胡 勇 郑建军 郭 琦 宗朔通 赵新新

（太原科技大学材料科学与工程学院 山西·太原 030024）

为了提高我国的工程教育质量，同时也为了让我国的工程技术人员在国际相关专业领域获得从事工程工作的学术资格，我国于2006年开始工程教育专业认证的试点工作，并于2016年正式加入《华盛顿协议》。随着工程教育专业认证工作的持续推进，越来越多高校的教学水平和学生培养质量不断提高。在这种背景下，太原科技大学材料科学与工程专业也积极开展了工程教育专业认证的申请和自评工作，并于2020年10月完成了专家进校考查。

为了保证工程教育认证的顺利开展，专业教师必须理解培养目标、毕业要求、课程体系以及课程目标之间的相互关系。从教学设计的角度来看，培养目标决定毕业要求，毕业要求决定课程体系和课程目标；从教学实施的角度来看，课程目标决定毕业要求的达成情况，毕业要求决定培养目标的达成情况。在上述关系中，课程目标的达成情况是基础，而它又取决于课程的教学质量。因此，如何提高课程教学质量就是工程教育认证各个环节的重中之重。

1981年，Spady第一次提出了成果导向教育（简称OBE，是Outcome-BasedEducation的英文缩写）理念。OBE理念经过几十年的发展，逐渐形成了一套完整的理论体系，并成为了《华盛顿协议》的核心理念和工程教育认证的“灵魂”。

OBE关注的是学生通过学习所获得的成果。这就要求教师在教学过程中考虑以下四个问题：（1）学生学习这门课程要取得哪些成果？（2）学生为什幺要取得这些成果？（3）教师怎幺帮助学生取得这些成果？（4）教师怎幺知道学生是否取得了这些成果？

由此可见，OBE理念不同于传统的教学理念。OBE以学生需求和能力培养作为导向，以学生为中心，强调学生学得怎幺样；传统教学以教材内容或课程内容为导向，以教师为中心，强调教师教的怎幺样。也就是说，传统的教学模式，无论从教学大纲、教学内容，还是教学方法、考核方式，都没有很好地体现OBE理念。为了更好地将OBE理念贯穿到教学的各个环节，太原科技大学材料科学与工程专业对课程教学进行了一系列改革，并取得了一定的成效。下面，文章将以“材料物理性能”为例，来具体说明课程教学改革的主要内容。

1 课程基本情况

《材料物理性能》是材料科学与工程专业的一门学科基础课，主要阐述材料物理性能的基本概念、理论假设、变化规律、影响因素以及不同物理性能之间的关系，旨在使学生尽可能地从微观机制角度理解材料物理性能，进而为具有特殊物理性能的新材料开发和现有材料的物理性能优化提供理论基础。根据太原科技大学材料科学与工程专业的人才培养定位，本课程的教学内容主要包括材料的电、磁、热学性能以及弹性与滞弹性等方面的知识。

2 课程教学改革的主要内容

2.1 教学大纲的修订

原有教学大纲在制定过程中，课程目标主要取决于教学内容，基本不考虑与毕业要求指标点之间的对应关系，并且在“课程目标评价方法”部分也没有明确考核环节、分值及成绩比例，这就导致教师无法对学生的学习成果进行准确判断。为此，根据培养方案中课程支撑矩阵，并结合课程内容和教学目标（学习成果），任课教师在大纲修订过程中，对课程目标重新进行了凝炼，并与毕业要求指标点一一对应。修订后的课程目标分别为：（1）掌握主要物理性能的基本概念、物理本质以及性能指标的工程意义，并可用于对材料领域相关工程问题的分析；（2）能认识到材料的不同物理性能与材料成分、结构、组织之间的对应关系，了解不同物理性能之间的关联性，可采用多种物理性能对材料成分、结构、组织进行表征；（3）基于物理性能测试的实验原理以及物理性能与材料结构之间的对应关系，能够对材料物理性能的影响因素进行分析，并提出改善材料物理性能的合理方案。这三个课程目标分别与毕业要求指标点1.3、2.2和4.1一一对应。同时，新大纲以表格的形式展示了“课程目标评价方法”的内容，不仅将每个考核环节及其对应的分值、成绩比例详细列出，而且还列出了毕业要求指标点所占比例，使整个课程目标评价的内容和比例一目了然。

