“材料成型自主設計綜合實驗”持續性改進研究

李佳琪，黃尚宇，肖 勇，彭軍波，廖紅衛

（武漢理工大學 材料科學與工程學院，湖北 武漢 430070）

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。工程教育專業認證遵循以學生為中心、以能力產出為導向、持續改進的理念，強調培養學生解決復雜工程問題的能力。OBE理念強調以成果導向來設計教育教學，以持續改進來推進教育教學，并以基礎性的標準來要求、規范、檢查教育教學。持續改進作為工程教育專業認證的核心理念之一，貫穿于工程教育專業認證的全過程，對保障和提高工程教育人才培養質量具有非常重要的作用。持續改進是OBE體系的核心內容和靈魂，課程的持續改進是保障畢業要求達成的基礎環節。

“材料成型自主設計綜合實驗”課程是我校材料成型與控制工程專業人才培養體系中的重要課程之一，支撐著畢業要求的多項指標點。持續改進是人才培養體系中不可或缺的內循環環節，因自主設計綜合實驗課程的特殊性，形成了課程目標的評價與改進循環的自身特點，基于文獻［4］關于持續改進的含義，依據培養目標和畢業要求，建立和完善材料“成型自主設計綜合實驗”課程持續改進的課內循環體系，這是保障畢業要求達成的基礎環節，也是踐行中國工程教育專業認證“最后一公里”的重要內容。

一、“材料成型自主設計綜合實驗”課程與畢業要求指標點的關系

依據我校目標定位、專業特色、行業背景及專業社會需求等，形成了我校材料成型及控制工程專業的培養目標、畢業要求及課程體系，通過不斷的改進和專業建設，于2017年通過了工程教育專業認證。基于OBE的要求，每項畢業要求指標點的達成須由一門或多門課程完成。表1是“材料成型自主設計綜合實驗”課程與畢業要求指標點的支撐關系。該綜合實驗課對畢業要求的兩個指標點提供強支撐，一個指標點提供弱支撐。其中，畢業要求指標點是基于本專業的畢業要求、課程體系、課程矩陣及本實驗課程內涵特點所形成的。

表1 “材料成型自主設計綜合實驗”與畢業要求指標點的支撐對應關系

二、原材料成型自主設計綜合實驗存在的問題

1.課程教學目標不能很好地支撐所要支撐的畢業要求指標點。原課程實驗教學目標是在沒有全面、透徹理解所要支撐的畢業要求指標點、課程體系的基礎上形成的，尤其是未統籌考慮支撐該畢業要求指標點的其他課程支撐強度、課程教學目標、教學內容及教學評價等問題，缺乏同一指標點課程間的研討和協調，各自為政，形成了對畢業要求指標點支撐的過度重疊和盲區，極易造成對畢業要求指標點支撐不完整、不協調。

2.實驗內容缺乏更新。實驗教學目標持續改進機制不完善，再加上設備投入和更新力度不夠的制約，使得實驗方法和手段滯后于現有生產技術，實驗內容缺乏更新而陳舊，現代新方法、新工藝等新技術不能很好地在實驗教學內容中予以體現，造成與其他理論教學內容具有較大差距，進而弱化了對畢業要求指標點的支撐。

3.實驗時間安排不合理，影響實驗效果。原材料成型自主設計實驗為集中開設的實驗，即學生需集中一段時間（通常1周）在實驗室完成該實驗課程的所有實驗教學任務。這種實驗教學安排時間過于集中，教學效果差，學生的滿意度較低，其主要體現在：（1）學生對教學目標、實驗內容及要求的理解不夠深入，實驗條件不夠熟悉；（2）能給予學生的實驗設計時間過短，學生自主設計階段沒有時間進行充分的自學、分析和思考，難以充分展現學生實驗的自主性與綜合性。

4.實驗教學評價不夠完善。原有的實驗教學考核僅以實驗報告作為考核成績的依據，教學評價較為單一，而實驗報告又采用學校通用模板，不能很好地體現專業實驗課的內容、要求及實驗過程中學生的真實情況，不能很好地反映實驗教學目標的達成情況。

三、材料成型自主設計綜合實驗持續改進的課內循環體系

1.材料成型自主設計綜合實驗持續改進的課內循環體系設計。課內循環是課程目標的評價與改進循環，建立完善的課內循環體系是保障課程教學目標達成的關鍵環節之一。從基于OBE的三循環評價與改進模型可知，該三循環評價與改進體系及其相互關系是建立在三個宏觀層面上的，其中，教學評價是三個循環的中心環節。因實驗教學與理論教學在方式、方法、環節等方面顯著不同，對于單門實驗課而言，其課內循環體系有其自身特點。圖1是構建的“材料成型自主設計綜合實驗”課內循環體系。

圖1 “材料成型自主設計綜合實驗”課內循環體系

在圖1的課內循環體系中，其邏輯關系為：依據實驗課程所支撐的畢業要求指標點及其他支撐該指標點課程的教學目標確定實驗教學目標，依據實驗教學目標確定實驗教學要求，依據實驗教學要求確定實驗教學內容，依據實驗教學內容確定實驗條件（包括場地、設備、工具、耗材），依據實驗條件確定實驗教學過程，依據實驗教學過程完成效果進行實驗教學評價，依據實驗教學評價結果改進和完善實驗教學目標及課內循環的各個環節。

