基于OBE理念與MOOC平臺的稀有金屬冶金學(xué)課程教學(xué)改革探索

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）14-0146-04

Abstract：RareMetal Metalurgyisanimportantcorecourseinmetalurgymajors.Thiscoursecoversawiderageof content，hasacomprehensiveknowledgesystem，anddistinctivefeatures.AimingattheshortcomingsoftraditionalcourseofRare Metal Metallrgy，suchasoutdatedtextbookandsingle teachingmethods，theteachingreformwasexploredbasedontheOBE conceptandMOOC platforminthispaper.A\"goldenclass\"withhighorder，innovativeandchallnges wasaimedtocreate through measuressuchasrevisingthecousesyllabus，conductingasurveyontheconstructionof goldencourses，buildingonline courseresources，designingandimplementingflippedclasroomteaching，andbringingenterpriseexpertsintotheclassroom.The practicalresultsowsthattheteachingabilityofthecourseteamhasbeenoveralimproved，thecuriculumresourceshavebee integratedandoptimized，andthestudentsleaminginterestandteachingqualityhavebenefectivelyenhancedbyusingthe educational reform measures.

KeyWords：OBEconcept；MOOCplatform；teachingreform;RareMetal Metallurgy;onlinecourseresources;GoldenCourses

稀有金屬具有重要戰(zhàn)略價值，事關(guān)國防安全，是世界各國重點爭奪的戰(zhàn)略性資源。稀有金屬冶金學(xué)課程是冶金工程專業(yè)的專業(yè)主干課程，其教學(xué)大綱由中南大學(xué)稀有金屬冶金專業(yè)在國內(nèi)首次制定，伴隨時代與科技發(fā)展，歷經(jīng)60多年沉淀打磨，影響深遠。該課程集價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體，致力于培養(yǎng)具備解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維的稀有金屬冶金專業(yè)人才。通過對鎢、鈦和稀土金屬等典型稀有金屬冶金方法的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握稀有金屬冶金過程的基本原理和常用的工藝及設(shè)備，熟悉焙燒、浸出、沉淀與結(jié)晶、熔鹽電解、金屬熱還原等常規(guī)冶金方法，以及氯化冶金、溶劑萃取、離子交換、氫還原、真空冶金和粉末冶金等特種冶金方法。由于這門課程涉及到的金屬種類繁多、工藝流程復(fù)雜、冶金方法豐富、工程性強和內(nèi)容覆蓋廣，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)均有一定的難度。為了使教學(xué)更為生動，使學(xué)生對稀有金屬冶金過程認識更全面，對工藝過程和冶金方法了解更深入，十分有必要進行稀有金屬冶金學(xué)課程的教學(xué)改革探索。

作為有色金屬冶金專業(yè)重要的骨干課程，全國有不少高校開設(shè)了稀有金屬冶金學(xué)這門課程，所采用的教材都是李洪桂主編的《稀有金屬冶金學(xué)》，各院校所面臨的問題也有相似之處。近年來，有多家院校圍繞該課程提出了教學(xué)改革思路。向小艷等2提出稀有金屬涉及元素多，覆蓋面廣，相同種類元素性質(zhì)相似程度高，不同種類元素冶金工藝流程差異大，為提高教學(xué)效果，引入了對比教學(xué)法，并從課堂組織角度介紹了保證教學(xué)效果的方案。孫志敏認為教師應(yīng)結(jié)合課程性質(zhì)及特點，及時更新、精簡教學(xué)內(nèi)容，可采用案例教學(xué)、綜合設(shè)計性實驗教學(xué)、實踐項目與課堂教學(xué)相融合等教學(xué)模式來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。王明玉等通過選擇合理的教學(xué)內(nèi)容使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的前提下了解科技的發(fā)展前沿，以多媒體教學(xué)為手段，采用對比教學(xué)的方法，通過課堂教學(xué)與實驗室相結(jié)合的方式，最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自學(xué)能力，考慮到稀有金屬冶金學(xué)工程性強，還探討了案例教學(xué)法在該課程中應(yīng)用的可行性，指出了案例選擇的原則。這些措施具有很好的借鑒意義。

