基于OBE理念的“金屬熱處理”課程教學(xué)改革與實踐

宋新莉 賈涓 劉靜 甘章華

摘 要 為了提升高校本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，本文基于OBE理念指導(dǎo)下，借助現(xiàn)代化的多媒體技術(shù)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核方式等方面對金屬材料工程專業(yè)本科生專業(yè)基礎(chǔ)課“金屬熱處理”進(jìn)行教學(xué)改革與實踐，把課程培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求，課程思政等融入課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，由傳統(tǒng)的“知識輸出”到“能力輸出”，改變以老師為主的教學(xué)方法，形成以學(xué)生為中心，實現(xiàn)知識的傳授，能力的提升和素質(zhì)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 成果導(dǎo)向教育 培養(yǎng)目標(biāo) 畢業(yè)要求 能力輸出

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.12.048

Abstract In order to improve the quality of undergraduate education， this paper， based on the OBE concept， with the help of modern multimedia technology， carries out the teaching reform and practice of metal heat treatment for undergraduates majoring in metal materials engineering from the aspects of teaching content， teaching methods and assessment methods， and integrates the training objectives， graduation requirements， and ideological and political education into the course teaching each link， from the traditional "knowledge output" to "ability output"， changes the teacher based teaching method， forms the student-centered， realizes the knowledge teaching， the ability enhancement and the quality cultivation.

Keywords OBE; training object; graduation requirements; ability output

為了實現(xiàn)提升高等院校本科生教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)“立德樹人”目標(biāo)，國家也加大了對教學(xué)目標(biāo)，過程與效果的評價。[1]中國工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE（Outcome Based Education）理念即成果導(dǎo)向或目標(biāo)導(dǎo)向的教育，該教育理念已經(jīng)成為高校課程教學(xué)改革的主要指導(dǎo)思想，不同高校教師也都在根據(jù)該理念進(jìn)行教學(xué)改革與實踐。例如胡秀蘭開展了基于OBE理念的“無機(jī)非金屬材料工學(xué)”線上線下混合式教學(xué)實踐，得到學(xué)生高度贊同，對實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)有重要意義。[2-5]本文擬以武漢科技大學(xué)金屬材料本科生專業(yè)基礎(chǔ)課“金屬熱處理”為例，根據(jù)OBE理念對課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，將課程培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求與課程思政等融入教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，并利用現(xiàn)代化的多媒體技術(shù)與中國好大學(xué)，慕課平臺，智慧樹等資源平臺，進(jìn)行多樣化教學(xué)改革，形成以學(xué)生為中心，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動參與性，增加掌握基礎(chǔ)理論知識的牢固性以及理論聯(lián)系實際，分析解決實際問題的能力。本文擬從以下幾方面對“金屬熱處理”課程進(jìn)行教學(xué)改革與實踐：

1 將科研成果與應(yīng)用案例引入課程教學(xué)

“金屬熱處理”是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，主要介紹金屬材料的相變原理與相關(guān)的工藝控制。例如鋼的貝氏體相變，馬氏體相變，淬火與回火熱處理等相關(guān)理論與工藝。因此，教學(xué)過程必須注重理論聯(lián)系實際，不僅介紹相變原理與組織辨析，還將工程實際應(yīng)用相關(guān)的案例與相關(guān)領(lǐng)域的研究成果融入教學(xué)的相關(guān)環(huán)節(jié)。例如給出實際鋼種，讓同學(xué)們通過理論學(xué)習(xí)，制定出合適的熱處理工藝。另外，隨著科技發(fā)展，與教材相關(guān)知識領(lǐng)域出現(xiàn)大量科研成果，但是由于教材更新不及時而沒有收錄其中，因此在教學(xué)過程中，除了介紹教材中已有理論基礎(chǔ)知識與工藝，還補(bǔ)充與課程知識點(diǎn)相關(guān)的最新研究成果，拓展教學(xué)內(nèi)容廣度與深度。