2.課內循環各個環節主要特點。綜合比較實驗課與理論課程，二者在教學手段、教學方式方法上具有顯著不同，形成了自身的課內循環特點。基于OBE 的評價與改進循環內涵要求及我校材料成型與控制工程專業特色，“材料成型自主設計綜合實驗”課的課內循環主要由六個環節組成（見圖1），形成了綜合實驗課特有的課內評價與改進模型，其課內循環各個環節主要特點如下：（1）實驗教學目標。依據實驗教學目標必須能夠支撐相應畢業要求指標點的要求，在確定實驗教學目標時，特別應注意的是在確定實驗教學目標時，既需要完整理解所支撐的畢業要求指標點內涵，又需要統籌考慮課程體系中支撐該畢業要求指標點的其他課程支撐強度及其教學目標、內容、要求等，達到對畢業要求指標點支撐的完整性、系統性、協調性等整體要求，防止出現支撐盲區和過度重復。（2）實驗教學要求。教學要求要以課程教學目標為導向，提出保障實驗課程教學目標達成的方法和措施，如學時安排、實驗時間安排、實驗過程管理、預習及自主實驗設計，以及實驗過程、實驗結果分析、實驗報告撰寫等，貫穿實驗教學各環節。實驗教學要求要明確、具體、可行，實驗教學要求是課程教學目標的充分條件，即滿足了實驗教學要求就可實現教學目標。（3）實驗教學內容。依據課程教學目標和教學要求來設計實驗教學內容，要充分反映以學生為中心，以目標為導向的原則，體現課程目標要求的“學什么，實驗做什么”。（4）實驗教學條件。實驗教學條件是完成實驗教學內容的必備條件，是教學目標達成的基本條件和保障，是實驗課程課內循環的關鍵節點之一。實驗教學條件制約著教學內容和要求，實驗設備條件應能夠使學生在實驗過程具有充裕的自主性、綜合性和創新性的空間。實驗設備條件建設與改進應考慮設備購置流程長，通常會影響到課內循環中實驗條件環節持續改進的及時性和效果。（5）實驗教學過程。實驗教學過程應能激發學生對實驗現象進行深度思考與總結，提高學生學習的主動性、能動性、創造性，保證學生能力差異化、層次化的培養。在實驗教學的各個環節進行合適的過程考核，有利于引導學生重視實驗課程學習、提高學習的積極性。（6）實驗教學評價。持續改進是OBE的三大原則之一，持續改進的前提是教學評價。獨立實驗課教學與理論教學相比有其自身的特殊性，材料成型自主設計綜合實驗的教學評價方式為：通過實驗預習與實驗設計及其答辯、實驗過程、實驗結果分析與討論三方面給定成績，從而評價實驗教學目標的達成情況。實驗預習及實驗設計不通過不能進入下一階段。實驗預習與實驗設計及其答辯、實驗過程屬于過程評價。該實驗課程的教學評價緊緊圍繞其教學目標展開，依據教學目標確定每一環節分數分配比例及評分標準，再依據學生每一環節完成情況和評分標準給定學生分數，使實驗教學評價更加符合OBE的要求，改變以往僅憑實驗報告給定成績的做法，有利于教學目標的達成。

3.實驗課課內循環改進和外部循環改進的關系。綜合實驗作為課程體系中的獨立課程，其循環與改進具有自身的循環改進特點。由圖1 可知，綜合實驗課的課內循環是一門課程的微循環，是課內循環評價改進的基礎組元，通過其課程目標融入課程體系和總體課程目標，通過實驗教學評價納入校外循環評價改進和校內循環評價改進中。

四、課內循環持續改進措施與效果

1.改進措施。基于OBE理念，依據圖1自主設計綜合實驗課內循環評價與改進體系，采取了以下具體改進措施：（1）對與該實驗課程支撐相同畢業要求指標點的其他課程進行統一考慮，協調了相關課程的教學目標、要求、內容；（2）不斷完善實驗條件，更新和完善實驗設備種類（如增加了焊接機器人、無損檢測）、增加臺套數、增加實驗材料種類，為學生的自主性、創新性和綜合性提供更多空間；（3）根據課內循環評價結果和需要改進的問題，結合實驗要求、實驗內容，實驗過程等，增加了50%的實驗課學時，由原來的1周增加至1.5周；（4）提前布置實驗任務，使學生具有充裕的課余時間開展文獻及標準查閱、實驗內容預習，了解和掌握實驗設備及實驗過程，開展實驗設計；（5）學生成績由三部分構成：實驗設計及答辯占20%；實驗過程評價占20%、實驗結果分析與討論占40%，將考核貫穿于整個實驗教學過程，學生對實驗課的重視程度也有明顯提高；（6）學生提交實驗報告時同時提交實驗教學意見反饋表。

2.課內循環持續改進效果。材料成型自主設計綜合實驗的課內循環持續改進方案在2016級學生中開始實施，通過對比改進前后課程目標平均達成值，發現實施持續改進方案后，五項課程目標的達成值均得到了有效提高。說明課內循環持續改進方案明顯提高了整體教學質量。

結語

持續改進是OBE的基本原則和要求，獨立的綜合實驗課作為課程體系的重要組成部分，持續改進是基于OBE的三循環評價與改進的重要基礎環節。綜合實驗課有別于理論課，其教學方式、方法及教學評價具有顯著差異，評價與改進環節也有其特殊性。基于OBE的三循環評價與改進模型建立了材料成型自主設計綜合實驗的課內循環與改進模型，并依據該課內循環與改進模型進行了材料成型自主設計綜合實驗持續改進實踐，取得了較好的持續改進實踐效果，課程目標的達成值明顯提高，保障了該課程教學效果的穩步提升。