本文對稀有金屬冶金學(xué)課程的特點和現(xiàn)存不足進行了分析，提出了基于OBE理念和MOOC平臺進行教學(xué)改革的思路。OBE（Outcomes-based Education）教育模式最早是在美國和澳大利亞的教育改革中出現(xiàn)的，現(xiàn)已被世界各國不同層次的教育系統(tǒng)廣泛采用，是工程教育專業(yè)認證的核心理念。它以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，明確教學(xué)目標，再圍繞目標完善教學(xué)環(huán)節(jié)，關(guān)注學(xué)習(xí)過程，最終使學(xué)生達到預(yù)期的教學(xué)效果[6-7]。慕課（Massive Open Online Course，MOOC）是指大規(guī)模在線開放課程[8-9]。它可為教學(xué)提供更為豐富的教學(xué)資源，其優(yōu)勢在于學(xué)習(xí)者不受人數(shù)、時間、空間的限制；不足是存在學(xué)習(xí)效率低、面對面交流少等問題。借助線上資源，采用翻轉(zhuǎn)式課堂或線上線下混合式教學(xué)模式可以使二者優(yōu)點得到有效結(jié)合。

本文基于OBE理念，以學(xué)生為中心，基于“智慧啟迪、價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授\"四位一體的課程目標，和MOOC平臺智慧樹合作，結(jié)合課程特色，通過間卷調(diào)查、線上資源建設(shè)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實施，企業(yè)家進課堂等措施，進一步提高課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，完善課程資源，打磨教學(xué)團隊，以獲得更好的教學(xué)效果。這對提高我國稀有金屬冶金專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量而言有重要意義。

一 稀有金屬冶金學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀與課程特色

（1） 教學(xué)現(xiàn)狀

稀有金屬冶金學(xué)是冶金工程專業(yè)本科生的專業(yè)主干課程，春季為稀有金屬冶金學(xué)A，48學(xué)時，授課內(nèi)容為鎢、鈦和稀土冶金，授課對象為大三學(xué)生；秋季為稀有金屬冶金學(xué)B，32學(xué)時，授課內(nèi)容為鎢冶金和鈦冶金，教授對象為大四學(xué)生?？己藰藴蕿槠綍r成績（ 40%）+ 期末考試成績1 60% ），其中平時成績由課堂參與度、課堂小測、作業(yè)完成度等構(gòu)成，期末考試為閉卷考試，采用統(tǒng)一命題，流水改卷，保證考核過程公正與公平。教學(xué)團隊現(xiàn)有教師6人，可分為2～3個平行班授課。

（二） 課程特色

該課程內(nèi)容覆蓋面廣，考核方式合理，特色鮮明，1課程內(nèi)容緊扣學(xué)科發(fā)展前沿和人才培養(yǎng)需要稀有金屬的提取應(yīng)用和高新科技發(fā)展、國家國防安全密切相關(guān)。本課程內(nèi)容圍繞鎢、鈦和稀土金屬等典型稀有金屬的冶金方法、原理和工藝展開，在全球范圍內(nèi)跟蹤稀有金屬冶金前沿技術(shù)的最新進展，并及時將其反映在教學(xué)中。冶金工程是中南大學(xué)的強勢學(xué)科，中國的鎢、稀土等多種稀有金屬儲量居世界首位。該課程內(nèi)容對中國的稀有金屬資源利用和國防科技發(fā)展至關(guān)重要。

2課程講授注重知識系統(tǒng)性和能力素質(zhì)的有機融合

稀有金屬元素有59種，具有豐度小、賦存狀態(tài)分散、伴生元素多、應(yīng)用上以小博大等特點。由于稀有金屬種類繁多，相互伴生，課程涉及的冶金方法和理論，工藝流程和實踐的知識點多，技術(shù)發(fā)展革新速度快，在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中，需要高度整合不同金屬元素之間的共性與個性差異、理解規(guī)律并及時吸納前沿技術(shù)和最新信息，具有一定難度。因此，本課程要求教師用心備課、學(xué)生用心學(xué)習(xí)，以保證完成高標準的人才培養(yǎng)目標。

3課程建設(shè)圍繞立德樹人、以生為本、理論結(jié)合實踐等展開

本課程根據(jù)稀有金屬的特點巧妙設(shè)計課程思政，激發(fā)學(xué)生民族自信心、榮譽感和責(zé)任感，達到立德樹人的目標。授課教師均為教學(xué)經(jīng)驗豐富的稀有金屬冶金一線科研工作者，不僅對稀有金屬冶金過程原理十分熟悉，且有豐富的科研和生產(chǎn)調(diào)試經(jīng)驗，十分了解教學(xué)內(nèi)容相關(guān)科技的最新進展，從而進行準確生動的授課。教學(xué)團隊注重對教學(xué)方法和手段的改革，重視師生互動，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。課程內(nèi)容結(jié)合科技發(fā)展最新動態(tài)，理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