金屬材料在服役過程會出現(xiàn)斷裂失效等事故，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與安全問題，而材料的很多失效問題與金屬熱處理課程相關(guān)理論知識有關(guān)，例如熱處理工藝不當(dāng)造成的組織缺陷，進(jìn)而引起工件在服役過程中的疲勞失效或斷裂事故等，從而給國家與企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，課程教學(xué)中適當(dāng)補(bǔ)充與熱處理知識點(diǎn)相關(guān)的材料服役失效相關(guān)的案例，增加學(xué)生對金屬熱處理工藝重要性的理解和認(rèn)識，從而努力學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識，畢業(yè)以后在工作中增強(qiáng)責(zé)任感與安全意識。綜上，課程教學(xué)過程中通過補(bǔ)充與教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)的生產(chǎn)中案例、科研案例等達(dá)到對課程內(nèi)容的優(yōu)化最終達(dá)到課程培養(yǎng)目標(biāo)要求。

2 借助現(xiàn)代化多媒體工具，進(jìn)行多樣化教學(xué)改革

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化的多媒體工具的出現(xiàn)為教師進(jìn)行多樣化的教學(xué)改革提供了可能。這就要求大學(xué)教師不斷學(xué)習(xí)，對所授課程進(jìn)行合理設(shè)計，改變傳統(tǒng)主要有老師講課學(xué)生聽課為主的弊端，形成以學(xué)生為中心，提高教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，從而達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求，進(jìn)而會進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后的實踐動手能力與分析解決問題的能力差，本課程教學(xué)方法改革方式有如下幾種：

（1）線上線下混合式教學(xué)：教師提前把教學(xué)進(jìn)程表，教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)老師要求借助慕課（MOOC）或?qū)W校課程中心、智慧樹平臺對課程教學(xué)預(yù)習(xí)，并查閱資料完成相關(guān)作業(yè)，課上老師根據(jù)學(xué)生回答問題情況對章節(jié)重點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行講解，或?qū)χ匾R點(diǎn)進(jìn)行課堂測試，根據(jù)存在的問題進(jìn)行答疑評講。這種線下與線上學(xué)習(xí)方式，增加了學(xué)生自主參與到學(xué)習(xí)中的時間，同時結(jié)合教師對課程重點(diǎn)難點(diǎn)知識的講解與測試，能夠提高教學(xué)效率與學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。如果慕課平臺沒有相關(guān)課程，或者教學(xué)內(nèi)容有較大的差異，教師根據(jù)本專業(yè)每章節(jié)的重點(diǎn)與難度制作PPT并利用多媒體軟件錄制課程章節(jié)知識點(diǎn)授課小音頻或短視頻，與課程教學(xué)大綱，課程進(jìn)程一起發(fā)布到學(xué)校的課程中心或智慧樹平臺，告訴學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)并完成老師布置的相關(guān)作業(yè)問題，課堂上教師對該章節(jié)進(jìn)行總結(jié)性教學(xué)，并對學(xué)生提出的問題進(jìn)行討論與答疑。線下線上混合式教學(xué)改變了傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，有利于學(xué)生知識的掌握與能力的培養(yǎng)。

（2）研究型教學(xué)：老師根據(jù)課程知識點(diǎn)提煉出相關(guān)研究課題，教學(xué)生如何在學(xué)校圖書館相關(guān)數(shù)據(jù)庫（例如萬方數(shù)據(jù)庫，維普數(shù)據(jù)庫等）中查閱資料，根據(jù)研究課題查閱國內(nèi)外最新研究成果，制作PPT，課堂進(jìn)行教學(xué)展示。其余同學(xué)聽了以后提問并進(jìn)行討論。老師根據(jù)同學(xué)們的匯報優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評，既可以增強(qiáng)學(xué)生的自信心，又有利于增強(qiáng)學(xué)生對教材重點(diǎn)與難點(diǎn)的理解，并加強(qiáng)理論知識聯(lián)系實際應(yīng)用的能力，最終達(dá)到課程畢業(yè)要求，從而達(dá)到學(xué)生具備解決金屬材料成分與工藝設(shè)計、組織結(jié)構(gòu)控制與性能優(yōu)化等的能力。學(xué)生通過查閱資料與PPT制作，增強(qiáng)了其動手能力與語言表達(dá)能力的訓(xùn)練。同時將課程教學(xué)與學(xué)術(shù)研究相結(jié)合，理論結(jié)合實際，達(dá)到知識的傳輸與學(xué)生能力的培養(yǎng)。[6]

