基于obe理念的《材料现代分析方法》课程教学改革研究与实践-凯发国际一触即发

1. 引言

成果导向教育(outcomes-based education，简称obe)作为一种先进的教育理念，一直备受关注，被公认为“追求教育卓越的一个正确方向和值得借鉴的教育改革理念”-。在新工科背景下，基于obe理念 新工科教学理念，坚持以成果为导向，以学生为中心，不仅有利于培养学生理论与实践结合的能力，而且对于面向未来的、多元化的复合型工程人才的培养至关重要。

《材料现代分析方法》是重庆大学材料科学与工程专业的专业基础课程，通过本课程的学习，使学生能够广泛掌握多种材料现代分析方法和技术，全面提升学生的工程素养，培养和增强学生利用现代分析方法从事科学研究和解决工程实际问题的能力，满足科学研究和工业生产对高水平材料分析测试人才的要求。然而，在从事该课程的教学中，发现存在教学目标不完整、教育理念和教育思想固化、教学模式单一、课程考核评价不合理等诸多问题，导致以教师为中心，学生学习效果不佳的问题-。显然，对于理论和实验相结合的课程，采用传统的教学方法不利于提高教学效果。目前，基于项目驱动 微课混合式教学法，因具有学习方法非常灵活，没有学习场地和时间限制等优点，学生可以根据自身情况，自主学习和利用空闲碎片化学习，不仅可以启发学生的创新思维，提高他们的实践能力，使学生在《材料现代分析方法》课程中真正做到“学中做，做中学”。

本文通过分析《材料现代分析方法》课程存在的问题，结合对毕业要求指标点的要求，基于obe 新工科理念，对《材料现代分析方法》课程进行教学改革研究与实践，以项目式教学为导向，从课程大纲体系构架、课堂教学内容设计、成绩评价标准完善三方面，通过项目驱动 微课混合式教学法，充分调动学生的学习积极性，从学生的观点性、思想性、方法性和能力性等方面提高学习效果，提升学生解决复杂工程问题的能力，达到适应工程教育认证和新工科对高素质人才质量提升的目的。

2. 《材料现代分析方法》存在问题

教学改革前，《材料现代分析方法》课程采用的是传统的教学方法，跟工程教育认证和新工科对创新人才培养的要求还存在较大的差距，主要存在以下问题。

2.1. 教学大纲未能有效融入课程思政，与人才培养目标存在一定差距

《材料现代分析方法》教学大纲中课程目标不明确，而且未能有效融入课程思政，课程目标、毕业要求及其指标点与支撑权重与评价方式的关系模糊，课程知识点、教学要求、教学方式和学时、支撑课程目标尚不清楚，导致课程达成目标不清晰，这显然与工程教育认证和新工科对高素质人才的培养目标是不相符合的。

2.2. 教学方法形式传统，教学内容设计落后，与人才培养目标不相匹配

首先，课堂教学多采用以教师为中心的课堂讲授模式，实验环节的教学主要是对课堂演示的内容进行验证操作，学生根据教师的要求去完成相应的学习任务，被动地接受知识，课堂枯燥无味，学习气氛沉闷，缺乏引导学生主动思考和讨论的过程，制约了学生学习主动性的发挥，影响了整体教学效果。这种教学手段缺乏培养学生工程实践能力的环节，忽略对学生应用能力的培养。学生缺乏对深度专业性问题的沟通与锻炼的机会，学完课程后只是掌握了几个孤立的知识点或相关设备的基本操作，不能针对复杂工程问题与同业内同行进行高效交流，用人单位对这种模式下培养出的学生的普遍评价是动手能力差。上述问题制约着新工科背景下高等院校实验实践教学的高质量开展，导致实验实践教学质量与应用型、工程型人才培养要求还有很大的差距。

2.3. 实验课程的评价方法单一，未能体现学生的真实学习效果

实验课程的考核评价方法存在缺陷，考核方式比较单一，主要以提交实验报告的方式来评价实验课的成果。由于实验目标和内容设计的限制，提交的实验报告千篇一律，甚至抄袭，此评价方法不能真实反映课程学习效果。

3. 教学改革研究与实践

基于obe 新工科理念，以项目式教学为导向，从课程体系构架、课堂教学设计、评价机制完善三方面，构建课程的高阶性、创新性和挑战度。

3.1. 优化教学大纲，融入课程思政，加强课程体系构建

结合材料科学与工程专业教育认证和人才培养方案对《材料现代分析方法》课程要求，优化了该课程教学大纲，该课程共有48学时，其中理论学时40学时，实验学时8学时，明确了《材料现代分析方法》教学目标，将大国工匠和精益求精等课程思政融入本课程的3个教学目标：

目标1：掌握先进材料分析技术的基本原理、设备构造、主要功能和典型应用，并理解其局限性；了解不同测试技术的异同点、能够归纳总结功能相近的测试分析技术的优缺点，具备自主学习新的测试分析技术的能力。

