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摘要：《固体物理学》是新能源材料与器件专业的一门专业基础课，学生的学习效果直接影响学生后续的学习和研究工作的开展。工程教育认证背景下的OBE（Outcome Based Education）理念重在成果导向，由教师教了什么转向学生学了什么。本文根据《固体物理学》课程的特点，结合理工科学生的实际情况，从教学内容、教学方法和考核方式出发，结合成果导向，提出OBE教育理念下，《固体物理学》的教学改革与实践。
关键词：OBE教育理念；固体物理学；教学改革
本文引用格式：田传进，等.OBE教育理念下《固体物理学》教学改革与实践[J].教育现代化,2019,6(95):32–33,38.
Teaching Reform and Practice of Solid State Physics under the OBE Education Concept
TIAN Chuan-jin,ZHAO Wen-yan,CHANG Qi-bing,XU Xu,LI Peng-zhang
（School of Material Science and Engineering Jingdezhen Ceramic Institute,Jiangxi Jingdezhen）
Abstract:"Solid Physics"is a professional basic course for new energy materials and devices.The learning effect of students directly affects the follow-up study and research work of students.The concept of OBE(Outcome Based Education)in the context of engineering education certification focuses on results orientation.What the teacher taught has turned to what the students have learned.According to the characteristics of"Solid Physics",we put forward the teaching reform and practice of"Solid Physics"under the OBE education concept.This combines the actual situation of science and engineering students,teaching content,teaching methods，assessment methods and results-oriented content.
Key words:OBE education concept;Solid state physics;Teaching reform
OBE教育是Outcome Based Education的首字母缩写，简称OBE，指的是以成果为导向的教育，也被称为能力导向和目标导向或需求导向教育。它于1981年被Spady等人提出[1]，并作为一种先进的教育理念应用于教学工作中，得到了人们的深度重视与广泛认可，现已成为美国、英国、加拿大等很多先进国家的教育主流理念[2]。《华盛顿协议》也已全面接受了OBE的教育理念，并将其贯穿应用于工程教育认证的标准中[3]。
OBE的教育理念是“以学生为本”，聚焦于学生受教育后能够获得什么能力和可以做什么。一切教育活动、教育过程和课程设计都紧密围绕能够实现预期的学习结果而设定[4]。
固体物理学是研究固体的物理性质、微观结构、固体中各种粒子的运动形态、规律以及他们之间的关系的一门学科。属物理学中内容较为丰富、应用极为广泛的分支学科之一[5]。各个时代都有具有自己特色的固体材料、器件和有关制品，其重要性不言而喻。
固体物理学主要包括晶体结构、固体的结合、晶格振动、能带理论等基本内容，它涉及到晶体结构学、大学物理、热力学及统计物理和量子力学等许多学科的相关知识，是一门理论性很强的课程。
传统的教育理念是以“教”作为教学的核心，考核方式也仅仅限于对学生记忆力的考察，常常以试卷考试为主，对培养学生的综合素质方面十分欠缺[6]。在这种教学理念下，学生的理论知识常常高于社会实践能力。这在极大程度上限制了学生发现问题和解决问题的能力，从而脱离社会需求。也就是说传统的教学模式不能满足社会需求的应用型人才的培养。
本文主要从固体物理学在面向景德镇陶瓷大学新能源材料与器件专业学生的培养要求及特点，结合作者在讲授固体物理学课程时的一些心得和体会，以OBE教育理念为导向，在《固体物理学》的教学内容、教学方法手段和考核方式等方面提出了一些教学改革，以培养社会需求的应用型人才。
一 OBE教育理念与传统教学
OBE教育理念与传统教学主要区别表现在以下几个方面。
（1）在传统教学中，主要关注Input，根据教学大纲的要求，课程的主要内容、上课时间、获得的学分、怎样学习均有教师统一安排。而在OBE教学中，更多的去关注Output，即在所学内容里，学生掌握了什么远比如何学习更重要。如固体物理学中PN结的概念，在传统教学模式中教师会讲授给学生什么是PN结以及PN结有什么性质，不太关注学生是否理解和是否会应用。而在OBE教学模式中主要关注学生是否真正的掌握和应用，即是否会的问题，也就是我们所说的Output。
（2）在传统教学中，我们总是以教师、课本、课件作为中心，以教师的主动行为驱动其课程的进行，过渡强调教师所希望的学习的上课内容。而在OBE教学中，变为一切以学生为中心，所有学生积极主动地学习，以学生的不断进步、反馈为驱动力，特别强调学生的学习结果，所有的教学和学习过程均可得到持续的改进。
（3）在传统教学中，由于档案和学籍的限制，很多学生只能在一个学校的某专业领域学习。而在OBE教学中，我们的目的是学习结果的取得，经过预评估，可以实现跨学校跨学科的学分互认，学生可在多个专业领域、不同学校、不同的时间学习。
