基于OBE理念+案例教學模式在“無機材料科學基礎”課程中教學改革嘗試

＊張煜 聶登攀 楊敏 周蘭

（1.貴州大學化學與化工學院 貴州 550025 2.貴州民族大學化學工程學院 貴州 550025）

1.“無機材料科學基礎”課程教學改革的必要性

作為無機材料專業的一門應用基礎課程，“無機材料科學基礎”的教學內容涵蓋了無機材料科學的各種基礎理論，既包括材料的料熱力學、動力學知識，又包括材料組成—結構—性能之間的相互關系和變化規律等知識，對先修課程的掌握程度要求比較高，理論性強，難度大。同時，隨著課程體系的改革，知識量隨著材料科學快速發展不斷增加，課程面臨教學內容不斷擴展、更新和學時數不斷縮減的矛盾，且日益加劇。

目前，“無機材料科學基礎”課程的教學主體仍然是教師，學生則是教學活動的客體，“教師課堂講授”的教學模式迫使教師主導和支配整個教學活動，學生則被動參與教學活動。主體與客體對立的教學模式存在一些問題：首先是其忽視了學生差異性，相同的教學內容和教學方式面對不同的教學對象，因此不能滿足不同學生的需求，還會導致學生的學習興趣和積極性下降。其次，被動學習，學生參與度低，同時由于學時的限制，教師主要采取灌輸教學方式，課堂上都是老師在講，這就影響知識傳授效果，限制了學生探究和創新能力的發展。最重要的是在教學過程中，往往會遇到定位不清、學習目的不明確的學生，教師一味地講解會使學生抓不到學習重點；更為嚴重的是部分同學因遇到一些晦澀難懂的新知識點而跟不上教學進度，逐漸產生了厭學的情緒，結果是簡單的內容不夯實，重難點不肯動腦筋，日積月累，不懂的就越來越多，最后放棄學習。

基于此，在“無機材料科學基礎”課程教學中引入一種新的教學模式，以學生為主體，問題為基礎，教師為導向的學習方式，優化改革課教學模式，引導學生在自主探究中學習，鍛煉學生分析問題和解決問題能力的培養，這也是提高人才培養質量的必然要求。

2.OBE與案例教學混合教學模式應用于“無機材料科學基礎”課程的必要性

成果導向教育（Outcome-Based Education，以下簡稱OBE）是以學生為中心，以學習結果為導向的一種目標和需求導向型教學模式，是最早出現于澳大利亞和美國的基礎教育改革的一種現代先進教學理念[1]。OBE教學理念要求學校和教師應該先明確學習成果，通過學習成果的反饋而改進原有的課程教學與課程設計，即教學設計和教學實施的目標是學生的學習成果，學習成果可配合多元彈性的個性化學習要求來完成，通過完成自我實現的挑戰學習過程來完成，以達到提高畢業生達成能力的教學目的[2-3]。

案例教學是一種以實踐為基礎，在教師指導下，通過引導學生獨立思考，達到教學目的的一種教學方法。教師可針對“無機材料科學基礎”課程的某一章節的教學內容，選擇具有代表性的案例并提出問題，學生根據案例類型自行進行分組組合，查閱資料并進行討論，選出代表陳述小組討論結果。教師對錯誤或不足的地方加以引導、點撥，提出自己的看法或補充意見。將抽象的理論與生動的教學案例結合，引導學生獨立思考，培養學生運用所學知識綜合分析問題的能力，同時增強學生與學生之間、教師與學生之間的交流能力，將枯燥乏味的課堂變得生動活潑[4]。

持續提升學生的學習成果是教學改革的目標，目標的達成依賴于課堂教學的設計師——教師，其教學設計的動力來源于學生和工程實踐需求。通過OBE教學理念和案例教學兩種理論的融合，既能夠為學生創造多元、包容、開放的學習環境，又能夠一定程度地激發學的生學習能動性，同時也促進教師的專業成長，提升“無機材料科學基礎”課程的教學效果。

