基于OBE理念的薄膜材料与技术课程教学改革探索

刘 娟，吕耀辉，夏爱林，晋传贵

(安徽工业大学 材料科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

2013年，我国加入《华盛顿协议》成为预备成员，并于2016年年初接受了转正考察，成为正式成员，这标志着我国工程教育水平与国际接轨。安徽工业大学材料科学与工程专业于2018年顺利通过教育部工程教育专业认证。工程教育认证遵循三个理念：成果导向、以学生为中心以及持续改进，其核心是成果导向教育(Outcome-based Education, OBE)，也称目标导向教育或需求导向教育。OBE理念的核心是以学生预期获得的能力为导向进行反向设计，将学生学习成果作为教学重点，为培养创新型应用人才提供思路。本文以薄膜材料与技术课程为例，在OBE理念指导下，设计课程目标，并根据学生预期达到的成果反向设计教学内容、教学模式及考核方式，以满足工程教育专业认证持续改进的基本要求。

一、课程目标设计

OBE理念认为，课程目标的设计应以学生学习课程后的成果为导向，即要详细说明学生在完成专业学习后具有的、并能够展示的知识、能力、素质等。因此，课程目标的设计不应局限于学生对课程内容的掌握，还应该有更高层次的追求。薄膜材料与技术课程教学目标设计应从专业知识及能力素养两个方面来考虑。

专业知识层次：提高学生对薄膜材料的制备技术、薄膜的生长方式及薄膜的性质等基本专业基础知识的理解，使他们能了解真空，薄膜制备、生长以及薄膜材料应用的知识，了解薄膜材料与技术目前的研究现状、应用前景以及未来的发展趋势。

能力素养层次：拓展学生的专业视野，旨在培养学生从事薄膜及其相关行业的能力；培养学生调研与分析能力、问题发现与解决能力、书面表达与口头表达能力、个人分工和团队合作能力。提高学生的科研素养，为其未来从事薄膜方面的工作打下基础。

为了实现上述课程目标，以OBE理念为指导，对课程的教学内容、教学模式及其考核方式等进行改革就显得尤为重要。

二、基于OBE理念的教学改革

(一)教学内容设计

为了实现上述两个层次的课程目标，薄膜材料与技术课程教学内容的设置可以分为两个部分：基础知识与专业技能教学、能力与素质提升教学。通过对两个部分的教学内容进行设计，培养学生的专业能力与科学素养。具体教学内容设计见表1。

1.基础知识与专业技能。本部分以课程的基础知识与专业技能的教学为主，主要介绍相关的基本概念、方法和规律，激发学生对现代科学知识的兴趣；同时，通过进一步学习了解相关机理及其存在的问题，培养学生的专业素质和科学精神。以“薄膜制备”一章为例，首先介绍薄膜的各种制备方法，让学生对薄膜制备有基本的了解，随后重点探讨薄膜制备过程的相关原理，探究其存在的问题，并引导学生提出解决方案。本模块通过课堂教学，让学生掌握专业基础知识并提高学生的专业技能。

表1 薄膜材料与技术课程教学内容设计

2.能力与素质提升。本部分的课程目标是培养学生现状调研与发现问题、分析能力与解决问题的能力，书面表达与口头表达能力，个人分工和团队合作能力，提高学生的科研素养，为未来从事薄膜方面的工作打下基础。根据课程目标，在此模块可以适当探讨一些科学问题，提高学生对科研的兴趣，培养学生的科研能力，为将来进入社会从事相关专业的工作奠定基础。在授课过程中，引导学生以一种薄膜材料为研究对象，通过检索文献，撰写调研报告，分析薄膜材料的发展历程、存在的问题及今后的研究方向。以学生团队为基础，组织学生进行专题讨论，培养学生的书面表达与口头表达能力、个人分工和团队合作能力。

(二)基于OBE理念的教学模式改革

“教学”二字关键点在于两个方面，一是教师“教什么”“怎么教”，一是学生“学什么”“怎么学”。传统的教学模式以教师为主体，教学内容以书本和课堂为主。因此，教学内容与教学方式较单一，学生往往被动接受，学习效果一般。基于OBE理念的教学侧重点应该放在学生上，以学生“学什么”“怎么学”为重点，教师只做课堂教学环节的设计者，而非主宰者。

1.转变教与学的相对关系，以学生为主体进行教学过程设计。由于大多数学生从未接触过薄膜材料制备的相关设备，因此，传统的课堂讲述就会显得枯燥乏味，学生学习的兴趣大打折扣。同时，教材内容往往与实际生产脱节，学生难以获得前沿的知识。为此，以OBE理念为指导，针对课程教学目标进行教学过程设计就显得尤为重要。如《薄膜材料与技术》第一章的教学目标是让学生了解薄膜制备的技术及目前的发展现状。教师根据教学目标，以学生为主体进行教学过程设计。首先，针对薄膜材料制备的关键技术，提出问题，引导学生自学。学生通过查阅大量文献或者互联网资料，综述薄膜材料制备的研究进展，探索目前薄膜制备存在的问题，并提出切实可行的解决方案。随后，采用互动式的教学，让学生自主分组，进行小组专题讨论，以小组为单位，学生自主查阅文献或互联网资料，总结目前薄膜制备技术的发展趋势及其前沿技术，在课堂上进行讲述，并组织学生进行讨论。在此过程中，教师始终作为引导者，而学生才是课堂的主体。通过以学生为主体的教学过程的设计，化枯燥的被动接受为主动的自我探索，激发了学生主动学习的积极性，提高了教学质量。