二 稀有金屬冶金學(xué)教學(xué)現(xiàn)存問題

中南大學(xué)的稀有金屬冶金學(xué)課程歷史悠久，積淀深厚，但還存在一些不足，有必要進一步優(yōu)化和完善。

（1） 教材陳舊，教學(xué)內(nèi)容需優(yōu)化更新

該課程目前使用的教材為李洪桂主編的《稀有金屬冶金學(xué)》，該書在1990年5月第1版，書中全面介紹了稀有金屬冶金過程的原理及工藝，以鎢、鉬、鈦、鋯、鉿、、鋸和稀土金屬為代表進行闡述；實際教學(xué)過程受課時所限，又從中選擇了鎢、鈦和稀土金屬為代表進行授課。這本教材自出版至今已有30余年，是十分經(jīng)典的冶金學(xué)教材。其中闡述的稀有金屬冶金學(xué)原理，傳達的冶金過程強化、冶金資源綜合利用、無污染冶金和材料冶金等冶金學(xué)理念，至今仍然指導(dǎo)著稀冶技術(shù)的發(fā)展，閃耀著現(xiàn)代提取冶金的光芒。但是，稀有金屬冶金是不斷發(fā)展的冶金領(lǐng)域，30多年來，很多技術(shù)發(fā)生了變化，甚至是重大的變化。因此，授課內(nèi)容不能局限于教材，需增加一些新的理論和技術(shù)進展，甚至需結(jié)合授課教師自己的一些科研和工程實踐體驗，使學(xué)生在課程中了解到科技發(fā)展的前沿動態(tài)。

（二） 教學(xué)手段單一，教學(xué)模式和方法需創(chuàng)新

該課程授課對象為大三、大四的學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)過冶金工程概論、傳遞過程原理等專業(yè)課，具備了一定的專業(yè)知識儲備，也具有基本的自學(xué)能力，對反應(yīng)原理和工藝過程是容易理解的。但是，這些學(xué)生還沒有稀冶企業(yè)實習(xí)經(jīng)驗，對工藝過程與設(shè)備結(jié)合的情形很難有直觀的認識和形象的了解。教師需要在傳統(tǒng)授課基礎(chǔ)上，對課程資源、教學(xué)模式和方法進行創(chuàng)新。如通過圖片、動畫和視頻等多媒體素材的應(yīng)用，將抽象的概念和理論直觀化展示，從而使學(xué)生對所涉及的設(shè)備、工藝流程、參數(shù)控制和車間實況有更為深刻的理解。

三稀有金屬冶金學(xué)教學(xué)改革措施

（1） 課程教學(xué)大綱修訂

本次教學(xué)改革研究中，教學(xué)團隊緊扣學(xué)科發(fā)展前沿和人才培養(yǎng)需要，參照工程教育認證畢業(yè)要求指標點進一步明確教學(xué)目標，對稀有金屬冶金學(xué)A和稀有金屬冶金學(xué)B的教學(xué)大綱均進行了修訂，形成了《2023版稀有金屬冶金學(xué)A教學(xué)大綱》和《2023版稀有金屬冶金學(xué)B教學(xué)大綱》。新版教學(xué)大綱增加了課程目標和工程教育認證畢業(yè)要求指標點的對應(yīng)關(guān)系及課程思政內(nèi)容，依然選擇鎢、鈦和稀土作為典型稀有金屬進行授課：稀冶A講授鎢、鈦和稀土冶金，稀冶B講授鎢和鈦冶金。這樣的教學(xué)內(nèi)容安排除了考慮學(xué)時限制，還考慮到稀有金屬冶金過程的原理及工藝具有共同點，所采用的單元過程很多是類似的，而鎢、鈦和稀土冶金過程基本囊括了稀有金屬冶金的典型單元過程，對其他金屬可以舉一反三；此外，鎢、鈦和稀王均是我國的豐產(chǎn)元素，產(chǎn)量大，用途廣，其中我國鎢和稀土的冶金技術(shù)在世界上都處于領(lǐng)先地位，掌握鎢、鈦和稀土的冶金過程是十分必要且重要的。