3.OBE與案例教學混合模式教學改革的實施

(1)選取典型案例

課程教學改革的方式方法取決于課程自身的特點，采用OBE理念深化教學改革尤其如此，作為無機非金屬材料工程專業的核心課程、主干課程，“無機材料科學基礎”課程的教學效果對學生的知識結構、后續專業課的學習具有持續影響[5-6]。因此，本課程教學目的重在培養學生對基礎知識的靈活應用能力，培養學生運用基礎理論分析問題、解決問題的能力，力求學生對基礎理論和專業知識體系的掌握程度達到作為工程技術人員、作為無機材料科學研究人員的基本要求，而案例教學是達到這一基本要求的途徑之一。

選擇適當的教學案例是案例教學的關鍵，案例首先具有典型性、真實性、實用性、完整性、啟發性等特點，既能覆蓋足夠多的知識點，又不能過于復雜而超出學生所學知識范圍，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先考慮與“無機材料科學基礎”課程的相關性、適應性與正確性，在教科書以外的文獻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作為“燒結過程”的案例，一方面因為納米陶瓷作為新型陶瓷材料具有極大應用潛力，近20年來一直是陶瓷行業研究的熱點，目前依然有很多問題有待進一步解決，對于這樣的前沿課題學生很容易產生興趣和熱情；另一方面該案例涉及的知識點包括燒結、顯微結構、致密化、晶粒生長等，與本課程教學內容緊密聯系。

(2)以問題為導向進行案例分析討論

針對選取的特征案例，教師根據案例可能涉及到的某個章節的知識點以及教學的重點、難點教學內容作為學習任務布置給學生，讓學生在課前學習教材相關內容，并通過學校圖書館查閱大量的論文、參考書等學習材料的學習，對教學大綱要求的基本知識點有初步的認識。教師有針對性地設計幾個問題，學生根據自己的實際情況選擇任務并進行分組，通過線上平臺教學視頻、網絡資源等學習途徑對教師提出的問題進行分組討論、學習。課堂講授的寶貴時間主要用于聽取學生的發言，發言要求控制時間，講解要點，發言學生代表要在規定的時間內陳述清楚本小組的觀點，其他組員可以進行補充，每個案例的分析最好能聽取到每個小組的意見，也可以辯論的形式進行各小組之間的討論。學生在討論中學習，對知識點的理解更為通透，教師需幫助學生對知識點信息進行組織，正確引導學生分析案例，對問題集中的難點、重點進行糾正，剖析講解，構建系統的知識框架概念。

(3)教師總結與點評

本課程的出發點和最終歸宿始終是培養學生的能力和素質，扎實的理論學習是提升學生能力和素質的基礎，系統的、完整的理論知識的學習是不容忽視的，否則學生的能力和素質提升只能是一句空話。因此，案例教學中小組討論發言之后，教師對學生正確的點評和引導是課堂教授的一個重要環節，教師點評中將基礎知識點融匯于其中，并對重點、難點知識進行剖析，結合案例分析提出正確、合理的解釋，讓學生用心體會自己觀點的對錯以及局限性，學生在實踐中體驗、在不斷的試錯糾錯中理解、掌握必須的理論知識，在互動討論中加深對知識點的理解、認識以及靈活運用。需要注意的是，對學生積極參與討論的情況給予肯定是教師進行點評的前提，否則會打擊學生的學習熱情，教師點評的重點是學生解答問題的思路及論證分析，對于沒有標準答案的問題，教師可提出供學生參考的指導性意見。

在此過程中，教師自身要儲備一定廣度和深度的理論知識，需要投入更多的時間和精力對“無機材料科學基礎”課程的教學目標進行整合、對教學內容、教學過程進行組織和策劃，才能最大限度激發學生學習的興趣，提高學生分析問題和解決問題的能力，從而改善本課程的教學效果，提高教學質量。

