關(guān)春龍，盧新坡，任 瑛，徐三魁，魏鳳春，王 順，左宏森，趙志偉

(河南工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，河南鄭州 450007)

1 課程改革意義

從1992年，我國(guó)開(kāi)始在土木類和建筑類專業(yè)實(shí)施工程認(rèn)證工作。2006年起，開(kāi)始全面構(gòu)建具有國(guó)際實(shí)質(zhì)等效的工程教育認(rèn)證體系，并于2013年，首次發(fā)布工程認(rèn)證質(zhì)量報(bào)告［1－2］。從規(guī)模上講，我國(guó)工程教育居世界第一，已經(jīng)成為名副其實(shí)地成為世界工程教育大國(guó)。同時(shí)，我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到我國(guó)還遠(yuǎn)不是工程教育強(qiáng)國(guó)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)工程教育整體質(zhì)量明顯落后。

近年來(lái)，國(guó)際工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心(Studentscentered)，以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心(Outcome－based Education縮寫為OBE)和能力培養(yǎng)作為課程設(shè)置和資源配置的導(dǎo)向［3－5］。在這樣一種情況下，專業(yè)如何定位?課程體系如何安排?等等問(wèn)題對(duì)于教育工作者來(lái)說(shuō)必將面臨著嶄新的課題。對(duì)于一門具體課程來(lái)說(shuō)，也必將要重新思考如何設(shè)計(jì)安排?如何講授?如何能夠真正以學(xué)生為核心?如何能夠?qū)崿F(xiàn)OBE?如果每一門課程都能夠最終達(dá)到工程認(rèn)證的要求，那我想整個(gè)專業(yè)，乃至整個(gè)學(xué)科也就不難達(dá)到工程認(rèn)證的最終要求了。所以，現(xiàn)以工程認(rèn)證為背景，先擬從點(diǎn)做起，即做好具體的課程改革(這里以《材料工程基礎(chǔ)課程》為試點(diǎn))，進(jìn)而逐步展開(kāi)到專業(yè)改革。我國(guó)工程專業(yè)認(rèn)證《工程教育認(rèn)證工作指南2014版》對(duì)材料類課程體系中明確規(guī)定學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程中必須包含《材料工程基礎(chǔ)》課程，同時(shí)工程認(rèn)證《通用標(biāo)準(zhǔn)》在學(xué)生畢業(yè)要求中，要求學(xué)生能夠運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題，能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)工藝流程或部件，并能考慮到社會(huì)、環(huán)境、安全及文化等因素［6］。《材料工程基礎(chǔ)》課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門必修課，主要介紹晶體結(jié)構(gòu)、材料固化、相圖、金屬熱處理，以及金屬材料的力學(xué)性能等內(nèi)容。旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握晶體結(jié)構(gòu)基本理論，在熟練掌握相圖與熱處理原理的前提下，理解和掌握各種熱處理工藝，最后利用力學(xué)性能對(duì)工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)?，F(xiàn)任課教師積累了一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)可度也較高。在對(duì)畢業(yè)生的第三方評(píng)價(jià)反饋結(jié)果來(lái)看，該課程一致被認(rèn)為是工作中最有幫助的課程之一，這讓我們講授該課程的老師倍感欣慰，同時(shí)也在反思如何能把這門課程進(jìn)一步講好。目前，最主要的問(wèn)題是在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)老師作為主體貫穿整個(gè)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生只是被動(dòng)接受。如何將學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換為主體，是最終能否實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為核心教育(OBE)的關(guān)鍵，也是此次課程改革的重點(diǎn)。

