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摘要：为了对学生分析、解决问题的能力及实践应用能力等进行有效的培养，文章从“ 无机材料物理性 能”课程教学设计、“ 无机材料物理性能”课程讲义编写和网络资源建设两个方面入手，对 OBE 教育理 念下“ 无机材料物理性能”课程教学改革进行了探索。
关键词：“无机材料物理性能”课程教学,OBE 教育理念,讲义
在信息技术和网络科技快速发展的背景下，大学 生接触各类教育资源的机会大大增加，除了课堂教学， 还有各种网络课程和视频等学习资源 。因此，为了更 加符合时代发展的需要，高等教育的教学理念和方法 发生了转变，以往“填鸭式”的教学方法已不再适合新 时代的教育目标。许多新的教育理念，如翻转课堂[1－2]、 线上线下混合式教学[3－4]、OBE（Outcome-based Edu- cation）教育理念[5－7]等应运而生，为新时代高等教育的 发展提供了新思路。
其中，OBE 教育理念“ 以学生为中心”，注重对学 生学习情况的考核，以输出为标准，彻底改变了以往 “ 填鸭式”的教育方式，符合新时代对大学生能力培养 的需求。“无机材料物理性能”是无机非金属材料及相 关工科类专业的主干课程，课程内容包括无机材料的 受力形变、脆性断裂与强度，以及热学、电学、介电、光 学、磁学等性能的概念和定义、外界条件与内部变化 之间的宏观表达式、性能发生的微观机制、性能测试 方法及性能影响因素等[8－9] 。然而，以往的教学只注重 对基础理论知识的讲授，缺少对学生实践应用能力等 的训练和培养[10－15]；教学方法上，主要强调教师的“教”， 而忽视对学生平时学习情况的考核 。因此，在 OBE 教 育理念指导下，对“无机材料物理性能”课程教学改革 进行探索极为必要。
一 无机材料物理性能”课程教学设计
在 OBE 教育理念指导下，教学过程应始终以学生 能力培养为目标。因而在进行“无机材料物理性能”课 程教学设计之前，教师需要明确“无机材料物理性能 ” 课程教学目标，再设计相应的教学环节。
（一）基础理论知识和应用能力方面
“ 无机材料物理性能”课程教学目标主要包括以 下四个方面：①能够准确理解无机材料物理性能的定 义，能够准确分析相应的外界条件、材料的响应和表 征参数；②能够从材料微观结构的角度，分析材料在 外界条件下发生响应的原因及发生规律；能够基于材 料性能发生的微观机制，准确分析各种因素对材料性 能的影响，并提出改善材料性能的方法或途径；③能 够准确掌握材料性能测试的方法及规范，并准确测试 材料的性能，具备严谨、踏实的作风和学风；④能够从 材料性能的基础知识出发，具备设计具有优异性能材 料的能力；能够利用材料性能的知识，解释和解决实 际生产生活中的问题，具备扎实的应用能力。
根据布卢姆教育目标分类[16]，“无机材料物理性能 ” 课程教学目标可分为 3 个层次：低阶认知—材料性 能基础知识的理解和记忆，中阶认知—材料性能的 分析和应用 ， 高阶认知—— 材料性能的设计和评价 。 因此，笔者针对每一层次的教学目标，设计了相应的 教学环节，如练习、测试、案例教学、文献阅读、实验设 计等 。具体如图 1 所示。
如表 1 所示，本课程每章都设计了具体的教学目 标、教学内容和对应的教学活动，如案例教学、随堂测 试、思考题、作业题、课堂讨论（小组报告）、材料性能设 计及测试等。由此，确保了每一节都至少有一个教学案 例，每一章中有一个教学讨论活动，并开设了无机材料 的强度、无机材料的硬度和无机材料的热膨胀系数测 试等实验。例如，第五章电子电导教学中，首先对比导 体、绝缘体和半导体的电子电导行为，引入电子电导行为；之后由学生讨论分析太阳能电池中 p-n 结的形成过程，思考工程上如何区分 p 型半导体和 n 型半导体。
对“无机材料物理性能”课程教学目标和教学效果 进行评价时，考虑到不同层次的教学目标和教学方式 不同，应该选择不一样的评价方式，如表 1 和图 2 所 示。其中，对于材料性能基础理论知识的理解和记忆， 主要在“训练、练习”等环节，利用课前预习题、课堂测 试题和思考题、课后作业题等进行检测，即以各种作业 题为主，考核学生对基础理论知识的掌握情况，并将这 一考核结果作为学生的平时成绩（占总成绩的20%），且 为了方便，可利用学习通进行数据统计。
在中高阶认知中，学生需学会应用所学的无机材 料性能的基础知识，分析实际案例、解决实际问题，学 会材料性能的设计，提出材料性能改善的方案，并对 最终结果进行总结、评价等，这强调对学生应用能力 的培养。如表 1 和图 2 所示，对学生应用能力的评价，主要通过课堂讨论小组报告、实验报告、文献分析报 告、材料性能设计方案等实现，占总成绩的 30% 。例 如，在讲述抗热震性能时，教师以远古故事“ 大禹治 水”为线索，引导学生运用所学知识，讨论在没有先进 工具的情况下，如何进行开山以疏导水流，并形成一 个小组报告 。在讲授无机材料强度时，要求学生查阅 相关的文献资料，分析混凝土强度的影响因素，设计 相应的变量以提高混凝土的强度，形成文献分析报告 及性能设计方案；并制备混凝土试块，测试各混凝土 块的强度，完成数据的对比分析，最终形成实验报告。
