摘 要：隨著成果導向教育理念的推廣和翻轉課堂教學模式的興起，傳統(tǒng)機械類專業(yè)基礎課程教學面臨著新的挑戰(zhàn)與機遇。文章以《工程材料及成型技術》課程為研究對象，探討基于成果導向的課程內容構建與整合模式。通過課程目標與畢業(yè)要求的對接、課程內容的碎片化與系統(tǒng)性重構，以及 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式的實施，構建了一套普適性強、可操作性高的教學體系。研究結果表明，該模式能夠有效提升課程教學質量，培養(yǎng)學生的能力，為機械類專業(yè)基礎課程教學改革提供了有益的借鑒。

關鍵詞：成果導向 “工程材料及成型技術” 課程內容構建 翻轉課堂 教學改革

1 緒論

成果導向教育（Outcome-based Education，OBE）強調以學生的學習成果為導向，反向設計課程目標與教學內容，確保教學目標的達成。近年來，OBE 理念在全球范圍內得到了廣泛應用。與此同時，翻轉課堂作為一種創(chuàng)新的教學模式，通過將知識講解移出課堂，解放課堂時間用于深層學習和實踐，成為教育改革的重要方向?！豆こ滩牧霞俺尚图夹g》作為機械類專業(yè)的核心基礎課程，具有理論性強、實踐性高的特點，傳統(tǒng)教學模式難以滿足現(xiàn)代工程教育的需求。因此，探索基于 OBE 理念的課程內容構建與整合模式，對于提升課程教學質量、推動機械類專業(yè)教學改革具有重要意義。

2 基于成果導向的《工程材料及成型技術》課程目標制定

2.1 課程目標與畢業(yè)要求的對接

《工程材料及成型技術》課程是機械類專業(yè)的核心基礎課程，其課程目標應緊密對接機械工程專業(yè)的畢業(yè)要求。通過對機械工程專業(yè)畢業(yè)要求的分析，明確該課程所支撐的畢業(yè)要求指標點，如“能夠運用工程材料及成型技術的基本原理解決復雜工程問題”“具備工程實踐能力和創(chuàng)新思維”等。結合企業(yè)需求和畢業(yè)生反饋，進一步明確課程在專業(yè)培養(yǎng)方案中的定位與作用。

2.2 課程目標的分層設計

基于 OBE 理念，將課程目標分為低階目標和高階目標。低階目標主要關注學生對基礎知識的理解和記憶，如掌握工程材料的基本性能、成型工藝的基本原理等。高階目標則側重于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，以及創(chuàng)新思維和實踐能力，如能夠運用所學知識解決實際工程問題、設計合理的材料成型工藝等。通過分層設計，為課前自主學習和課堂活動提供明確的學習任務。

2.3 課程目標的動態(tài)調整

根據(jù)行業(yè)發(fā)展動態(tài)、技術更新以及學生學習反饋，定期對課程目標進行調整與優(yōu)化。例如，隨著新材料技術的快速發(fā)展，及時將相關知識納入課程目標，確保課程目標的時效性和適應性。

3 基于成果導向的《工程材料及成型技術》課程內容重構

3.1 課程內容體系的分析與梳理

3.1.1 傳統(tǒng)內容的系統(tǒng)分析

對《工程材料及成型技術》課程的傳統(tǒng)內容進行系統(tǒng)分析，梳理知識點之間的邏輯關系，明確各章節(jié)內容的重點與難點。課程內容主要包括工程材料的基本性能、金屬材料的熱處理、鑄造工藝、焊接技術、塑料成型等模塊。

例如，在分析金屬材料的熱處理內容時，發(fā)現(xiàn)其與鑄造工藝在實際工業(yè)應用中聯(lián)系緊密，如鑄鐵件的時效處理工藝。傳統(tǒng)教學中兩者分屬不同章節(jié)，學生難以理解其關聯(lián)性，影響知識的系統(tǒng)性掌握。

3.1.2 內容優(yōu)化整合

結合課程目標，識別課程內容中與畢業(yè)要求不匹配或重復的部分，進行優(yōu)化整合。例如，將金屬材料的熱處理與鑄造工藝的內容進行合并，通過案例分析的方式，幫助學生理解兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別。同時，減少部分過時或重復的知識點，增加與現(xiàn)代工程實踐相關的內容，如新材料技術、智能制造中的材料應用等。

在教學實踐中，將傳統(tǒng)教材中分散的金屬材料熱處理和鑄造工藝章節(jié)進行整合。先講解鑄造工藝的基本原理與過程，隨后引入鑄件的熱處理工藝，通過實例展示兩者協(xié)同作用對鑄件性能的提升。這樣學生能更直觀地理解金屬材料在不同加工階段的性能變化及工藝關聯(lián)，增強知識的系統(tǒng)性。