目标2：能够基于科学原理及实验分析方法，对工程应用中的相关典型材料的相关现象、特性进行分析，培养具有大国工匠的科研精神，增强工程素养。

目标3：能够运用材料现代分析方法的相关知识对材料制备加工过程中的微观组织、相组成、化学成分分布特征等信息进行分析，具备解决材料制备加工中的复杂工程问题的基础能力，培养学生具有精益求精的精神。

此外，还确定了课程目标、毕业要求及其指标点与支撑权重与评价方式的关系，见。课程毕业要求的三个指标点主要有1-3、4-1和5-1分别由课程目标3、课程目标2和课程目标1支撑，权重分别为0.4、0.4和0.3，主要通过平时作业、实验考核和期末考核来评价。并明确了知识点、教学要求、教学方式和学时以及支撑课程目标，见。主要分为绪论、x射线物理学基础、x射线衍射的几何原理等14个知识点，结合理论和实践教学，以达成以上3个教学目标。

table 1. teaching objectives and corresponding graduation requirements index points

表1. 教学目标及对应毕业要求指标点

table 2. teaching contents, teaching methods and supporting course objectives

表2. 教学内容、教学方式与支撑课程目标

3.2. 加强课堂设计，优化教学内容，提高教学质量，激发学生学习兴趣

通过加强课堂设计，优化教学内容，采用项目驱动 微课混合式教学法，充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。

(1) 建设基于obe理念的实验教学项目资源库

根据当前专业领域对学生应具备的知识和能力要求，将实验课内容由基于学科的设计转变为基于学生就业与发展需要的设计。以obe理念为指导，在注重实验内容的时效性和前沿性原则下，建设材料分析方法课程实验教学项目资源库。在实验设计和实践中贯彻以工程实践问题和科研问题为导向，以体现教学内容的科学性、前沿性和开放性。比如综合性实验，结合工程实践常见问题，设计“盲盒”实验，给定外观相同的几类材料，让学生自主选择材料分析方法，设计实验过程，操作设备仪器，进行材料的鉴别，并完成实验报告。也可以结合科研问题，设计材料分析方案，培养学生的创新思维和自己动手解决问题的能力。

(2) 发展基于obe理念的“问题导向学习”实验教学法

在具体实验教学环节中实施pbl——“问题导向学习”(problem-based learning)教学法，探索提高实验教学的效果。pbl是以“问题为中心、学生为主体、教师为引导”的教育方式，首先在加拿大医学教育领域兴起，经过几十年的完善和发展，已经成为国际上普遍采纳的一种教学模式。在《材料现代分析方法》课程的实验教学中，引入pbl法，在实验前、实验过程中和实验后分组分别设置不同的问题，引导学生去探究完成，然后进行分组总结报告，各组之间可以互相学习和提高，通过pbl法在实验教学的应用与实践，使学生的学习兴趣和解决复杂工程问题能力大大提高。

(3) 课程资源微课化及项目驱动 微课混合式实验教学模式探索

课程资源通过收集、汇总、分析后，将拍摄的现场照片、视频和教材中的设备和工艺联系、收集的先进工艺设备资料和教材中的工艺设备进行比较等，突出和深化教学知识要点，并通过相关软件制作成微课。微课制作首先采用项目驱动，提出问题，让学生进行思考，然后引入专业知识，对问题进行分析总结，给出凯发国际一触即发的解决方案，学生在此基础上总结，思维受到启发，最终达到知识迁移、学以致用的效果。在实验教学环节中，通过实验报告、答疑和平时提问等环节，基于项目驱动和微课混合式教学法，通过学生对所学知识点的掌握情况，反馈教学效果，并逐渐优化教学案例，修改微课，完善教学体系，使学生的学习效果得到显著提升。

3.3. 改革《材料现代分析方法》考核方式，细化考核评分标准

针对考核方式不合理的情况，将考核方式环节进行了改革。课程考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容，考核方式由平时考核、实验考核和期末考核3个部分组成，平时考核占20%、实验考核占20%、期末考核占60%，平时考核主要是作业，期末考核主要采用笔试考试。此外，明确了课程目标所占成绩评定比例和考查点所支撑的目标，课程目标1、2和3平时成绩所占成绩比例分别为40%、30%和30%，实验成绩分别占25%、50%和25%，期末成绩分别占20%、40%和40%。最后，细分了考核方式评分标准，除了期末考核按照试卷的参考答案进行评分外，还明确了平时作业成绩和实验成绩的评分标准。

4. 结语

基于obe 新工科理念，对《材料现代分析方法》课程进行教学改革研究与实践，以项目式教学为导向，根据材料科学与工程专业认证的要求和规范，通过优化教学大纲、加强课堂设计，优化教学内容改革考核方式等环节，基于项目驱动和微课混合式教学法，使《材料现代分析方法》课程教学质量得到提高，学生的动手能力和解决工程复杂的能力显著提高，提高了教学质量，满足新工科背景下对于工程教育认证的要求以及新时代新工科高素质人才培养质量的提升。

基金项目

重庆科技大学本科教育教学改革研究项目(项目编号：202409)；重庆大学教学改革研究项目(项目编号：2022y26)和重庆市高等教育教学改革研究项目(项目编号：244114)。

notes

^*通讯作者。

参考文献