基于成果導向的《鑄造造型材料》課程教學實踐

夏露 龍威 周小平 張友壽 黃晉

摘 要：基于成果導向教育理念，遵循反向設計原則，將學科前沿知識和科研成果融入教學，設計課堂小實驗，學生通過實驗感悟材料特性；采用“項目式教學法”，調動學生的參與意識和學習積極性，提高分析問題、解決問題的能力，培養學生團隊合作與交流能力，提升學習效果，達成學習成果。

關鍵詞：成果導向教育；項目式教學法；鑄造造型材料；學習成果；教學實踐

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）19-0111-03

Abstract： Based on the idea of the outcome based education， following the reverse design principle， this paper introduces discipline frontier knowledge and scientific research into teaching， and designs classroom experiments to let students perceive material properties. Through adopting the Project Teaching Method， it is intended to arouse students' sense of participation and initiative， improve the ability of analyzing and solving problems， cultivate teamwork and communication skills， improve learning results， and achieve learning outcomes for students ultimately.

Keywords： outcome-oriented education； project teaching method； casting molding material； learning outcomes； teaching practice

成果導向教育（OBE）是工程教育專業認證遵循的三個基本理念之一，對引導和促進專業建設與教學改革、保障和提高工程教育人才培養質量至關重要。成果導向教育認為：學生通過教育教學過程后所取得的學習成果是教學設計和教學實施的目標，它既是OBE的起點，又是OBE的終點，教學設計上遵循反向設計原則[1]。

《鑄造造型材料》課程作為鑄造方向專業課之一，該課程所包含的知識在鑄造行業中占有非常重要的地位，既關系著鑄件質量，又關系著生產效益、環境可持續發展等。近些年來，筆者在組織實施本課程教學中，基于成果導向教育理念，把握四個問題：1.這門課程想讓學生取得的學習成果是什么？2.為什么要讓學生取得這樣的學習成果？3.如何有效地幫助學生取得這些學習成果？4.如何知道學生已經取得了這些學習成果？通過調研，確定本課程的學習成果，依此反向設計本課程的教學內容、教學方法和評價方式。

一、明確學習成果

通過企業調研、畢業生訪談、問卷調查等分析學生畢業后可能從事的工作、崗位發展及能力需求，結合本專業的培養目標和畢業要求，確定本課程支撐的畢業要求及學習成果。本課程的學習成果為：通過本課程的學習，學生能夠了解鑄造行業造型材料現狀及發展趨勢，熟悉開發鑄型（芯）用造型材料的技術要求，掌握造型材料生產工藝及質量控制，砂型與砂芯制備工藝及技術，具備運用所學知識分析、解決材料成形復雜工程問題的能力，為從事材料成形方面的工作奠定良好的專業基礎。

二、設計教學內容

學習成果代表了本專業畢業生畢業時應具備的專業水平和專業能力，這種水平和能力主要通過課程教學和實踐來實現，需要對教學內容進行適度地拓展和提煉。

在知識更新速度日益加快，科學技術日新月異的時代，新技術、新工藝、新材料不斷涌現，隨著人們環保意識的不斷增強，國家對可持續發展的高度重視，美麗中國建設步伐的加快，鑄造行業傳統的造型材料改革勢在必行。基于學習成果導向、社會發展需要和學生未來使命擔當，筆者在課程教學中，密切跟蹤鑄造行業發展的新動態，適時將鑄造行業研究的新成果引入課堂，更新、充實教學內容，保持對鑄造行業發展關注的緊密度。例如，先后將課題組完成的新型環保型無機鑄造粘結劑、防滲透粘砂鑄造涂料等產品的開發和應用成果， “世界鑄造組織造型材料及工藝國際論壇”上展示的來自中國、美國、德國等國家對傳統材料及工藝的改進、鑄造新材料、新工藝等納入課堂教學內容。并將水泥自硬砂、合脂砂的內容改為自學，課堂講授中增加了目前鑄造行業新興的寶珠砂、磷酸鹽砂的內容，拓展學生的知識視野、激發學生的學習興趣、引導學生關注行業發展，為學生畢業后更好地與企業接軌奠定基礎。

三、設計教學方法

（一）設計課堂小實驗

課堂是教育教學實施的主要形式，為了適應成果導向教育的要求，筆者在課堂教學中，通過設計課堂小實驗，實現從灌輸課堂向對話課堂、從知識課堂向能力課堂、從重學輕思向學思結合轉變[2]。