3.2 課程內容的碎片化與系統(tǒng)性重構

3.2.1 碎片化設計

將課程內容分解為多個相對獨立的知識模塊，每個模塊對應一個或多個課程目標。例如，將“金屬材料的基本性能”分解為“力學性能”“物理性能”“化學性能”等模塊，每個模塊設計為10-15分鐘的教學視頻，便于學生課前自主學習。

以“金屬的力學性能”模塊為例，制作教學視頻時，先通過動畫演示金屬材料在拉伸、壓縮等受力狀態(tài)下的微觀結構變化，再結合實際工程案例講解強度、硬度、韌性等力學性能指標的含義及測試方法。讓學生在短時間內集中精力掌握該知識模塊的核心內容。

3.2.2 系統(tǒng)性整合

在碎片化的基礎上，注重課程內容的系統(tǒng)性。通過案例分析、項目驅動等方式，將知識點有機地串聯(lián)起來，構建完整的知識體系。例如，設計一個“汽車零部件材料選擇與成型工藝設計”的項目，將工程材料的基本性能、熱處理工藝、鑄造技術等知識點融入其中，引導學生綜合運用所學知識解決實際問題。

在項目實施過程中，學生分組完成不同零部件的設計任務。如針對發(fā)動機缸體，需考慮其承受的機械負荷和熱負荷，選擇合適的合金材料，并設計合理的鑄造工藝參數(shù)。通過查閱資料、討論分析和實踐操作，學生將各個知識模塊有機結合，形成對汽車零部件材料從選材到成型的完整知識鏈條，提升解決復雜工程問題的能力。

3.3 課程內容與教學方式的適配性設計

3.3.1 低階目標與課前自主學習

為低階目標設計課前自主學習任務，包括教學視頻、課前練習等。教學視頻應簡潔明了、重點突出，時間控制在10-15分鐘以內。課前練習則通過在線學習平臺發(fā)布，包括選擇題、填空題等，幫助學生鞏固基礎知識。

對于“工程材料的物理性能”模塊，課前練習可設置如下題目：“簡述金屬材料的導熱性、熱膨脹性在工程應用中的重要意義”，要求學生在觀看教學視頻后，結合實際案例進行回答，以檢驗其對基本概念和原理的理解。

3.3.2 高階目標與課堂活動

為高階目標設計課堂活動和實踐項目，如小組討論、案例分析、實驗操作、課程設計等。例如，在課堂上開展“材料失效分析”案例討論活動，引導學生運用所學知識分析材料失效的原因，并提出改進措施。通過小組合作的方式，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和問題解決能力。

在“材料失效分析”案例討論中，教師提供某機械零件斷裂的實物或圖片，讓學生分組討論其可能的失效原因。各小組從材料選擇、加工工藝、使用環(huán)境等多個角度進行分析，查閱相關資料，最后形成書面報告并進行課堂展示。教師對各小組的分析結果進行點評和總結，引導學生深入理解材料失效的機理和預防措施，提升其綜合運用知識解決實際問題的能力。

4 基于 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式的實施

4.1 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式介紹

O-PIRTAS 模式包括目標（Objective）、準備（Preparation）、教學視頻（Instructional Video）、回顧（Review）、測試（Test）、活動（Activity）、總結（Summary）七個環(huán)節(jié)。該模式通過課前自主學習和課堂活動相結合，有效提高了教學效果和學生的高階能力。

4.2 O-PIRTAS 模式在《工程材料及成型技術》課程中的應用

（1）目標（Objective）：明確每節(jié)課的高階目標與低階目標，讓學生清楚學習的重點和要求。

（2）準備（Preparation）：教師根據(jù)課程目標和內容，設計課前學習任務，包括教學視頻、課前練習等，激發(fā)學生的學習動機，幫助學生回顧先前知識。

（3）教學視頻（Instructional Video）： 制作高質量的教學視頻，講解課程的低階知識內容，引導學生自主學習。視頻內容要簡潔明了、重點突出，時間控制在 10 - 15 分鐘以內。

（4）回顧（Review）： 在課堂上，教師通過提問、小組討論等方式，幫助學生回顧課前學習的內容，檢查學生的學習情況，為課堂活動做好準備。

（5）測試（Test）： 設計多樣化的測試題目，如選擇題、填空題、簡答題等，檢驗學生對知識的掌握程度，同時為課堂活動提供素材。

（6）活動（Activity）： 圍繞課程的高階目標，開展小組討論、案例分析、實驗操作、課程設計等課堂活動，培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的能力和團隊協(xié)作能力。

（7）總結（Summary）： 教師對課堂活動進行總結，梳理知識要點，解答學生疑問，引導學生反思學習過程，總結學習收獲。

4.3 O-PIRTAS 模式的靈活性與變式探索

根據(jù)教學內容和學生實際情況，調整 O-PIRTAS 模式的環(huán)節(jié)順序和時間分配。例如，在某些章節(jié)中，可以將測試環(huán)節(jié)提前，通過測試引導學生自主學習；或者根據(jù)課堂活動的需要，適當增加活動時間，減少總結時間。同時，探索 O-PIRTAS 模式與其他教學方法的融合，如項目式學習、問題式學習等，進一步豐富教學手段，提高教學效果。