2.灵活多变的教学手段。薄膜材料与技术课程教学不应局限于课堂，还需要适当增加实践教育，培养学生的专业能力与素养。 “薄膜材料的应用”一章教学中，以往的传统课堂单纯的理论知识讲解让学生印象不深，听课效果一般。为了进一步增强学生的工程实践能力，需要不断改进教学手段。首先，可充分利用互联网的优势，在教学过程中加入多媒体技术，如视频、动画等。例如，在讲述薄膜材料的应用时，可以播放一些薄膜应用相关的视频，以加深学生的印象。同时，鼓励学生上网查阅薄膜应用的最新进展，并在课堂上进行展示与讨论。通过自主学习，激发学生对薄膜材料研究的兴趣。此外，在条件允许的情况下，可适当增加实验教学环节。通过不断改进教学手段，提高学生的学习效果。

3.课内外相结合。传统方式的教学主要以课堂为主，教师按照教学日历，在固定的时间和地点进行教学活动。OBE理念下的教学需要突破课堂的限制，实现课内和课外的结合。除传统的面授式课堂教学外，还可以鼓励学生利用图书馆和实验室资源进行主动学习。此外，还可以结合线上的教学手段，远程指导学生，与学生进行讨论。如今，各种新媒体技术的应用为线上教学提供了便利。因此，教学过程中合理利用教学新模式，可以突破传统课堂时间与地点的限制，为学生创造更加自由的学习环境。课程教学还采用“学习通”、QQ群聊等多种线上形式，通过上传一些课程相关的学习资料，与学生实时互动，实现课内与课外的结合。

(三)基于OBE理念的考核方式优化

课程考核是教学过程中比较重要的环节，OBE理念要求制定多元、开放以及包容的评价方式，而不应以单一的方式评价所有学生，在考察学生的专业知识掌握情况的同时，还应该综合考量学生的应用能力。学生不仅要“学会”，还要“会学”。薄膜材料与技术课程以往的评价方式是期末成绩占80%，平时成绩占20%，而平时成绩主要以学生的考勤为主。这导致学生平时不重视课程的学习，往往在考试前一周开始突击复习，有些内容只能在短期内记忆，无法真正理解，学习效果不佳。基于OBE理念的课程考核，以课程目标为导向，建立完善的过程性考核评价体制。本课程采用形成性评价考核方式，注重过程评价，加强平时过程的管理，提高平时成绩所占比例。其中，注重过程的形成性考核评价体系将平时成绩所占比例调整至50%，期末成绩占50%。平时成绩的评定内容主要包括：平时作业、阶段测试、专题讨论、调研报告，其比例为1∶1∶2∶1。各部分的执行细则如下：

1.平时作业。平时作业是传统考核方式中平时成绩最重要的组成部分。以往的平时作业主要是教师在课堂结束布置作业，学生在下一节课上交，这往往存在学生之间相互抄袭现象。本课程以随堂作业为主，课上布置一些小的思考题并当堂上交，既可以实时掌握学生的学习情况，又可以增加课堂的活跃度。

2.阶段测试。不同于以往课程结束考试，该课程在每一章课程结束后，针对相应章节安排一次阶段测试。阶段测试可以及时发现教学过程中的问题，并为后续教学的持续改进提供帮助。

3.专题讨论。组织学生分组讨论，学生自行分组后，每组选择一个感兴趣的专题，以组为单位查阅文献，总结并制作PPT，上台进行讲述。最后，组织学生进行讨论，根据小组的表现进行评价。

4.调研报告。每位学生自主选择一个与课程相关的专题，查阅文献资料，撰写调研报告(或文献综述)。在文献调研过程中，学生对薄膜材料的了解更加深入，对该领域的发展前沿也更加清楚。

期末考试也是非常重要的考核环节。本课程大纲设置的考核方式是开卷考试，因此，最终考核应设置灵活多变的考试题目，适当增加一些开放性的题目，鼓励学生通过发散思维去思考、去创新，而不是简单的知识记忆。例如，可以增加“薄膜材料未来的发展趋势”等相关的主观题目，让学生自由发挥。

三、结语

“薄膜材料与技术”课程已连续两年采取了注重过程的形成性评价的考核机制。通过采用OBE理念的教学模式，在尽量不增加学生课业负担的同时，增加了互动和趣味性教学，引导学生主动学习。通过增加随堂测验、专题讨论和文献调研等环节将学生的课程学习精力平均分配到课堂和期末，激发了学生日常学习的主观能动性，让学生对课程知识由原先的被动接受过程转变为主动发掘、理解、掌握的过程，取得了较好的教学效果。