4.“無機材料科學基礎”課程混合教學模式改革中的困境與建議

(1)困境分析

①OBE與案例教學相結合教學模式具有一定的局限性。兩種教學模式相結合的切入點在于案例的選擇，這是引導學生自主學習的敲門磚。能夠覆蓋足夠多的知識點，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性、典型性、完整性、啟發性、實用性又不能過于復雜而大大超出學生所學的知識范圍。但是，真實案例很難都具備以上兩點的要求，例如：案例通常會有某些知識點遺漏，無法完全包涵本課程所有的知識點[7]。

②學生參與的積極性不高。OBE理念的課堂教學設計重點關注師生怎樣協同努力使學生達到最終的預期成果，但是大部分學生學習時對教師的依賴程度比較大，自從上小學以來所經歷的教育模式都是被動學習，一旦提出要求學生發揮其主體作用，對于自主提出問題、分析問題和解決問題的學習模式難以適應，學生參與的積極性不高[8]。另外，學生的基礎理論知識儲備和認知能力還比較弱，沒有達到一定的水平，難以入狀態進入自由討論過程中去，整體學習效率自然不高，學習效果也沒達到預期要求。

③反饋和評價形式化。案例問題討論后的教師以及同學之間互評內容，這種反饋評價具有巨大的誘導作用，對學生有直接刺激效應，學生在進行本課程學習后的成就感和巔峰體驗都可以通過評價過程得以體現，但是具體實施過程中因為諸多原因導致評價過程趨于形式，學生學習效果并未從評價中得以提升，還一定程度打擊學生的學習熱情，即通過評價預期達成的反饋效果差。

(2)若干建議

①選擇高質量的案例。“無機材料科學基礎”課程中的案例其實不少，但大多數案例都只是簡化了的實驗過程或結果，僅僅是為了說明某一觀點，實驗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系，缺乏完整性。因此，高質量的案例選擇或設計不僅需要教師付出較多的精力和時間去搜集、篩選，并結合與本課程相關的各種資料進行整理和完善，這也是對教師是否具備豐富的專業理論知識和教學組織能力的一種考察，教師教學工作開展具有一定的挑戰性[9]。另外，案例的選擇還需要充分考慮學生現有的知識水平以及可接受能力，選擇案例要能夠引起學生的興趣，案例涉及的問題要與教學內容和教學目標相一致。

②充分調動學生的積極性。教學改革主要目的是把學生吸引到教學中來，這首先要求教師對學生有足夠的耐心，針對學生快慢不一的學習進度、參差不齊的學習興趣、千奇百怪的學習錯誤，教師都要努力做到包容。其次要多鼓勵學生，鼓勵學生敢于面對自己的錯誤，勇于改正；鼓勵學生選擇適合自己的學習方式；鼓勵學生去發現問題、分析問題、解決問題，以此來培養學生的學習興趣，激發學生潛在的學習能力，以提高本課程的教學質量。

③加強反饋評價，建立評價標準和體系。過程評價是“以教為中心”向“以學為中心”的教學改革中重要的一個環節，僅僅根據一次考試的成績來評定的單一評價方式必須改革，平時成績所占比重需大幅提高。因為平時成績是學生在學習過程中自主學習、持續學習和創新學習的具體體現，既包括學生的階段性靜態表現，也包括學生自身的進步和成長等動態進程。因此，必須建立OBE與案例教學模式相適應的評價標準和體系，通過對學生問題的反饋及評價，將學生學習過程中體現的學習態度、學習能力量化成具體分數，再加上最終的課程考試分數一同納入評價的標準中。

5.結論

OBE教學理念注重對預期學習效果的把握，明確了以學生學習成果為導向的教學目標，案例教學強調把學習設置到復雜的、有意義并且相對真實的熱點問題情境中，兩種理論相結合的教學模式充分體現了以學生為中心的教學理念，這種“以學生為主體”轉變是提升學生多方面能力的有效手段，教學質量整體提高；同時，教學模式的改變對一線教師的教學水平體也提出更高的要求，這也是實現社會對具有高度科學素養和人文素養人才培養的一個重要環節。