5 多元化評價方案的制定與實施

5.1 評價方案的設計原則

（1）以學生為中心： 注重過程性評價與結果性評價相結合，全面考核學生的學習過程和學習成果。

（2）評價指標與課程目標一致： 能夠準確反映學生對知識的掌握程度和能力的提升情況。

（3）評價方式多樣化： 包括線上考核、線下考核、課堂表現(xiàn)、小組評價、自我評價等，提高評價的客觀性和公正性。

5.2 多元化評價方案的具體內容

（1）網(wǎng)絡平臺學習考核： 通過在線學習平臺，記錄學生課前學習任務的完成情況，如教學視頻觀看時長、課前練習的完成度和正確率等，占總成績的 20%。

（2）翻轉課堂考核： 根據(jù)學生在課堂活動中的表現(xiàn)進行評價，包括小組討論的參與度、案例分析的準確性、實驗操作的規(guī)范性等，占總成績的 20%。

（3）課堂教學考核：教師根據(jù)學生在課堂上的提問、回答問題、課堂筆記等情況進行評價，占總成績的10%。

（4）期末考試考核：采用閉卷考試的方式，重點考核學生對課程知識的綜合應用能力，占總成績的 30%。

（5）實驗成績考核：通過實驗報告、實驗操作考核等方式，評價學生對實驗技能的掌握程度，占總成績的 20%。

5.3 評價結果的反饋與應用

（1）及時反饋： 將評價結果及時反饋給學生，幫助學生了解自己的學習情況，發(fā)現(xiàn)學習中的問題和不足，調整學習策略。

（2）教學改進：教師根據(jù)評價結果分析教學過程中的問題，總結經(jīng)驗教訓，對教學內容、教學方法、評價方案等進行調整和優(yōu)化，以提高教學質量。

6 研究結果與討論

6.1 教學實踐效果分析

通過問卷調查、訪談、學生作業(yè)、考試成績等多方面的數(shù)據(jù)，分析基于成果導向的課程內容構建與整合以及 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式的實施效果。研究結果表明，與傳統(tǒng)教學模式相比，學生在知識掌握程度、學習興趣、自主學習能力、團隊協(xié)作能力、分析問題和解決問題能力等方面均有顯著提升。例如，學生在期末考試中的平均成績提高了 15%，實驗操作考核的優(yōu)秀率提高了 20%。

6.2 存在的問題與挑戰(zhàn)

（1）教師方面： 在課程內容設計、教學視頻制作、課堂活動組織等方面，教師面臨較大的工作量和較高的技術要求。部分教師在教學設計能力和信息技術應用能力方面存在不足。

（2）學生方面： 部分學生在課前自主學習中存在學習動力不足、自主學習能力差的問題；在課堂活動中，小組合作的積極性和參與度有待提高。

6.3 改進措施與建議

（1）教師培訓： 加強教師培訓，提高教師的教學設計能力和信息技術應用能力。

（2）資源優(yōu)化： 優(yōu)化教學資源，提供更多的學習支持和輔導，如在線學習平臺的優(yōu)化、教學視頻的更新等。

（3）激勵機制： 建立激勵機制，提高學生的學習積極性和主動性。例如，通過小組競賽、獎勵機制等方式，激發(fā)學生的參與熱情。

7 結論

7.1 研究總結

研究通過對《工程材料及成型技術》課程的系統(tǒng)分析與重構，構建了一套基于成果導向的課程內容構建與整合模式，并結合 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式進行了實踐應用。研究結果表明，該模式能夠有效提升課程教學質量，培養(yǎng)學生的能力，為機械類專業(yè)基礎課程教學改革提供了有益的借鑒。

7.2 研究創(chuàng)新點

研究在課程目標制定、課程內容重構、教學模式創(chuàng)新、評價方案設計等方面進行了系統(tǒng)性探索，提出了基于 OBE 理念的課程內容構建與整合模式，結合 O-PIRTAS 翻轉課堂教學模式，實現(xiàn)了課程教學的系統(tǒng)性改革。

7.3 研究的局限性與展望

研究的局限性在于樣本的局限性和研究時間的限制。未來研究將進一步擴大樣本范圍，深化課程內容與教學模式的改革，探索與其他學科課程的協(xié)同教學模式，加強信息技術在教學中的應用，為機械類專業(yè)教學改革提供更全面的理論與實踐支持。

基金項目：吉林省教育科學規(guī)劃項目《基于成果導向的O-PIRTAS翻轉課堂教學模式構建與應用研究-以工程材料及成型技術課程為例》（GH24529）。

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