（3）課程教學(xué)與課程思政相融合：習(xí)近平主席在全國高校思想政治工作會議上指出要利用好課堂教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生的思想政治理論教育，[7]為落實“立德樹人”的根本任務(wù)要求，在金屬熱處理課程教學(xué)設(shè)計中進(jìn)行思政教育，實現(xiàn)知識，能力與思政教育統(tǒng)一。在緒論中介紹為什么學(xué)習(xí)該課程過程中，引入國家重點(diǎn)創(chuàng)新成果，例如蛟龍?zhí)枺珻919，復(fù)興號等，提問同學(xué)們其中使用的材料與性能，引入與本課程關(guān)系，增加同學(xué)們的民族自豪感與學(xué)習(xí)本課程的迫切感。通過介紹金相史話，引入材料的微觀結(jié)構(gòu)特征及其對力學(xué)性能影響，并指出材料領(lǐng)域相關(guān)“卡脖子”技術(shù)，讓同學(xué)們樹立好好學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識，樹立起將來突破技術(shù)壁壘的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。在講解貝氏體相變等相關(guān)知識點(diǎn)，介紹柯俊，徐祖耀等老一輩學(xué)者及其在材料科學(xué)中的奉獻(xiàn)精神，讓榜樣的力量激發(fā)學(xué)生愛好專業(yè)，學(xué)一行愛一行，將來畢業(yè)后有擔(dān)當(dāng)，服務(wù)社會，報效祖國。

3 以學(xué)習(xí)過程為參考，建立多樣化的考核方式

由于傳統(tǒng)課程考核成績中期末成績占的比例大而平時成績比例小，因此，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)自律性差，認(rèn)為上課可以曠課，課堂可以玩手機(jī)，考試前一周突擊復(fù)習(xí)，存在一定的僥幸心理去參加考試。由于有些專業(yè)課程難度較大，老師課題補(bǔ)充的案例比較多，學(xué)生由于曠課沒有掌握這些知識，因此往往導(dǎo)致不及格現(xiàn)象，這種被動學(xué)習(xí)的方式與考核方式不利于學(xué)生對課程知識點(diǎn)的掌握，因此理論知識學(xué)習(xí)不扎實，從而影響課程培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)達(dá)到的畢業(yè)要求。結(jié)果也會造成學(xué)生畢業(yè)后解決問題的能力與實際動手能力不足。根據(jù)新的教學(xué)方法，改革后的考核成績主體體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程成績，例如課前預(yù)習(xí)報告成績占10%，課堂上小測驗占10%，PPT匯報為10%，作業(yè)為20%，期末成績占50%。這種考核方法提前讓學(xué)生了解如果平時不主動學(xué)習(xí)并完成老師布置的各項學(xué)習(xí)任務(wù)，參加期末考試最高也只有50分，不能通過課程考試，因此，這種多樣化的考核方式優(yōu)點(diǎn)是促進(jìn)學(xué)生主動登錄課程平臺進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，預(yù)習(xí)課程，利用圖書館查閱資料并完成課程作業(yè)，從而可以調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，并結(jié)合與教材理論知識在實踐中應(yīng)該相關(guān)資料的查閱，讓學(xué)生了解所需專業(yè)理論在實踐中具有應(yīng)用案例，從而更好地理論聯(lián)系實際。

4 結(jié)語

綜上所述，以“立德樹人”為本，借助現(xiàn)代化的多媒體技術(shù)及MOOC等教育平臺，采用案例教學(xué)，課程思政等多角度對“金屬熱處理”進(jìn)行教學(xué)改革與實踐，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的“知識輸出”到“能力輸出”以實現(xiàn)以學(xué)生為中心，合理增加課程難度、拓展課程深度與廣度。從而實現(xiàn)金屬熱處理課程培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和適應(yīng)社會發(fā)展需求。

基金項目：武漢科技大學(xué)教學(xué)研究項目：基于OBE理念《金屬熱處理》課程教學(xué)改革與實踐（項目編號2020X027）

參考文獻(xiàn)

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