成果導向的教育理念在“工程力學”教學中的應用

摘要：在國家全面推進制造強國戰略的背景下，對工科院校的人才培養提出了新的要求。以百色學院材料成型及控制工程專業為例，針對“工程力學”現有教學模式存在的問題，應用成果導向的教育理念，指導課程內容、教學方式、考核方式的改革和實踐。

關鍵詞：工程力學；成果導向；教學改革

中圖分類號：G642

就材料成型及控制專業來說，“工程力學”是一門重要的通識基礎課，其掌握程度在很大程度上影響到后續一系列課程的學習，是溝通基礎課和專業課的橋梁。該課程內容廣、公式多、概念抽象，理論性與實踐性較強，對學生的學習造成一定困難。并且，隨著《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》的發布，對現有的教學方式提出了新的挑戰[1]。這就要求教師研究新的教學模式，包括對課程的教學內容、教學方法和考核方式等方面進行改革，使學生在掌握基礎理論知識的同時，提高其解決工程實際問題和創新的能力。

成果導向教育是一種以學生為中心、強調成果導向、持續改進的先進教育理念，已成為美國、加拿大等國的主流教育理念，對我國的工程教育改革具有重要的指導意義。本文將成果導向教育模式引入成控專業的工程力學課程，對傳統的教學模式進行改革探索和實踐。

一、成果導向教育思想

成果導向教育（Outcome-Based Education，OBE）的理念簡要說來是一種以學生的最終學習成果為導向，反向來確定教學設計和教學實施，并不斷進行動態反饋和改進的教學理念，由美國學者Spady于1981年率先提出的，并在眾多學者的補充和完善下，逐漸形成了一套比較完整的理論體系，并被美國工程教育認證協會接受和推廣。OBE圍繞以下四個問題進行了回答[2]：（1）我們想讓學生取得的最終學習成果是什么？（2）我們為什么要讓學生取得這樣的學習成果？（3）我們如何有效地幫助學生取得這些學習成果？（4）我們如何知道學生已經取得了這樣的學習成果？

在回答上面的問題的過程中，成果導向教育的思想完整的體現了出來。首先，提出學生所要取得的學習成果，為什么要取得這樣的成果，這是反向設計的思想，教學的出發點通過需求來確定，基于最終學習成果，而不是傳統的老師想要教什么。專業的培養目標與需求相適應，內涵準確、條理清晰，并且由具體的畢業標準來支撐。對于第三個問題的回答，反映了我們培養學生的方式，通過具體的指標點確定了整個課程體系，從而搭建出學生的能力結構。課程體系又是由每門課程具體教學要求和教學內容所支撐起來的。最后，第四個問題，對學生是否到達設定的培養目標、達成度如何設計了評價體系。

李志義對此進行了總結，具體內容是，一個核心目標：每一個學生都要達到設定的培養目標。兩個重要條件：一是學生必須知道自己所要達到的能力結構；二是教師必須為學生提供達到目標的相應條件。三個關鍵前提：一是所有學生都能以自己的方式達成目標；二是成功的學習能激勵下一次的成功學習；三是學校為學生成功學習創造條件。四個實施原則：明確聚焦、拓寬機會、提高要求、反向設計。

二、成果導向理念在“工程力學”課程中的探索與實踐

材料成型及控制工程專業是一門多學科交叉專業，包括材料科學、成型工藝、自動控制技術[3]，其培養目標之一包括使學生掌握金屬及其加工特性，能在金屬塑性成形工藝及模具設計領域從事生產、管理、科學研究、技術開發等工作。其中，金屬加工及塑性成型所涉及到的變形、應力、疲勞等最基本的知識點，都屬于工程力學方面的知識。所以，工程力學對于材料成型及控制工程專業來說，是非常重要的一門專業基礎課，將OBE理念運用到該課程的改革實踐中，具有重要意義，是培養合格成控人才的一個重要環節。

1. 確定“工程力學”課程的學習成果

成果導向教學首先要明確在完成本門課程的基礎上，能夠對學生達到畢業要求的哪幾條標準有幫助。之后，再針對這幾條畢業要求設計與之相適應的教學內容，安排課時。這一點是關鍵點，它關注的是學生能夠做什么，掌握什么樣的知識，具備什么樣的能力。并且通過這種方式，把目標成果具體化后，方便量化評價。

根據George Brown學院的指導方案，學習成果目標設置4至5個為宜，切合學生實際能力，并且可以定量或定性衡量。同時，參照Bloom的觀點，把認知依遞增程度，分成記憶、理解、應用、分析、評價、創造6個層次，運用到學習成果的表述中。每個層次的所用的動詞并不是唯一的，如最高層次，除創造外，開放、設計、規劃等也屬于同等層次。根據以上兩個指導方案，結合成控專業特點，擬定了“工程力學”課程的學習成果目標，如表1所示。