（二）“金課\"建設(shè)問卷調(diào)查

稀有金屬冶金學(xué)課程獲得了中南大學(xué)2021年線上“金課\"建設(shè)立項，可利用建設(shè)的線上資源輔助教學(xué)。為了更好地建設(shè)好線上資源，教學(xué)團隊設(shè)計了調(diào)查問卷，并以本校大四學(xué)生為對象，進行了問卷調(diào)查，共回收有效問卷53份。問卷調(diào)查結(jié)果顯示：線上線下兩種教學(xué)模式相比較，25名學(xué)生傾向于線上教學(xué)，理由是可以反復(fù)觀看、自由調(diào)整安排時間、回顧知識便利、線上資源更豐富，學(xué)習(xí)選擇性更強、不懂的地方可以反復(fù)聽；28名學(xué)生傾向于線下教學(xué)，理由是可以同老師直接討論、學(xué)習(xí)老師的經(jīng)驗、更容易理解課本知識、線下專注度更高、互動性強、學(xué)習(xí)氛圍好、更有學(xué)習(xí)體驗感?？梢?，采用翻轉(zhuǎn)式課堂或線上線下混合式授課，是可以結(jié)合線上線下兩種方式的優(yōu)勢選擇。同學(xué)們還在調(diào)查問卷中對線上資源建設(shè)給出了有用的建議，認為線上學(xué)習(xí)有利于復(fù)習(xí)和鞏固知識點，需要注重趣味性、互動性和知識深度性等方面。

（三）線上資源建設(shè)及翻轉(zhuǎn)課堂實施探索

在學(xué)校和學(xué)院的支持下，教學(xué)團隊和智慧樹平臺建立了良好的合作關(guān)系。雙方對稀有金屬冶金學(xué)線上課程的錄制方式和內(nèi)容進行了充分討論。選擇了“摳像背景模式\"進行拍攝，采用灰色幕布背景，教師在幕布前進行講解，以中、近景鏡頭為主，營造一對一的授課環(huán)境。每學(xué)時按知識點的特點分為2＼～4個視頻，視頻數(shù)的設(shè)置將保證知識點教學(xué)的完整性、獨立性，同時兼顧視頻的時長，每個視頻時長在 5～10min ，每學(xué)時視頻總時長為 20min 左右。線上資源預(yù)計建設(shè)48學(xué)時，其中鎢冶金16學(xué)時（包括緒論）鈦冶金12學(xué)時和稀土冶金20學(xué)時，學(xué)時安排和線下課程教學(xué)大綱內(nèi)容一致。教學(xué)團隊將課程錄制任務(wù)按學(xué)時和內(nèi)容分配給指定的教師，在課程錄制過程中，一并完成了課件、教案的優(yōu)化工作。后期視頻處理中，視各知識點的特點，加入PPT、字幕、板書、動畫或短視頻等素材，保證整個授課視頻流暢、生動、形象，富有趣味性和互動性，能吸引學(xué)生注意力。

教學(xué)團隊于2023—2024年第1學(xué)期選擇了稀有金屬冶金學(xué)B課程中的1個班為實驗班，導(dǎo)入學(xué)生數(shù)48人，另1個班為對照組（29人），以智慧樹平臺為依托，進行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實施探索。選擇鎢冶金篇中的鎢礦物原料分解和純鎢化合物制備、鈦冶金篇中的四氯化鈦生產(chǎn)和金屬鈦的生產(chǎn)作為線上課程資源，共上傳視頻資源19個，時長約 170min 。教師提前將教學(xué)視頻資料上傳至智慧樹平臺，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。此次實施過程并未將視頻觀看列入考核范圍，不要求強制學(xué)習(xí)，但每位同學(xué)都觀看了全部或部分視頻，并有多名學(xué)生和授課教師進行了積極的交流。課堂氛圍活躍，學(xué)生主動性加強，教學(xué)質(zhì)量和效果得到了很好的提升。

（四） 企業(yè)專家進課堂

稀有金屬冶金學(xué)是一門工程性很強的學(xué)科，授課對象主要為大三、大四的學(xué)生，教師的課堂講授使學(xué)生對反應(yīng)原理、工業(yè)過程與實踐有了一定的理解。