1. 實施案例

《鑄造造型材料》中的材料既包括金屬材料，又涉及無機和有機非金屬材料，我校材料成型與控制工程專業鑄造方向的學生所接觸到的材料主要是金屬材料，對非金屬材料及其性能特點、檢測方法等基本是空白，學生都比較陌生。為了提高教學效果，注意吸引課堂教學中“邊緣學生”[3]，筆者有意設計一些課堂小實驗，增強課堂教學的生動性和吸引力，引導學生自己動手完成實驗，分析實驗現象，使學生在實驗中認識材料，掌握其特點。例如，在學習普通粘土、鈣基膨潤土、鈉基膨潤土三種粘土的晶體結構、性能特點及其應用這部分內容時，筆者講述三種粘土的晶體結構，現場向學生展示三種粘土后，提出“結構的不同將導致三者性能上有什么不同”“如何選用粘土”等問題。在問題驅動下，先由學生大膽猜想實驗方法、實驗現象，此時，所有的學生，包括“邊緣學生”，都主動要求參與實驗，饒有興趣地等待實驗……，然后學生一步步完成實驗，以實驗來直觀呈現三種粘土的吸水性、鈣基膨潤土活化處理方法。

2. 實施要求

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出：要關注學生不同特點和個性差異，發展每一個學生的優勢潛能。這就要求任課教師要用靈敏的耳朵聆聽、用敏銳的眼睛洞察，迅速地對學生在課堂中的表情言行做出判斷，并有意識地安排“邊緣學生”參與到實驗中，給他們創造更多的機會。

課堂小實驗的組織實施，教師既要做到“以學生為主體”，又要起到“主導”作用，只有堅持以學生為主體與以教師為主導相結合的原則，才能轉變課堂教學模式，實現教學互動、教學相長，最終提高教學質量。實驗進行中，教師在適當的時候讓實驗者停止實驗，向其他學生展示階段實驗結果，引導全體學生運用所學的知識討論、分析現象產生的原因，以及繼續實驗可能產生的現象，并將學生討論的觀點、結論記錄在黑板上。同時，教師還要巧妙的給予點撥，最后進一步補充、完善、總結，讓課堂教學理論結合實踐，知識體系完整，邏輯關系明晰，增強學生對知識學習“娓娓道來”“水到渠成”的感受。

筆者認為課堂教學在大學生思想政治教育中占據重要地位，不僅是傳授知識能力，也負有育人職責。在教學過程中注重激活學生的思維，秉承“所有學習者都能成功”的成功教育理念，對學生參與教學活動給予更多的認可和贊賞，使學生獲得成功的滿足感，特別是對于“邊緣學生”來說，獲得成功的滿足感更甚， 更有利于他們回歸課堂，重新找到學習的樂趣，找回自信。

（二）引入項目式教學法

成果導向理念強調以學生為本，重視學生在知識獲得后的應用與實踐。本課程采用項目式教學法，實現了從封閉課堂向開放課堂的轉變，提高實踐能力。

1. “項目式教學法”釋義

“項目式教學法”是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。這種教學模式融合了多種教育思想和理論，最有代表性的是建構主義理論和多元智力理論，在項目組織實施中注重學習的積極主動性、目標指引性、任務真實性、不斷反思性和互動合作性[4]，通過完成真實項目，來幫助學生自主地構建和完善知識體系，在項目研究學習過程中提高學生多元智力，使學生的智力潛能得到開發和互補，達到人人進步但不同步，個個成才但不同才。

2. “項目式教學法”設計

《鑄造造型材料》是一門應用性極強的課程，按照傳統的“填鴨式”教學方法很難實現學習成果的達成。本課程采用項目式教學法，對課程的原有教學內容，按照其自身特性和教學需要進行分類設計、調整重組，將提出項目到完成項目的全過程貫穿于課堂教學始終。

基于成果導向的項目式教學法強調產出但不輕視輸入，筆者針對水玻璃砂、磷酸鹽砂、樹脂砂等章節內容，集中講授相關粘結劑的結構、粘結機理以及必要的基礎知識之后，設計若干個項目，每個項目4～5人，各項目團隊需要在規定時間內完成項目內容，包括檢測所采用的粘結劑的理化特性，得到混砂配方、最佳制芯工藝，做出產品（即砂芯），檢測產品是否達到項目提出的性能指標。項目完成后進行成果展示匯報，匯報內容包括實施方案、性能檢測手段及性能指標、最佳混砂配方、制芯工藝、產品應用特點等。

