1. 引言
OBE教育理念以成果为目标导向，以学生为中心，采用逆向思维的方式进行课程体系建设，指导学生渐进式学习并评价学生每个过程的学习成果，最终促进教学质量的提高[1] [2]。以社会需求作为成果导向的OBE理念，引导工程类本科实践教学要着眼于“新工科”，这无疑给工程类本科实践教学提出艰巨的挑战[3] [4]。在新工科背景下，我校对工科类学生培养目标中的创新能力和解决复杂工程问题的能力提出了更高的要求。“金属工艺学”课程是我校金属材料工程和材料成型与控制工程专业的专业核心课程之一，目前教学形式以教师讲授为主，实践操作为辅，其比例约为6:1。讲授过程学生的参与度不高，与工程教育OBE教学理念相差甚远，难以实现培养学生自主学习、创新思维及解决工程问题的能力。要达到培养高素质复合型新工科人才的培养目标，必须优化理论教学、提升实践教学比例，使学生在具备扎实的理论基础上，具备解决实际工程问题和创新的能力。
本文以新工科建设为背景，针对“金属工艺学”课程教学中存在的问题，以面向产出为导向，将OBE的理念引入教学环节，紧密联系知识–能力–素质培养目标，探索“金属工艺学”课程的教学目标、内容、方法、考核方式等的改革与实践，激发学生自主学习的热情，提高学生理论知识与实践知识相结合的能力，使学生具备解决复杂工程问题的实践能力、创新思维能力和工程素养的培养目标[5] [6]。
2. “金属工艺学”课程教学现状与现存问题
2.1. 教学方法与工程教育差距大
目前我校“金属工艺学”课程采用小班教学制，总课时量为42学时，授课课时为36学时，实践学时为6学时。从教学特点来看，内容较复杂、课时总量较少、理论课占比较高，在理论教学过程中，虽然也适当采用了先进的多媒体设备，但一些教师讲授知识的方法还是生硬灌输，课堂趣味性不足，为追赶进度也未设置互动环节，学生普遍被动学习知识，学习的积极性日益下降，甚至丧失了自信心，学习效率偏低。因教师讲课内容多，故而很难兼顾每位学生，很难实现以学生为中心，故而也无法达成预期设定的理念教学要求。
2.2. 教材内容与现代技术同步性有差距
本课程使用的教材为2017年高等教育出版社邓文英等主编的《金属工艺学》上下册第六版，是在2008年第五版的基础上增加了非金属材料及其成型的内容，对之前的内容有少量更新，添加了部分前沿科研成果，然而，其中有关生产工艺的实践、国际领域的先进技术等内容尚未落实更新，对于区域经济发展相关内容也没有很好扩充。同时，教材的部分内容和实际科研、工程问题相互脱节，未充分结合行业形势，与科技发展间的适应性不足，导致学生学习后无法将知识运用到实际中，学生所学习的前沿知识还比较少，需进一步补充。
2.3. 教学中的实践学习机会较少
“金属工艺学”包含了理论内容、实操内容两大部分。在“金属工艺学”课程中理论课时与实践教学比例为6:1，只有实验部分教学有一门实操课程，不能覆盖所有的理论教学内容。实践课程环节少，无法使学生切实掌握处理工程各类问题的技能。在材料工程的相关成型专业，实操技能的重要性不容忽视，而教学中学生的实践学习机会较少，则导致学生日后在行业内就职面临很大压力，对地方经济发展也会产生不利影响。
2.4. 教学考核不够全面
在“金属工艺学”课程考评方面，主要设置了期末考试成绩考评、课堂表现考评、课堂出勤考评、课后作业考评以及课程笔记记录考评等几种形式，其中期末考试的试卷分数成绩占总成绩的比例达到60%，因而许多学生会在临近期末时着重复习、死记硬背，未能在平时学习中将知识理解和应用。由此可见该课程的考核不够全面，主要是对于学生学习过程的考核不到位，因此也无法确定教学是否达到预定目标，难以保证学生对知识理解透彻并提高能力，致使教学质量欠佳。
3. 新工科背景下“金属工艺学”课程教学推进改革的方向
本校为了使金属材料、成型控制与相关工程专业的学生掌握与行业对接的实操技能，积极结合OBE教学理念，及时发现课程教学遇到的现实问题，再从学生需求角度出发，围绕着以下几个方面实施该项课程的教学改革。
3.1. 修订教学目标