2. 課程改革探索與實踐

目前，高校工程力學教學過程中存在以下幾個突出問題：①學生認為工程力學與本專業相關性不大，對其重要性認識不足，學習缺乏動力；②教師的教學方式和方法落后，沒有主動把先進的教學手段和理念結合到教學中去；③課程內容多、理論性強、公式繁多的同時，教學學時減少，造成學生的抵觸心理；④考核方式單一，不能真實反映學生水平[4]。針對以上問題，遵循成果導向教育理念，按照反向設計原則，根據之前確定的學習成果目標，將目標細化，具體到實際的教學實踐中去。

（1）根據專業特點，調整課程內容

根據后續專業課程的內容與畢業生的回訪發現，對于成控專業的學生來說，在后續的學習和工作中，遇到的力學問題主要是關于零件加工時的受力和材料的應力、強度、疲勞等方面的計算，很少會涉及到動力學部分的計算分析。所以，在選擇教材的時候，可以不考慮動力學部分的內容。并以材料力學為重點，多使用與成控學科相關的例題進行知識講解，如引入坯料在模具中的應力計算，裂紋尖端的應力場分析等，為后續的材料擠壓成型課程做準備，讓學生對本專業有更深的了解。

（2）運用先進教學手段，提高教學質量

隨著科技的發展，新的教學手段和方法不斷涌現，比如慕課、微課、翻轉課堂等等，這些新的教學方法為教師改進傳統教學提供了多種選擇。利用慕課模式，教師可以把手機從學生上課的玩具變成學習的工具，通過微信平臺，將制作好的課程微視頻、工程小視頻、作業等資料，推送至學生端，實現信息“一對多”的快速、可重復性傳遞。開放實時微信彈幕討論，學生能在課上課下隨時反映自己遇到的問題，教師及時解答，促使學生主動提問，促進師生交流[5]。

在工程力學的教學中，一堂課往往包含多個知識點，冗長的推導和講解很容易使學生感到枯燥乏味。針對這個問題，將引入微課課程，配合慕課模式，把較難的知識點分成多個5～10分鐘的專題微視頻，穿插到相應的課程中進行講解，避免了學生長時間保持專注而產生的疲倦感，并可重復播放，加深學生學習印象[6]。同時，結合翻轉課堂理念，將課堂交還給學生，借助發達的網絡信息環境，事先給學生發送教學視頻和課堂作業，做好課前準備。教師將課堂的主要時間用于和學生交流、解答疑難、組織小組討論。

（3）多元化考核方式，真實反映學生學習成果

成果導向教學強調的是學生是否到達學習成果目標，評價結果常用“達成/未達成”表示，但囿于現有分數評價制度，將目標分散到具體的考核指標中。具體做法是：縮減期末考試所占比重，將平時成績提高到總分的50%。平時成績由平時作業完成情況，課堂小組討論，工程小設計組成，共占40%，剩余10%視“大學生機械創新設計大賽”參與情況給定。多元化的考核方式，避免了學生平時不學，考前突擊而取得的虛假成績，調動其全程參與學習的積極性，在保證學生達成學習目標的同時，也實時把學生的學習狀態反饋給老師，隨時調整教學方式。

三、結束語

針對目前人才培養模式的需求，成果導向理念已成為指導培養工程人才教學模式改革的重要方法和途徑。百色學院結合其思想，對于成控專業的工程力學課程，調整了課程內容，教學過程中使用先進的教學手段，采用多元化考核方式，進行了一定的改革實踐。教學改革任重道遠，仍需繼續學習先進理念，改革實踐，不斷總結經驗，實現培養優秀工程人才的目標。

參考文獻：

[1]李坤，伍廣，李雪斌.《中國制造2025》背景下地方高校工程人才培養新模式[J].教育教學論壇，2016，（5）：256-257.

[2]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014，（2）：29-34.

[3]賈俐俐，孔凡新，柯旭貴，等.材料成型及控制工程專業教學改革的探索與實踐[J].南京工程學院學報（社會科學版），2007，7（4）：50-55.

[4]李新領，張世芳，李紀剛，等.《工程力學》教學中存在的問題及教學改革的探討[J].當代教育實踐與教學研究，2016，（3）：179-180.

[5]馮晶晶，郝淑英，劉海英，等.MOOCs時代基于網絡平臺下的《工程力學AⅠ》教學模式改革的新思路[J].教育教學論壇，2016，（24）：116-117.

[6]陸仁強.基于微課的《工程力學》課程教學模式改革[J].教育教學論壇，2015，（35）：123-124.

基金項目：2014年度廣西高等教育教學改革工程項目（2014JGB225），百色學院2016年度校級教育教學改革工程項目（2016JG33）

作者簡介：李維俊（1987-），男，廣西陸川人，助教，碩士，研究方向：有限元分析。