項目實驗在開放式實驗室進行，學生利用課余時間隨時到實驗室做實驗，現場的任課教師、課程組其他老師或研究生都可接受學生咨詢，有問題可在第一時間得到指導。

3. “項目式教學法”實施要點

歷經2個年級的“項目式教學法”實踐與總結，項目式教學實施流程主要概括為：組建項目團隊、確定項目選題、擬訂實施計劃及項目分工、開展項目研究、匯報項目成果、反饋點評成果、考核評價等步驟。其中，組建項目團隊時，要承認學生的差別和能力的不同，注重團隊成員在知識、能力、個性乃至性別等方面的合理搭配，使項目團隊成員間的分工合作，學科知識、智力才能等方面優勢互補，為項目研究、成果總結等環節實現探討交流、思維創新奠定基礎，為建構新的知識體系，提升學生綜合性的多元智力奠定基礎。匯報展示成果時，既注重滿足“優秀生渴望表現、中等生期待收獲，邊緣生期待認可”的心理需求，又給予中等生和邊緣生更多的機會，讓他們體驗團隊合作所獲得的成功感和認同感。考核評價包括教師評價、學生自評，教師評價時不僅僅關注最終的研究成果，也考察項目團隊的研究計劃及其實施情況，團隊成員的分工、完成情況、項目組成員互助性協作能力和學習能力，以及項目的難度系數等。在項目實施過程中，教師需要及時了解項目進展，適時適度地加以引導和指導。

“項目式教學法”的運用與實施，為學生“接受學習”和“發現學習”搭建了平臺與載體，學生通過自主學習開展實驗探究，實現了“學后用”“用中學”。

四、設計評價方式

本課程基于成果導向教育采用了多元結合的評價方式，將考核要素分為理論考試、項目實踐、平時表現、作業訓練四個方面，各考核要素所占比例分別為60%、20%、10%、10%。理論考試側重于考查學生對基礎知識的掌握程度，分析問題、表達解決問題的能力；項目實踐成績由實驗表現、實驗報告、成果匯報三個方面綜合評定；平時表現主要包括課堂小實驗操作、材料認識和講解、鑄件缺陷分析辯論等；作業則基于項目式教學來布置，在項目式教學中，每個團隊只完成一個項目，而不同型砂（如原砂種類不同、粘結劑不同、硬化方式不同），其型砂配方、混砂工藝、砂芯性能都會不一樣，為進一步培養學生舉一反三、學習思考能力，采用拓展補充的方式，布置的作業為非本組項目的內容。這種多側面的成績評定，不僅考查學生掌握知識的程度，還考查學生運用知識解決問題的能力。

五、教學實踐效果

（一）專業水平和專業能力

通過教學方法的改進，學生成了課堂的主體，學習熱情明顯提高，激發了學生主動發現問題的興趣，提高了解決問題的能力，學習效果也得到較大的改善。以前該課程考試卷面分數80分以上比例不足15%，實施改革后，卷面良好率提高到43.5%，本課程對畢業要求指標點的達成度由0.68提高到0.81。

（二）其他能力

工程認證12條畢業要求中個人和團隊協作能力、溝通表達能力以及終身學習能力是無法完全用課程體系來支撐，并進行定量評價的，本課程采用的課堂小實驗和項目式教學法，對這些軟指標的達成提供了一定的支撐。

六、持續改進

（一）項目設計的持續改進

在項目設計時，既要緊密結合課程特點，又要充分適應以市場需求為導向、以企業用人標準為杠桿的應用型創新人才培養機制，注意將碎片式的模塊內容系統化，例如，在最終完成后的項目中選擇合適的項目產品和工藝，進行生產澆注，通過鑄件的質量、造型及澆注現場環境、落砂程度來反饋項目的應用價值，將本專業的核心模塊課內容串聯起來，形成完整的知識體系，支撐本專業畢業要求的達成。

（二）評價體系的持續改進

目前，項目實踐的評價主要由老師根據完成結果進行評價，沒有充分考慮學生自身的差異和努力程度。在今后的項目實踐評價中，可以采取團隊互評、項目團隊內的成員互評，將學生引入評價主體中，還可以拓展到課程組其他老師及研究生，定性與定量評價相結合，力求全面完整、客觀真實地反映學生的實際水平和學習成果。

七、結束語

確定學習成果，反向設計本課程的教學內容、教學方法和評價方式，引入課堂小實驗和“項目式教學法”是基于成果導向教育理念的積極實踐，充分反映了多元方法與多種模式并重的發展趨勢，強調了質與量的有機結合、目標與過程的相互包容，但任何一種教學形式不可能是完美無缺的，我們將繼續探尋更適合高等學校工程教育的教學模式。

參考文獻：

[1]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2]李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學，2015（3）：32-39.

[3]張淼，鄭友訓.從生態課堂視角論課堂教學中“邊緣人”的轉化[J].當代教育科學，2016（18）：61-64.

[4]Sally Betman.多元智能與項目學習[M].北京：中國輕工業出版社，2004.

[5]白少元，解慶林，游少鴻，等.成果導向教育模式下環境工程CAD課程改革與實踐[J].高教學刊，2017（02）：61-62+64.

[6]榮浩.地方本科高校轉型發展背景下成果導向教學模式在旅游管理專業課程中的實踐研究[J].高教學刊，2017（10）：41-42.

[7]趙丹.成果導向法在《國際貿易實務》課程中的運用[J].高教學刊，2016（20）：117-118.