另外，为了对学生学习效果进行综合考查，教师须 设计各种基础理论知识题、案例分析题和讨论题等，以 期末闭卷考试的方式，考查学生对基础理论知识的掌 握情况和应用知识分析问题的能力，占总成绩的50%。
（二）课程思政建设方面
2016 年，习近平在全国高校思想政治工作会议上 强调，“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治 工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育 人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”[17] 。在这 一背景下，要求高等学校在将思想政治课作为育人主 渠道的同时，积极发挥专业课的协同育人作用，实现 专业课程与思想政治教育的有机融合[18] 。因此，在“无 机材料物理性能”课程教学中，除了对学生基础理论 知识的掌握和应用能力等进行培养，还强调了对学生 价值观和科学精神的培养， 并为此设立了相应的价值 目标， 即从政治认同和国家意识、学术志向和专业伦 理、品德修养和人格养成三方面对学生进行价值引领， 使学生增强“ 四个自信”，具有民族自豪感、责任担当意 识和国家使命感；树立学术志向，提高专业认同感和社 会责任感，树立环保意识和工匠精神，培养批判性和创造性思维，以及实事求是、锐意进取的科学精神 。而对 学生价值观和科学精神的培养，主要通过课程思政的 方式实现。
在“无机材料物理性能”课程教学过程中，教师要 结合教学案例，深入挖掘其中的课程思政元素，以达 到教书育人的目的 。如表 2 所示，表内列举了本课程 的部分教学案例及其中蕴含的思政元素，同时说明了 其组织形式。
“ 无机材料物理性能”课程思政教学中，教师可以 案例为引实施教学 。例如，在讲述陶瓷材料的增强增 韧方法时，教师可以碳纤维增强碳化硅复合材料为例， 讲述 2004 年张立同院士获得国家技术发明奖的事 迹，并着重介绍张院士的生平和主要贡献，然后组织 学生讨论，让其阐述自身的感受。对于学生而言，必然 能从张院士对国家科技和进步发展的贡献中，看到作 为材料工作者的工匠精神，增强对本专业的认同感。
二、“ 无机材料物理性能”课程讲义编写和网络资 源建设
在 OBE 教育理念下，以学生为中心的教育教学也 应该包括培养学生主动学习、自动学习的能力 。特别 是对于当代大学生来说，即将步入这个快速发展的社 会，新的科学技术不断发展，对学生自主学习能力的 要求将越来越高 。因此，在“无机材料物理性能”课程 教学中，教师除了注重课堂教学及考核，还应鼓励学 生课下复习、主动学习。
为了让学生更好地进行复习和主动学习，掌握无 机材料物理性能的基础理论知识，提升实践应用能 力，笔者编写了“无机材料物理性能”课程的讲义 。讲 义内容密切结合课程教学过程，除了列举基础理论知 识，还设计了教学案例、思考题、随堂测试题等 。在合 理简化理论知识的基础上，笔者引入了 50 个教学案 例，增加了 20 个随堂测试题和 26 个思考题（探究式 问题），并编写了材料性能测试的实验内容和多种材 料性能设计的项目（文献分析）等。
对于新编的讲义，学生普遍觉得有用 。在匿名问 卷调查中，学生的满意度达到 97%以上 。这从一些学 生的留言中就可以体现，如“ 很好，能帮助理解知识， 案例也比较接近生活，是生活中的例子”“可以让我们 对于知识的掌握变得更加深入透彻”“ 我认为这种方 式可以加固记忆，而课堂上学习的内容，如果不及时 巩固，会很快忘掉”等反馈都反映出学生对新编讲义 十分满意。
另外，教师可将“无机材料物理性能”课程中的各 种教学案例、思考题、课堂讨论活动、实验过程等整理 成资料，并上传至学习通网络平台，以便让学生更好 地进行线上线下学习。此外，教师还可以上传与“无机 材料物理性能”课程相关的教学视频和动画演示，如 p-n 结的形成过程、锂离子充放电原理等，以帮助学生 更好地理解知识 。目前，在学习通网络平台上，已上传 了“ 无机材料物理性能”课程每一章节的课件和预习 题、作业题、随堂测试题和思考题（共 99 题），同时上 传了 13 个视频、29 个各种与教学相关的文档（教案、 教学大纲、教学计划、讲义、教材等）和文献。学生通过 线上线下相结合的学习方式，可以更好地提高自主学 习能力。
三、结语
在 OBE 教育理念指导下，教师明确“无机材料物理性能”课程教学目标，并设计相应的教学环节，有利 于顺利传授基础理论知识，并对学生分析问题、解决 问题和实践应用能力等进行培养 。OBE 教育理念下 “ 无机材料物理性能”课程教学改革是一项系统性的 工程，既要从课程目标出发进行教学设计，还要注重 编写课程讲义和加强网络资源建设，这样才能提高 “ 无机材料物理性能”课程教学质量。
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