（4）在传统教学中，关注教师的“教”，注重经费投入的多少、师资队伍建设的强弱、教学过程和教学管理机制是否完善。而在OBE教学中，关注学生的“学”，注重学生学到了什么，掌握了什么，培养目标与毕业要求是否一致，预先设定的学习目标是否已经达到。
（5）在传统教学中，内容决定教学内容，教学计划的核心是确定要讲什么内容，而确定哪些内容是根据是对于该课程的“理解”，教学实施过程是安排上“好”每一节课。而在OBE教学中，国家、社会、行业需求决定教学内容，教学的目的是使生达到一定的解决问题和分析问题的能力和综合素质，而教学计划也要明确支撑毕业要求。
（6）在传统教学中，以考试、分数为评估，教学评估是评价每门课上得怎么样，即老师教的怎么样。在OBE教学中，常常应用多种评估体系、逐项评估，评价的是学生“学的怎么样？”强调的是学生的学习成果而不是考试分数。
二 OBE教育理念下《固体物理学》具体实施方案
在OBE教育中，要想设计好《固体物理学》具体实施方案，有三个核心问题需要解决：①学习需求和学习目标，也就是说为什么让学生学习固体物理学以及让学生学习固体物理学的什么内容？②学习过程，即如何学习才能让学生取得这些预期的学习结果？③学习评价，即要用一个什么的体系和手段有效地评价学生是否取得了这些学习结果？要解决这几个问题，我们需要从以下几方面入手。
（一）贯彻“反向设计”的教学设计方案
《固体物理学》教学设计以学生的知识、能力、素质达到最终目标为起点，反向进行课程设计，根据教学设计而开展教育、教学活动，确定所有迈向最终学习成果的教学都是可适的。其教学设计流程如图1所示。
首先，作为讲授《固体物理学》课程的教师要明确学生未来的从业方向和社会需求，以新能源材料与器件专业的学生来说，从事与新能源材料相关的工作较多，所以在讲授内容上半导体相关的知识和应用应当做为重点让学生掌握，并以学习结果为导向，培养学生的实际应用能力。如：在学习能带理论这一章节的内容时，要通过能带理论，让学生深刻掌握导体、半导体和绝缘体之间的区别以及这些材料能带的差别。不仅仅要掌握能带的内涵及如何形成的，更重要的是如何利用能带理论进行材料的设计与制备。特别是对新能源材料与器件专业的学生来说，未来更多的是从事与太阳能电池相关的工作与科研，导带与价带的位置，带隙以及不同材料间能带的匹配非常重要，学生想学习应以会应用能带理论设计电池结构为目的。这也同时提高了学生的社会应用价值，进而提升学生的就业率。然后进一步推进新能源材料与器件专业的工程认证，让学生与国际接轨。
（二）以学生为中心的教与学的实施
众所周知，《固体物理学》是一门理论性较强的基础学科，但又非常重要，在传统教学中，以教师的“教”为中心，学生处于被动学习的地位。但是在OBE教育理念下，我们要把教师的“教”变为学生的“学”，这是学习过程的重要阶段，作为教师应从以下三点入手帮助学生取得学习结果：（i）从学科导向向目标导向转变。在传统的教育中，固体物理学的学习是是学科导向的，强调该学科知识体系的系统性和完整性，注重学科的需要而忽视了专业需求。而成果导向的教育是以学习目标为导向的，它遵循的是“反向”设计原则，由需求决定教学内容、培养目标、教学方案和毕业要求。把“适应”国家、社会和用人单位的需求变为“满足”他们的需求，最大程度地保证了教育目标与结果的一致性；（ii）从教师的“教”为中心向学生的“学”为中心转变。所谓以教师的“教”为中心是指，教师根据教学大纲的内容，设计好教什么，如何教。在教学评价上也以教师“教”得怎么样为指标，这是学科导向教育的必然。而以学生的“学”为中心是指，教师根据国家、社会和用人单位的需求，设计让学生学什么，怎么学。而教学评价也取决于学生的学习成果，掌握了什么知识，会不会应用，这是成果导向教育的使然。（iii）从质量监控向持续改进转变。我国高校目前的教学质量管理，还停留在对各个教学环节进行监控的阶段，如学期中期各种教学文件的检查，教学督导不定期的听课等，初步具备监督、调控功能，但显得呆板、缺乏改进功能，教学效果也不佳。而成果导向的教育是一个持续改进的过程，它会随外部需求的改变而改变，如在“中国芯”如此之紧缺的今天，我们需要更多科研人员去开发。而作为大学固体物理学教师的我们就应该以需求为出发点，让学生掌握更多的半导体知识，为中国芯的开发奠定基础。
（三）持续改进的教学评估
OBE的教育内涵是强调教育的结果，以学生的最终学习成果为最高评估指标。一切不以学习成果为目的的评价都是无效的，教育工作者在对学生进行评价时，需要以学习结果为评价标准，进而进行能力培养。而教学评估的指标也需要持续的改进。但要保证做到以下几点来保障学生的学习结果：（i）对社会需求、培养目标、毕业要求、教学环节等都要进行评价和改进；（ii）每一位教学参与者，包括任课教师、教辅人员、实验人员等都要进行评价；（iii）建立合适的评价的机制和评价周期；（iv）评价结果须用于改进教学。
三 总结
本文根据《固体物理学》这一课程特点，结合理工科学生的实际情况和社会需求，从教学内容、教学设计和考核方式出发，提出OBE教育理念下，“以学生为中心”的“反向设计”的教学设计方案和“持续改进的教学评估”体系。这对我国高等教育更好地适应社会发展需求，迎接新的挑战，积极推进教育教学改革具有很大的促进作用。
参考文献
[1]Spady W G.Outcome-Based Education:Critical Issues and Answers[M].American Association of School Administrators,1801 North Moore Street,Arlington,VA 22209.1994.
[2]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式[J].高等工程教育研究,2014,1:27–37.
[3]樊一阳,易静怡.《华盛顿协议》对我国高等工程教育的启示[J].中国高教研究,2014(8):45–49.
[4]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育,2014,17:7–10.
[5]黄昆,韩汝琦.固体物理学[M].北京:高等教育出版社,1997.
[6]赵文燕,田传进.“互联网+”时代下PBL教学模式及问题设计的原则[J].大学教育,2018(2):46–48.
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