基于OBE理念+案例教學(xué)模式在“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程中教學(xué)改革嘗試

＊張煜 聶登攀 楊敏 周蘭

（1.貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 貴州 550025 2.貴州民族大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院 貴州 550025）

1.“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的必要性

作為無機(jī)材料專業(yè)的一門應(yīng)用基礎(chǔ)課程，“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”的教學(xué)內(nèi)容涵蓋了無機(jī)材料科學(xué)的各種基礎(chǔ)理論，既包括材料的料熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)知識，又包括材料組成—結(jié)構(gòu)—性能之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律等知識，對先修課程的掌握程度要求比較高，理論性強(qiáng)，難度大。同時(shí)，隨著課程體系的改革，知識量隨著材料科學(xué)快速發(fā)展不斷增加，課程面臨教學(xué)內(nèi)容不斷擴(kuò)展、更新和學(xué)時(shí)數(shù)不斷縮減的矛盾，且日益加劇。

目前，“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)主體仍然是教師，學(xué)生則是教學(xué)活動(dòng)的客體，“教師課堂講授”的教學(xué)模式迫使教師主導(dǎo)和支配整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生則被動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)。主體與客體對立的教學(xué)模式存在一些問題：首先是其忽視了學(xué)生差異性，相同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式面對不同的教學(xué)對象，因此不能滿足不同學(xué)生的需求，還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性下降。其次，被動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生參與度低，同時(shí)由于學(xué)時(shí)的限制，教師主要采取灌輸教學(xué)方式，課堂上都是老師在講，這就影響知識傳授效果，限制了學(xué)生探究和創(chuàng)新能力的發(fā)展。最重要的是在教學(xué)過程中，往往會(huì)遇到定位不清、學(xué)習(xí)目的不明確的學(xué)生，教師一味地講解會(huì)使學(xué)生抓不到學(xué)習(xí)重點(diǎn)；更為嚴(yán)重的是部分同學(xué)因遇到一些晦澀難懂的新知識點(diǎn)而跟不上教學(xué)進(jìn)度，逐漸產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒，結(jié)果是簡單的內(nèi)容不夯實(shí)，重難點(diǎn)不肯動(dòng)腦筋，日積月累，不懂的就越來越多，最后放棄學(xué)習(xí)。

基于此，在“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中引入一種新的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，問題為基礎(chǔ)，教師為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化改革課教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生在自主探究中學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，這也是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然要求。

2.OBE與案例教學(xué)混合教學(xué)模式應(yīng)用于“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的必要性

成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，以下簡稱OBE）是以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向的一種目標(biāo)和需求導(dǎo)向型教學(xué)模式，是最早出現(xiàn)于澳大利亞和美國的基礎(chǔ)教育改革的一種現(xiàn)代先進(jìn)教學(xué)理念[1]。OBE教學(xué)理念要求學(xué)校和教師應(yīng)該先明確學(xué)習(xí)成果，通過學(xué)習(xí)成果的反饋而改進(jìn)原有的課程教學(xué)與課程設(shè)計(jì)，即教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，學(xué)習(xí)成果可配合多元彈性的個(gè)性化學(xué)習(xí)要求來完成，通過完成自我實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)學(xué)習(xí)過程來完成，以達(dá)到提高畢業(yè)生達(dá)成能力的教學(xué)目的[2-3]。

案例教學(xué)是一種以實(shí)踐為基礎(chǔ)，在教師指導(dǎo)下，通過引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法。教師可針對“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的某一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，選擇具有代表性的案例并提出問題，學(xué)生根據(jù)案例類型自行進(jìn)行分組組合，查閱資料并進(jìn)行討論，選出代表陳述小組討論結(jié)果。教師對錯(cuò)誤或不足的地方加以引導(dǎo)、點(diǎn)撥，提出自己的看法或補(bǔ)充意見。將抽象的理論與生動(dòng)的教學(xué)案例結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析問題的能力，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生與學(xué)生之間、教師與學(xué)生之間的交流能力，將枯燥乏味的課堂變得生動(dòng)活潑[4]。

持續(xù)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是教學(xué)改革的目標(biāo)，目標(biāo)的達(dá)成依賴于課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)師——教師，其教學(xué)設(shè)計(jì)的動(dòng)力來源于學(xué)生和工程實(shí)踐需求。通過OBE教學(xué)理念和案例教學(xué)兩種理論的融合，既能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造多元、包容、開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，又能夠一定程度地激發(fā)學(xué)的生學(xué)習(xí)能動(dòng)性，同時(shí)也促進(jìn)教師的專業(yè)成長，提升“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)效果。

3.OBE與案例教學(xué)混合模式教學(xué)改革的實(shí)施

(1)選取典型案例

課程教學(xué)改革的方式方法取決于課程自身的特點(diǎn)，采用OBE理念深化教學(xué)改革尤其如此，作為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的核心課程、主干課程，“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)效果對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)具有持續(xù)影響[5-6]。因此，本課程教學(xué)目的重在培養(yǎng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的靈活應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析問題、解決問題的能力，力求學(xué)生對基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識體系的掌握程度達(dá)到作為工程技術(shù)人員、作為無機(jī)材料科學(xué)研究人員的基本要求，而案例教學(xué)是達(dá)到這一基本要求的途徑之一。