再有，目前該課程的教學(xué)大綱側(cè)重知識(shí)能力的培養(yǎng)，卻往往忽略了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性、自覺(jué)學(xué)習(xí)能力以及社會(huì)價(jià)值等方面的培養(yǎng)，很難使學(xué)生的個(gè)性和社會(huì)適應(yīng)能力的到充分發(fā)展;更為重要的是，目前現(xiàn)有的課程教學(xué)手段陳舊，仍是老師作為教學(xué)主體，學(xué)生只是被動(dòng)接受學(xué)習(xí)，這樣從根本上難以培養(yǎng)出現(xiàn)代工程中急需的具有合作精神、交流表達(dá)能力以及創(chuàng)造能力的復(fù)合型人才。因此，在工程認(rèn)證背景下以學(xué)生為核心的《材料工程基礎(chǔ)》課程改革勢(shì)在必行。

2 課程改革內(nèi)容

2．1 轉(zhuǎn)變理念，采用以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心(OBE)的教育模式

提出“知識(shí)－素質(zhì)－能力”架構(gòu)的思路，并在教學(xué)內(nèi)容與方法、過(guò)程監(jiān)控和考核標(biāo)準(zhǔn)等方面全方位、多層次進(jìn)行的改革。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)教學(xué)理念與方法，改善我們傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中以老師講授為主的方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性與培養(yǎng)學(xué)生全方位能力(包括學(xué)習(xí)、職業(yè)技能、人際技能等)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心(OBE)的教育模式。對(duì)教學(xué)大綱和課程設(shè)置進(jìn)行改革，大綱中明確能力培養(yǎng)(見(jiàn)表1)，并且能力要求由抽象形式轉(zhuǎn)化為細(xì)化、可測(cè)評(píng)的預(yù)期學(xué)習(xí)成果。課程設(shè)置增加學(xué)生自學(xué)內(nèi)容;對(duì)教學(xué)方法和手段進(jìn)行改革，通過(guò)“授課+研討+團(tuán)隊(duì)合作的新模式”引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自我獲取科學(xué)知識(shí)的手段，培養(yǎng)學(xué)生的新型學(xué)習(xí)模式和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力;對(duì)考核方法進(jìn)行改革，增加團(tuán)隊(duì)合作成績(jī)比例，增加過(guò)程監(jiān)控(具體參見(jiàn)實(shí)施方法);組建一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的教師梯隊(duì)。

2．2 搭建“知識(shí)－素質(zhì)－能力”的材料工程基礎(chǔ)課程的架構(gòu)

對(duì)于材料工程學(xué)科來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代工程的社會(huì)性、創(chuàng)新性、復(fù)雜性突顯。現(xiàn)代材料工程是由“設(shè)計(jì)(Design)－制造(Fabrication)－運(yùn)行(Operate)，縮寫為(DFO)”等環(huán)節(jié)構(gòu)成鏈條。其中每個(gè)環(huán)節(jié)肯定存在著大量的與本專業(yè)有關(guān)的復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。該工程鏈的前兩個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)含量比重大，后各環(huán)節(jié)社會(huì)經(jīng)濟(jì)含量比重增加。這就需要培養(yǎng)能夠運(yùn)用材料科學(xué)理論和技術(shù)手段，而且懂管理、會(huì)經(jīng)營(yíng)的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。這就要求學(xué)生除了掌握專業(yè)技術(shù)知識(shí)外，還必須具有良好的溝通表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。但是，利用傳統(tǒng)的教學(xué)這些能力根本無(wú)法得到培養(yǎng)。

原有的材料工程基礎(chǔ)課程其教學(xué)目標(biāo)要求掌握材料相關(guān)的基本知識(shí)、掌握材料的制備工藝及檢測(cè)手段。而新的材料工程基礎(chǔ)課程在教學(xué)目標(biāo)中明確提出“能力培養(yǎng)要求”(如表1)。