另外，为了响应党中央和教育部提出的“把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设”的号召，新大纲深入挖掘了《材料物理性能》中的思政元素，并将其作为课堂教学的内容写入大纲。在教学过程中适时引入与材料物理性能相关的新闻时事、着名科学家的故事等等，有利于培养学生祖国至上的爱国情怀以及坚韧不拔、严谨求实的科学精神，并树立为了祖国的繁荣昌盛努力学习和工作的人生理想。比如，在“超导材料”部分内容的讲授过程中，播放《赵忠贤“超导超人”》的视频，让学生们了解超导材料研发过程的同时，也有利于学生树立正确的人生观和价值观，培养坚韧不拔、严谨求实的科学精神；在“滞弹性与内耗”部分内容的讲授过程中，穿插讲述我国着名材料科学家葛庭燧院士的人生故事，培养学生们的爱国情怀，树立为了祖国的繁荣昌盛努力学习和工作的人生理想。

2.2 教学内容的调整

为了进一步加强对学生实践能力的培养，专业将《材料物理性能》和《材料力学性能》的课内实验组合，开设了一门新的实验课程——《材料性能学实验》。这不仅有利于增强学生动手实践的能力，而且还使课程目标（学习成果）更加明确。比如，原来的包含课内实验的《材料物理性能》有5个课程目标，分别对应毕业要求指标点1.3、2.2、4.1、4.2和5.2。一门课程支撑的毕业要求指标点过多，给实际教学活动的组织实施带来困难，也可能影响课程目标的达成。修改后的《材料物理性能》有三个课程目标（详见2.1节），分别对应毕业要求指标点1.3、2.2和4.1；《材料性能学实验》有两个课程目标分别为：（1）能够基于材料力学性能和材料物理性能的基本原理和科学方法，根据实验方案构建实验系统，安全开展实验，正确采集实验数据。（2）能够选择合适的仪器设备对材料的力学性能和物理性能进行检测，正确分析实验结果。这两个课程目标与毕业要求指标4.2和5.2一一对应。《材料性能学实验》的开设，有利于学生进一步理解和掌握课堂的理论教学内容，加强基本技能的训练，也有利于培养学生的动手能力、观察分析问题的能力和严谨的科学态度，缩短理论与实际的距离。通过这样的调整，学生不仅很容易明白学习《材料物理性能》可以取得哪些学习成果，而且也可以明白为什幺要取得这些学习成果。

2.3 教学方法的改革

传统的教学方式多为教师上面讲、学生下面听；教师在讲台上兢兢业业，学生在下面昏昏欲睡。虽然教师完全按照教学大纲开展教学，但由于教学内容理论性较强，教学方式单一，很难吸引学生的学习兴趣和注意力。为此，教师根据教学内容，适时引入工程案例，将课本上的理论知识与生产实践相结合，并采用课堂提问的方式要求学生挖掘工程案例中的理论知识，进而举一反三，把理论知识应用到更多的工程实践领域。比如，在讲解“能带理论”内容时，要求学生分别画出金属材料、半导体和绝缘体的能带结构，并举例说明这三种能带结构分别适用于哪些材料。同时，为了培养学生的自主学习能力和团队合作精神，要求学生以小组为单位，根据每章的教学内容，通过查找文献完成相应PPT的制作和汇报。为了保证PPT汇报评分的客观性，任课教师提前给出评分标准，并邀请5名同学作为评委。整个汇报过程中，教师只对PPT的制作和汇报进行点评，不参与评分。另外，为了加强学生对教学内容的掌握，提高课堂学习的积极性和注意，教师利用“学习通”网站对学生进行随堂测验。这样不仅可以减少教师批阅作业的工作量，也有利于学生了解自己在各个阶段的学习效果。通过这些措施，学生对教学内容的掌握程度显着提高（取得了学习成果）。

2.4 考核方式的改革

原有的课程考核采用期末闭卷考试和平时成绩相结合的方式进行，期末考试成绩占80%，平时成绩占20%。由于原有期末试卷中的题目与课程目标没有明确的对应关系，并且平时成绩主要由学生的出勤率、课堂表现决定，所以教师只是大致了解学生的学习情况，无法准确判断学生课程目标的达成情况。为此，教师对考核方式进行了如下改革：（1）采用多种考核方式，包括期末考试、PPT汇报、随堂测验等；（2）最终考核成绩由期末考试成绩（70%）、PPT汇报成绩（15%）、随堂测验成绩（15%）按比例综合得出；（3）考核方式与课程目标建立了明确的对应关系。通过考核方式的上述改革，期末考试结束后，教师可以通过计算每个学生或全体学生的课程目标达成情况评价值，明确知道学生是否取得了学习成果，从而为后续课堂教学的持续改进提供依据。

3 结论

文章以材料科学与工程专业的专业课程"材料物理性能"为例，基于成果导向教育理念对其课程教学进行了一系列改革，使OBE理念深入到教学的各个环节，激发了学生学习的主观能动性，培养了学生的团队合作意识，提高了学生理论联系实际的能力，实现了课堂教学从“以教师为中心”到“以学生为中心”的转变和教学质量的提升。