選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)案例是案例教學(xué)的關(guān)鍵，案例首先具有典型性、真實(shí)性、實(shí)用性、完整性、啟發(fā)性等特點(diǎn)，既能覆蓋足夠多的知識點(diǎn)，又不能過于復(fù)雜而超出學(xué)生所學(xué)知識范圍，還能提供足夠的研討與思維空間。因此，教師對典型案例的選擇要優(yōu)先考慮與“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的相關(guān)性、適應(yīng)性與正確性，在教科書以外的文獻(xiàn)中尋找具有一定的代表性案例，例如：可選擇以納米陶瓷的燒結(jié)作為“燒結(jié)過程”的案例，一方面因?yàn)榧{米陶瓷作為新型陶瓷材料具有極大應(yīng)用潛力，近20年來一直是陶瓷行業(yè)研究的熱點(diǎn)，目前依然有很多問題有待進(jìn)一步解決，對于這樣的前沿課題學(xué)生很容易產(chǎn)生興趣和熱情；另一方面該案例涉及的知識點(diǎn)包括燒結(jié)、顯微結(jié)構(gòu)、致密化、晶粒生長等，與本課程教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系。

(2)以問題為導(dǎo)向進(jìn)行案例分析討論

針對選取的特征案例，教師根據(jù)案例可能涉及到的某個(gè)章節(jié)的知識點(diǎn)以及教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容作為學(xué)習(xí)任務(wù)布置給學(xué)生，讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容，并通過學(xué)校圖書館查閱大量的論文、參考書等學(xué)習(xí)材料的學(xué)習(xí)，對教學(xué)大綱要求的基本知識點(diǎn)有初步的認(rèn)識。教師有針對性地設(shè)計(jì)幾個(gè)問題，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇任務(wù)并進(jìn)行分組，通過線上平臺教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)資源等學(xué)習(xí)途徑對教師提出的問題進(jìn)行分組討論、學(xué)習(xí)。課堂講授的寶貴時(shí)間主要用于聽取學(xué)生的發(fā)言，發(fā)言要求控制時(shí)間，講解要點(diǎn)，發(fā)言學(xué)生代表要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)陳述清楚本小組的觀點(diǎn)，其他組員可以進(jìn)行補(bǔ)充，每個(gè)案例的分析最好能聽取到每個(gè)小組的意見，也可以辯論的形式進(jìn)行各小組之間的討論。學(xué)生在討論中學(xué)習(xí)，對知識點(diǎn)的理解更為通透，教師需幫助學(xué)生對知識點(diǎn)信息進(jìn)行組織，正確引導(dǎo)學(xué)生分析案例，對問題集中的難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行糾正，剖析講解，構(gòu)建系統(tǒng)的知識框架概念。

(3)教師總結(jié)與點(diǎn)評

本課程的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿始終是培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)，扎實(shí)的理論學(xué)習(xí)是提升學(xué)生能力和素質(zhì)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)的、完整的理論知識的學(xué)習(xí)是不容忽視的，否則學(xué)生的能力和素質(zhì)提升只能是一句空話。因此，案例教學(xué)中小組討論發(fā)言之后，教師對學(xué)生正確的點(diǎn)評和引導(dǎo)是課堂教授的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，教師點(diǎn)評中將基礎(chǔ)知識點(diǎn)融匯于其中，并對重點(diǎn)、難點(diǎn)知識進(jìn)行剖析，結(jié)合案例分析提出正確、合理的解釋，讓學(xué)生用心體會(huì)自己觀點(diǎn)的對錯(cuò)以及局限性，學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)、在不斷的試錯(cuò)糾錯(cuò)中理解、掌握必須的理論知識，在互動(dòng)討論中加深對知識點(diǎn)的理解、認(rèn)識以及靈活運(yùn)用。需要注意的是，對學(xué)生積極參與討論的情況給予肯定是教師進(jìn)行點(diǎn)評的前提，否則會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教師點(diǎn)評的重點(diǎn)是學(xué)生解答問題的思路及論證分析，對于沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題，教師可提出供學(xué)生參考的指導(dǎo)性意見。

在此過程中，教師自身要儲(chǔ)備一定廣度和深度的理論知識，需要投入更多的時(shí)間和精力對“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行整合、對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程進(jìn)行組織和策劃，才能最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而改善本課程的教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