2023—2024年第1學(xué)期，在講授完鎢冶金篇的主要知識點后，教學(xué)團隊進行了“企業(yè)專家進課堂\"教學(xué)活動，邀請到廣東翔鷺鎢業(yè)股份有限公司的專家倪明和陳芝寶進入課堂，從鎢冶煉企業(yè)專家的角度給教學(xué)班016016的50名同學(xué)講解了鎢行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀與特點，碳化鎢粉生產(chǎn)工藝流程、紫鎢燒結(jié)爐、自動鉬絲碳化爐、全自動十五管還原爐等設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用等知識點。課堂氣氛活躍，互動頻繁。值得提醒的是：由于課堂時間有限，1節(jié)課只有 45min ，開展這類活動，應(yīng)提前與企業(yè)專家溝通好教學(xué)內(nèi)容，嚴格控制講授時間。根據(jù)同學(xué)們對本次活動的反饋，企業(yè)家的講解更注重工程實踐，和教師上課內(nèi)容互為補充，從而使學(xué)生對鎢冶金的這部分知識有了更為具象化的了解，對行業(yè)產(chǎn)生了更濃厚的興趣，達到了預(yù)期的效果。

四教學(xué)改革實踐成果

（一） 教學(xué)團隊能力提升

為了更好地推進教學(xué)改革工作，教學(xué)團隊成員多次組織會議討論項目的進展安排、課程的教學(xué)優(yōu)化方案；多次參加學(xué)校、學(xué)院和系所組織的各類教師能力培訓(xùn)和拓展活動；積極參與各類教學(xué)比賽活動。這種深入的溝通交流使教學(xué)團隊理念更為統(tǒng)一，整體教學(xué)能力和綜合素質(zhì)得到了有效提升。

（二） 課程資源得到優(yōu)化

課程目標的實現(xiàn)范圍和水平很大程度上受課程資源的豐富性和適應(yīng)性影響，目標的實現(xiàn)離不開資源的支持。在本次教學(xué)改革實施過程中，教學(xué)團隊對課程大綱、教材、教案和課件等課程資源進行了梳理、規(guī)整和完善，對知識點進行了梳理和分級，并建設(shè)了線上課程資源。為翻轉(zhuǎn)課堂、后續(xù)線上線下混合式金課建設(shè)或線上金課建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

（三）學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)效果提高

通過問卷調(diào)查了解了學(xué)生的思想和關(guān)注點，線上資源建設(shè)、翻轉(zhuǎn)式課堂設(shè)計使知識的學(xué)習(xí)時間、地點更為靈活；企業(yè)專家進課堂使知識點更為具象化。這些措施使學(xué)生對稀有金屬冶金學(xué)的原理、方法、工藝和設(shè)備有了更為生動的了解，既結(jié)合了科技發(fā)展的最新動態(tài)，又拓寬了學(xué)生視野，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

五結(jié)束語

基于多年積淀和教學(xué)實踐，對稀有金屬冶金學(xué)的課程特色、教學(xué)現(xiàn)狀和現(xiàn)存問題進行深度剖析，充分發(fā)揮特色教學(xué)優(yōu)勢，展開了基于OBE理念和MOOC平臺的稀有金屬冶金學(xué)教學(xué)改革研究與實施探索。通過課程教學(xué)大綱修訂、金課建設(shè)問卷調(diào)查、線上課程資源建設(shè)、翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)模式設(shè)計與實施、企業(yè)專家進課堂等措施，使課程團隊教學(xué)能力得到整體提升、課程資源得到整合和優(yōu)化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)改革取得了階段性的成果，但還存在一些問題。如目前采用的教材較為陳舊，雖然在課堂授課時，對課件和授課內(nèi)容進行了更新和優(yōu)化，保持了課程內(nèi)容的高階性和創(chuàng)新性，但教材內(nèi)容仍有必要更新。線上金課建設(shè)暫時還缺乏充分的運行數(shù)據(jù)和反饋，需要進一步完善和優(yōu)化。如何在教學(xué)設(shè)計中有效融入思政元素也值得探討。完成這些工作需要教師花費大量的時間和精力，但對于提升教學(xué)質(zhì)量而言十分重要?？傊?，稀有金屬冶金學(xué)的教學(xué)團隊將在培養(yǎng)我國稀有金屬冶金專業(yè)人才方面始終保持活力、不忘使命，毫不松懈。

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