结合新时期工科人才培养的要求，为了使学生真正学好“金属工艺学”这门课程，提高学生理论知识和工程实践能力的有机结合，本次基于新教学理念，对课程教学体系开展了反向倒推设计，其主线为将成果作为导向对人才培养目标进行制定，同时结合该专业学生的毕业要求，对教学内容进行调整，对教学体系进一步完善[7]，在制定课程教学目标也要从三个层面出发，包括知识、素质以及能力。第一层次知识的教学目标：使学生全面掌握金属工艺学的基础理论知识和工艺过程；第二层次能力的教学目标：能够应用金属工艺学知识解决金属生产加工的简单的工程问题，利用金属工艺学成形和机加工理论知识进行金属零件的生产、研发以及设计等；第三层次素质的教学目标：让学生通过学习工艺知识形成精益求精的工匠精神，锻炼探索意识并提高创新素养，成为新时代高素质的优秀人才。
3.2. 完善教学内容
“金属工艺学”课程主要分为两大部分，一部分介绍金属的成形理论及方法，包括铸造、塑性加工、焊接；另一部分介绍机械加工的理论和方法，包括车削、刨削、铣削、磨削等。涉及的基础理论和工艺方法内容多，在有限学时内难以讲授课程全部知识。以OBE教育理念为指引，依据课程目标，围绕培养学生工程意识和解决复杂工程问题的能力、创新能力和素质培养等方面，可持续提高教学效果，对教学内容进行整合、优化。
增设自主学习模块，减少重复知识点的赘述。在学期有限学时内，突出和优化重点教学内容，在课堂上讲解案例将知识点融会贯通，再通过作业形式引导学生自主学习。例如在教学中适当舍弃一些实际应用价值小的内容，补充本领域新的技术和方法，以便学生在学习过程中掌握金属工艺的前沿知识。“金属工艺学”课上教学内容偏于理论，较难理解，同时课堂较为枯燥。多媒体辅助教学是一种现代化的教学手段，利用多媒体设备以图像或声音的形式向学生传递教学内容，具有扩大信息容量、完善课堂教学结构、启发学生想象力和提高学生学习乐趣等优势，现已成为课堂教学的重要手段。借助慕课、爱课程、优酷、科普中国等网站的视频，可更形象地对知识点进行讲解，引导学生自主学习国内外优秀的课程，激发学生自主学习的热情，提高其分析、解决问题的能力和创新能力。
结合仿真实训。OBE理念下的教学更强调学生切实掌握知识与技能的水平，学生本身也有所认知，其中实践操作的课程教学内容极为重要[8]。我校有虚拟仿真轧制实训教学软件，给教师提供了将压力加工理论教学和实践教学结合的虚拟仿真平台。在教学基于仿真平台进行操作时，学生本身是主体，而教师则退居到辅助位置；平台仿真的内容与实际工厂情况十分贴近，也考虑到真实企业的需求，在教学过程中，通过操控电脑就能调节企业金属轧制工艺设备的关键参数，控制各环节，不仅如此，系统也能仿真模拟工厂设备现场运行生产的场景，其有效控制需要两方操作员的良好配合，切实协调现场操作与控制室操作，使学生体会到团队协作操控工艺生产的氛围。实际仿真的内容除了各类设备外，还包括检测仪表、管线等，带给学生一种仿若身临其境般的体验，更加直观地了解材料的性能和设备的使用。学生实操时可以模拟实际的生产过程，了解金属材料在加工成型过程中的动态工作特点。
要跟上时代发展变化对教学内容不断补充及更新调整。工业领域的金属工艺并非一成不变，高校在教学过程中也不应拘泥于固定教材案例，可以让学生线下在网上或图书馆查询最新的文献资料，整理金属加工成型工艺的最新消息，再让其带到课堂上提问或与他人讨论，研究金属成型加工工艺方法的优势和不足之处，这样不仅可以提高学生的学习效率，更能激发学生学习的主观能动性，也能确保学生了解更为前沿的技术，形成创新意识。
在理论教学中融入科研的最新理念。实际进行第一章金属铸造理论内容讲解时，教师可提前搜集较新的一些科研项目，展示其实验操作的数据、图像、论文以及科研成果等，向学生介绍铸造方法对铝合金金相组织和力学性能的影响，适时引入先进的新工艺，比方说消失模铸造工艺、压力铸造工艺，这种现代化工艺知识也能吸引学生的注意，使其对专业的认可度更强。
3.3. 采用多元化教学手段
实施“金属工艺学”课程教学时，鼓励教师采用多元化的教学手段，还要充分利用网络技术，带动学生学习兴趣的提高，可以运用的教学方法包括项目教学法、问题导学法、案例教学法等，都有助于促进学生学习水平的提升，像是项目教学法能够让学生结伴进行讨论探究，激发学习的主动性，改变学生的学习心态，甚至容易形成终身学习的意识。