4.“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程混合教學(xué)模式改革中的困境與建議

(1)困境分析

①OBE與案例教學(xué)相結(jié)合教學(xué)模式具有一定的局限性。兩種教學(xué)模式相結(jié)合的切入點(diǎn)在于案例的選擇，這是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的敲門磚。能夠覆蓋足夠多的知識點(diǎn)，提供足夠的研討與思維空間，這是案例選擇的前提，另一方面還要求案例具有真實(shí)性、典型性、完整性、啟發(fā)性、實(shí)用性又不能過于復(fù)雜而大大超出學(xué)生所學(xué)的知識范圍。但是，真實(shí)案例很難都具備以上兩點(diǎn)的要求，例如：案例通常會(huì)有某些知識點(diǎn)遺漏，無法完全包涵本課程所有的知識點(diǎn)[7]。

②學(xué)生參與的積極性不高。OBE理念的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注師生怎樣協(xié)同努力使學(xué)生達(dá)到最終的預(yù)期成果，但是大部分學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)對教師的依賴程度比較大，自從上小學(xué)以來所經(jīng)歷的教育模式都是被動(dòng)學(xué)習(xí)，一旦提出要求學(xué)生發(fā)揮其主體作用，對于自主提出問題、分析問題和解決問題的學(xué)習(xí)模式難以適應(yīng)，學(xué)生參與的積極性不高[8]。另外，學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識儲(chǔ)備和認(rèn)知能力還比較弱，沒有達(dá)到一定的水平，難以入狀態(tài)進(jìn)入自由討論過程中去，整體學(xué)習(xí)效率自然不高，學(xué)習(xí)效果也沒達(dá)到預(yù)期要求。

③反饋和評價(jià)形式化。案例問題討論后的教師以及同學(xué)之間互評內(nèi)容，這種反饋評價(jià)具有巨大的誘導(dǎo)作用，對學(xué)生有直接刺激效應(yīng)，學(xué)生在進(jìn)行本課程學(xué)習(xí)后的成就感和巔峰體驗(yàn)都可以通過評價(jià)過程得以體現(xiàn)，但是具體實(shí)施過程中因?yàn)橹T多原因?qū)е略u價(jià)過程趨于形式，學(xué)生學(xué)習(xí)效果并未從評價(jià)中得以提升，還一定程度打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，即通過評價(jià)預(yù)期達(dá)成的反饋效果差。

(2)若干建議

①選擇高質(zhì)量的案例?！盁o機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程中的案例其實(shí)不少，但大多數(shù)案例都只是簡化了的實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果，僅僅是為了說明某一觀點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)條件被忽視或省略了，而且各案例之間都是孤立的，彼此之間很少存在聯(lián)系，缺乏完整性。因此，高質(zhì)量的案例選擇或設(shè)計(jì)不僅需要教師付出較多的精力和時(shí)間去搜集、篩選，并結(jié)合與本課程相關(guān)的各種資料進(jìn)行整理和完善，這也是對教師是否具備豐富的專業(yè)理論知識和教學(xué)組織能力的一種考察，教師教學(xué)工作開展具有一定的挑戰(zhàn)性[9]。另外，案例的選擇還需要充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識水平以及可接受能力，選擇案例要能夠引起學(xué)生的興趣，案例涉及的問題要與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)相一致。

②充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教學(xué)改革主要目的是把學(xué)生吸引到教學(xué)中來，這首先要求教師對學(xué)生有足夠的耐心，針對學(xué)生快慢不一的學(xué)習(xí)進(jìn)度、參差不齊的學(xué)習(xí)興趣、千奇百怪的學(xué)習(xí)錯(cuò)誤，教師都要努力做到包容。其次要多鼓勵(lì)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生敢于面對自己的錯(cuò)誤，勇于改正；鼓勵(lì)學(xué)生選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式；鼓勵(lì)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，以此來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)能力，以提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。

③加強(qiáng)反饋評價(jià)，建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系。過程評價(jià)是“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的教學(xué)改革中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，僅僅根據(jù)一次考試的成績來評定的單一評價(jià)方式必須改革，平時(shí)成績所占比重需大幅提高。因?yàn)槠綍r(shí)成績是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主學(xué)習(xí)、持續(xù)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的具體體現(xiàn)，既包括學(xué)生的階段性靜態(tài)表現(xiàn)，也包括學(xué)生自身的進(jìn)步和成長等動(dòng)態(tài)進(jìn)程。因此，必須建立OBE與案例教學(xué)模式相適應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系，通過對學(xué)生問題的反饋及評價(jià)，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力量化成具體分?jǐn)?shù)，再加上最終的課程考試分?jǐn)?shù)一同納入評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)中。

5.結(jié)論

OBE教學(xué)理念注重對預(yù)期學(xué)習(xí)效果的把握，明確了以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)，案例教學(xué)強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義并且相對真實(shí)的熱點(diǎn)問題情境中，兩種理論相結(jié)合的教學(xué)模式充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，這種“以學(xué)生為主體”轉(zhuǎn)變是提升學(xué)生多方面能力的有效手段，教學(xué)質(zhì)量整體提高；同時(shí)，教學(xué)模式的改變對一線教師的教學(xué)水平體也提出更高的要求，這也是實(shí)現(xiàn)社會(huì)對具有高度科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)人才培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。