表1 材料工程基礎(chǔ)課程工程鏈

2．3 針對(duì)“以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為核心”(OBE)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《材料科學(xué)與工程》課程內(nèi)容特點(diǎn)，擬以“材料熱處理工藝”這一節(jié)的內(nèi)容作大刀闊斧的改革。重新組織安排學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)(如表2)。學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)方面，增加了學(xué)生自學(xué);學(xué)習(xí)內(nèi)容方面，增加了鋼的牌號(hào);課堂教學(xué)方面，由原來(lái)的傳統(tǒng)講授知識(shí)加輔助課程實(shí)驗(yàn)的形式，改革為授課+研討+團(tuán)隊(duì)合作的新模式。教師對(duì)該章節(jié)授課學(xué)時(shí)減至6學(xué)時(shí)。新增的教學(xué)活動(dòng)分為兩個(gè)層次，一是老師將該章節(jié)所要掌握的知識(shí)點(diǎn)下發(fā)到學(xué)生，要求學(xué)生基于這些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，可以利用課余時(shí)間組織團(tuán)隊(duì)探討，老師課余輔導(dǎo)完成;二是貫穿整個(gè)章節(jié)的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，利用課堂6學(xué)時(shí)進(jìn)行展示和評(píng)價(jià)。

表2 模擬真實(shí)情境下的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)

2．4 搭建綜合能力培養(yǎng)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)

現(xiàn)代的工程實(shí)際中必須依靠團(tuán)隊(duì)，并能進(jìn)行良好的交流溝通。在這一大背景條件下，本次改革在學(xué)生中間組建小團(tuán)隊(duì)，在整個(gè)任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中及培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神又培養(yǎng)了相互交流溝通等綜合能力。設(shè)計(jì)項(xiàng)目由課題組老師給出，各項(xiàng)目均有明確主題，供學(xué)生自由選擇，要求完成由選材到工藝到檢測(cè)的設(shè)計(jì)。

每各團(tuán)隊(duì)6～8名學(xué)生，每個(gè)班級(jí)分為4組，每組選擇一個(gè)題目，讓學(xué)生團(tuán)隊(duì)內(nèi)自行分工協(xié)作、團(tuán)隊(duì)之間引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)激勵(lì)各團(tuán)隊(duì)之間的積極性。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生完成兩次(DFO)的全過(guò)程。第一次每個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行展示，老師和學(xué)生扮演“工程師”或“企業(yè)”角色對(duì)其成果進(jìn)行評(píng)估。經(jīng)辯論形成評(píng)價(jià)意見(jiàn)以供該團(tuán)隊(duì)參考修改;最后各團(tuán)隊(duì)討論并修改方案。

3 過(guò)程監(jiān)控和考核

改革前的考核方式是筆試占總成績(jī)的70%，平時(shí)成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)占20%。改革后團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)占總成績(jī)30%，實(shí)驗(yàn)占總成績(jī)20%，筆試占總成績(jī)的50%。其中團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的考核包含了對(duì)能力的評(píng)價(jià)(按100%計(jì)算)，設(shè)計(jì)成果占50%(主要考察對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解應(yīng)用與設(shè)計(jì)是否合理)、團(tuán)隊(duì)合作占30%(主要考察團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力)、個(gè)人學(xué)習(xí)報(bào)告占20%(主要考察個(gè)人能力與素質(zhì))。要說(shuō)明的是，重在培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，所以考核不過(guò)分要求設(shè)計(jì)成果的完美性，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中重在強(qiáng)調(diào)每個(gè)學(xué)生參與團(tuán)隊(duì)協(xié)作中來(lái)，培養(yǎng)其分工合作交流溝通能力，以達(dá)到鼓勵(lì)學(xué)生的探索和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于我國(guó)工程教育認(rèn)證的先進(jìn)理念，以學(xué)生產(chǎn)出(OBE)為導(dǎo)向?qū)Α恫牧瞎こ袒A(chǔ)》課程采用全新的教學(xué)模式。實(shí)現(xiàn)以老師為主體的教學(xué)模式向?qū)W生為主體的根本轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和工程背景綜合分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力并培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神。為培養(yǎng)新時(shí)代下創(chuàng)新性人才提供新的教學(xué)思路。