方案并完成項目實施[9]。在實驗過程中，根據(jù)小班或者大班授課類型和選課人數(shù)，可要求學(xué)生1～5人為一組，1人一組即允許學(xué)生獨立完成實驗項目。以學(xué)生自主加工為主，教師指導(dǎo)為輔，引導(dǎo)學(xué)生豐富理論知識，重視加工工藝，增強實踐技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和精益求精的工匠精神。由于是創(chuàng)新性自主設(shè)計，每組學(xué)生的實驗成果不會完全相同，一方面反映學(xué)生的創(chuàng)新能力，另一方面反映學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

為鼓勵學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)，應(yīng)要求每組學(xué)生進(jìn)行實驗項目的展示，并引導(dǎo)學(xué)生運用批判性思維方式客觀地分析自己作品的優(yōu)缺點并給出改進(jìn)建議。這里，批判性思維并非僅僅是一種否定性思維，它還具有創(chuàng)造性和建設(shè)性。通過實驗項目展示，使學(xué)生們切身體會到只有堅持工程實踐，在其基礎(chǔ)上才能推陳出新。課程教學(xué)活動從“課堂引領(lǐng)”環(huán)節(jié)到“實驗項目展示”環(huán)節(jié)，旨在引導(dǎo)學(xué)生“用理論指導(dǎo)實踐，用實踐豐富理論”，使其掌握理論和實踐的辯證關(guān)系，重視“知行合一”，這也是這部分要發(fā)揮的另一個隱式思政教育功能。

4.以成果為導(dǎo)向評價學(xué)習(xí)成果

與課程的教學(xué)設(shè)計一樣，課程學(xué)習(xí)的評價也是以讓學(xué)生能充分展示其學(xué)習(xí)成果為前提的，因此本課程采用多元化考核評價。平時成績、調(diào)研匯報、開放式創(chuàng)新實驗及實驗項目展示分別占總成績的15%、15%、70%(開放式創(chuàng)新實驗和實驗項目展示權(quán)重合并)。開放式創(chuàng)新實驗及實驗項目展示這部分可以展示的學(xué)習(xí)成果比較豐富，因此需要制定具體的評價標(biāo)準(zhǔn)以便對學(xué)生的執(zhí)行進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo)。開放式創(chuàng)新實驗及實驗項目展示的評價指標(biāo)及其權(quán)重如表1所示，其中創(chuàng)新系數(shù)和項目展示的權(quán)重高于其他評價指標(biāo)。創(chuàng)新系數(shù)權(quán)重為0.2，旨在引導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)的科技創(chuàng)新方法，理論與實踐相結(jié)合，強化創(chuàng)新意識，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，設(shè)計并加工出作品；項目展示權(quán)重為0.2，旨在引導(dǎo)學(xué)生注重邏輯思維能力和語言表達(dá)能力，能夠客觀地、辯證地分析作品的優(yōu)缺點，提出可行的改進(jìn)建議。同時，在項目展示的過程中可體現(xiàn)出學(xué)生敬業(yè)、誠信、友善等社會主義核心價值觀。此外，設(shè)置“作品內(nèi)涵”這項評價指標(biāo)，鼓勵學(xué)生在設(shè)計作品時賦予作品生命力，體現(xiàn)自己的價值觀。例如，建議學(xué)生融合中國傳統(tǒng)文化進(jìn)行創(chuàng)新，在設(shè)計作品中體現(xiàn)中國元素，旨在提升學(xué)生的文化自信。項目的評價機(jī)制采用教師評價以及學(xué)生不記名互評的方式，其中教師評價的權(quán)重高于學(xué)生互評的權(quán)重。讓學(xué)生參與評價，學(xué)生在評價別人的同時，自己也會加深認(rèn)識，甚至可以將對問題的理解上升一個層次，從而提高學(xué)生的比較和分析能力，有利于學(xué)生形成批判性思維。而更為重要的是，引導(dǎo)學(xué)生互評時，堅持平等、公正和誠信的原則，有利于學(xué)生健康人格的發(fā)展。對于開放式創(chuàng)新實驗以及課程采用的評價方法，學(xué)生普遍反映印象深刻、受益匪淺。如圖3所示，一個是學(xué)生A設(shè)計并直接打印而成的手機(jī)支架實物，該支架的手機(jī)放置角度可調(diào)，外形設(shè)計靈感來自巍峨的萬里長城。學(xué)生在項目展示時介紹道：“長城，中國古代第一軍事工程，凝聚了中華民族自強不息的奮斗精神，長城的精神就是愛國、自強、團(tuán)結(jié)、和睦、創(chuàng)新、開拓。”一個是學(xué)生B設(shè)計并制作的一款手機(jī)支架實物，該手機(jī)支架的形式仿照象鼻，由若干3D打印的零件自行組裝而成，手機(jī)放置角度可調(diào)，設(shè)計靈感來源于云南象北上遷徙事件。學(xué)生介紹作品內(nèi)涵是想呼吁人們保護(hù)野生動物及其棲息地，堅持人與自然的和諧共生。

表1 開放式創(chuàng)新實驗及實驗項目展示的評價指標(biāo)和權(quán)重

圖3 開放式創(chuàng)新實驗學(xué)生作品(手機(jī)支架)展示

四、結(jié)論

成果導(dǎo)向教育關(guān)注學(xué)習(xí)產(chǎn)出，產(chǎn)出的學(xué)習(xí)成果不僅是學(xué)生學(xué)到的知識和能力，更重要的是學(xué)生內(nèi)化于心的行為準(zhǔn)則和價值觀念，而后者并非顯而易見。因此，需要教師發(fā)揮課程思政的隱式教育功能，聚焦學(xué)生學(xué)習(xí)成果，重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，凝練萃取實例中蘊含的思政要素，創(chuàng)設(shè)課程思政案例，通過課程引導(dǎo)、案例講解和實踐養(yǎng)成等多種方式，幫助學(xué)生達(dá)成課程思政學(xué)習(xí)成果，完成立德樹人的教育目標(biāo)。