比如说课程教师可以采用学习通软件，发布驱动学习的问题，同时要设计讨论环节、提问环节、小测试环节，切实了解学生对问题的理解程度，确保其顺利完成学习，这些学习环节可以设置操行分，计入到最终成绩的平时成绩当中。尤其是在理论知识的讲解过程中，一定要保证每一章都设置两到三次提问，具体步骤是提出问题、学生讨论、合作解答。以铸造知识讲解为例，可以让学生讨论轮毂成形的原理，让学生从选择金属材料、金属的物理化学性能、力学性能、经济性等方面作答。这些问题可以调动学生探索欲，还具有针对性特征。
3.4. 在探索实践学习项目中融入课外设计
此次研究的工科课程具有很强的实践特性，因此若实践课时存在严重缺乏时，相关教师也可融入一些课外设计，丰富实践学习项目的内容，再让学生以小组形式学习，还可以选择自己喜欢的项目，如砂型铸造、压力铸造、熔模铸造等，让学生查找相关文献，对金属制造工艺的浇注条件、铸型的填充条件、设计铸造工艺路线等进行了解，鼓励学生创新设计，大胆研发出一些新工艺。
3.5. 采用科学合理的考核方法，重视项目达成度评价
基于OBE教学理论的课程评价需要从多个角度出发，像是可以考核学生掌握理论知识的水平，也可考核学生处理复杂金属加工问题的技能培养情况，围绕着整体教学内容，可以落实课程的理论部分考核、平时考核以及工程设计相关考核，使评价更为客观。
平时考核。考核学生在课堂中的出勤率、讨论情况、听课状态以及问题回答参与情况等，使考评体现出综合性特点，该过程也要注意通过考核来激励学生学习。
理论考核。通过测试来判断学生掌握知识理论的扎实程度，具体包括是否可以结合不同材料、不同的性能要求选择合理的成形方法并制定可行的加工方案。相关测试对于学生理论学习情况的反映相对客观，但也需保留意见，整体课程的学习考评中适当将理论知识测试比例降低。
工程设计相关考核。由于该课程的实践教学十分重要，故而在课程考核时，可针对课后项目完成实践提出一些要求，像是教师设计学习项目时可以采用“金属制造成型工艺设计比赛”的新颖形式，使学生形成几个小组，同时也提前给出两种常见的成型工艺。如以A356.2铝合金等金属材料为研究对象，团队依据“金属工艺学”课程知识，自主查阅检索相关文献，对成型工艺情况进行调研，完成设计两种成型方法的工艺过程项目申报书。
此次考评的总分由课堂回答、PPT汇报和课后项目作业的申报书提交等评价组成，在理论教学的课程完成之前，可以让每个小组选一名代表到讲台上围绕着PPT介绍项目情况、开发重点。现场考核评分的主体则是全体学生、本课教师以及相关课程研究群的一些教师，确保最终评分的客观，总分排名在第一和第二位的小组，教师可给予一定奖励，激励学生日后持续学习，使学生参与项目的主动性更强。课后每组提交的项目申报书考核评价，则可围绕着书写格式的规范性、内容价值以及文献引用情况来进行。
教师基于各小组项目的达成度与完成质量进行评估考核，在整个考核过程中要能够考虑每一个学生在任务中的完成情况，检验学生是否满足教学目标的指标点要求。工程设计制作过程也是全部组员的集体智慧，其分工合作利于团结协作能力的培养[9] [10]。从以上三方面构建“金属工艺学”课程的考核体系，能较全面地分析每个学生的课程教学目标达成度。
4. 结语
OBE教学理念的核心包括以产出为导向、以学生为中心和持续改进。立足新工科金属材料工程专业人才培养的新要求，以OBE教育理念为指导，以学习结果为导向，对“金属工艺学”课程教学从教学目标改进、教学内容优化、教学方法改善和考核评价改革等方面进行探索与实践，有利于更好地实现课程教学改革目标，促进学生全方位发展。
基金项目
教育部2023年产学合作协同育人项目(230822271707279, 230806630082933)；2024年度广西高等教育本科教学改革工程项目(2024JGA331)；百色学院2023年度校级教学改革工程项目(2023JG23)；百色学院2021年校级教改项目(2021JG41)。
NOTES
*通讯作者。