基于OBE模式的無機化學(xué)教學(xué)改革的研究與實踐

劉海燕，苑 蕾，杜 鵬，赫麗杰，李 娜

(營口理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程系，遼寧 營口 115014)

《無機化學(xué)》是理工科高等學(xué)校化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化工、材料、環(huán)境、制藥等類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。它是培養(yǎng)上述各類有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人才的整體知識結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分[1]。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握對一般化學(xué)問題進行理論分析和計算的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。同時使學(xué)生在科學(xué)思維能力上得到良好訓(xùn)練和培養(yǎng)，為他們今后終生學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。本課程將“成果導(dǎo)向教育”(OBE)教學(xué)模式引入到無機化學(xué)課程教學(xué)之中，對無機化學(xué)課程目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及課程評價體系進行了一系列的改革嘗試，使傳統(tǒng)課堂向?qū)υ捳n堂、知識課堂向能力課堂轉(zhuǎn)化，大大提高該課程的適應(yīng)性、職業(yè)性和應(yīng)用性[2]。

1 根據(jù)OBE教育理念，修訂課程教學(xué)大綱，明確課程目標

傳統(tǒng)無機化學(xué)教學(xué)大綱，一般是按照使用教材教學(xué)內(nèi)容的章、節(jié)順序?qū)κ谡n學(xué)時做出的安排。它規(guī)定了每一章、每一節(jié)的授課學(xué)時以及每堂課的教學(xué)內(nèi)容，至于每一章、每一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容與課程目標是什么關(guān)系、對達到畢業(yè)要求有什么貢獻卻沒有體現(xiàn)。按照OBE教育理念，課程目標(學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果)是OBE教育模式實施的首要步驟，即學(xué)生完成無機化學(xué)課程后所掌握的知識、具備的能力和專業(yè)素質(zhì)[3]。我們在原來知識目標的基礎(chǔ)上，進一步明確了能力目標、思想和境界素質(zhì)目標。

能力目標：(1)學(xué)會運用文字、圖表、符號、反應(yīng)式和化學(xué)語言描述化學(xué)問題，并具有數(shù)據(jù)處理和結(jié)果判斷能力；(2)能夠運用基本熱力學(xué)理論，判斷處理一些生產(chǎn)和生活中遇到的化學(xué)反應(yīng)方向、反應(yīng)限度及反應(yīng)伴隨能量變化等方面問題，并進行理論分析和計算的能力；(3)能夠通過動力學(xué)知識，初步判斷生產(chǎn)和生活中的化學(xué)反應(yīng)速度及其與影響因素之間的關(guān)系，并能進一步解釋和說明的能力；(4)能夠分析和說明常見化合物及其新物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特點，從而進一步解釋其性質(zhì)變化規(guī)律的能力；(5)能夠獲得較好的口頭表達與書面表達能力、交流溝通能力，團隊協(xié)作能力和獲取新知識的能力。 思想和境界目標：(1)養(yǎng)成科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，嚴肅認真實事求是的工作作風(fēng)；(2)能克服困難，具有良好的心理素質(zhì)，形成善于合作、勤于思考、勇于創(chuàng)新和實踐的科學(xué)精神；(3)具備職業(yè)道德、安全意識、環(huán)保意識、質(zhì)量意識；(4)樹立熱愛化學(xué)，熱愛本專業(yè)，為民族振興、為社會的進步、為化工事業(yè)的發(fā)展而努力學(xué)習(xí)的志向；(5)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會問題，逐步樹立珍惜資源、愛護環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念。

課程目標細化為可衡量、有邏輯性和專業(yè)特點的指標點，將引導(dǎo)教師有針對性的教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生有目的的學(xué)習(xí)，即為學(xué)生在完成學(xué)習(xí)過程后能達成的最終學(xué)習(xí)成果[4]。其次通過課程目標再逐條確定與之相對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，再確定所需的教學(xué)時數(shù)。重新修訂后的教學(xué)大綱，對于每一節(jié)課，無論是老師還是學(xué)生都會十分清楚，自己所教或所學(xué)對達到課程目標的貢獻，故而使老師教得明白、學(xué)生學(xué)得明白。

2 根據(jù)課程目標，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置知識模塊

無機化學(xué)授課對象為化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工業(yè)生物工程、無機非金屬材料工程、能源化學(xué)工程、環(huán)境科學(xué)與工程等，針對不同專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點不同，我們運用OBE理念的模塊化教學(xué)方式，將無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容分為化學(xué)熱力學(xué)模塊、化學(xué)動力學(xué)模塊、化學(xué)平衡模塊、電化學(xué)知識模塊、原子結(jié)構(gòu)模塊、分子結(jié)構(gòu)和固體結(jié)構(gòu)模塊、配合物結(jié)構(gòu)模塊、非金屬元素模塊和過渡金屬元素模塊。學(xué)生可根據(jù)不同專業(yè)特點合理配置各模塊教學(xué)內(nèi)容，也可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣選修其他模塊，為學(xué)生個性發(fā)展提供空間。且將這些知識模塊按照課程目標進行梳理，建立課程目標與能力結(jié)構(gòu)清晰的映射關(guān)系，能力結(jié)構(gòu)中的每一種能力要有明確的知識模塊來支撐。

3 深化課堂教學(xué)改革，打造互動課堂

OBE 模式強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的主體作用，強調(diào)發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、能動性和創(chuàng)造性，主張學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我評價和相互評價; 而教師是教學(xué)過程的示范者、管理者和監(jiān)督者。OBE強調(diào)學(xué)生形成學(xué)習(xí)共同體，因此，我們將學(xué)生進行分組，每班分成6個學(xué)習(xí)小組，以團隊合作的方式開展各項學(xué)習(xí)任務(wù)。課上教師提出“問題”、“項目”、“案例”，學(xué)習(xí)小組課上集體討論，代表發(fā)言或集體演示，評比，記入小組平時成績。例如在講授化學(xué)熱力學(xué)知識模塊之前，給出“要研究在生產(chǎn)和生活中遇到化學(xué)反應(yīng)，我們應(yīng)該從哪幾個方面來分析和解決這些化學(xué)反應(yīng)問題”的討論題目。引導(dǎo)學(xué)生開展討論，從而引出化學(xué)熱力學(xué)解決化學(xué)反應(yīng)方向、限度和能量變化三個方面問題；化學(xué)動力學(xué)解決化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)機理二個方面問題；而物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論解決新物質(zhì)的結(jié)構(gòu)怎樣的問題。通過小組討論，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情。

課上老師將重點講夠、難點講透、課后留學(xué)科前沿?zé)狳c問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組分工合作課外查閱，學(xué)習(xí)小組通過查閱-討論-提煉-歸納-總結(jié)多個環(huán)節(jié)，學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題整個流程，從而使學(xué)生的思維能力和實踐能力都得到的提高。每一章節(jié)結(jié)束，老師留下“問題”或“知識疑點”，小組課后討論總結(jié)本章知識，形成知識網(wǎng)絡(luò)圖，并采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，課上小組派代表講解，其它學(xué)習(xí)小組各選出一名代表對發(fā)言小組打分評比，去掉最高分和最低分，取平均成績記入學(xué)習(xí)小組平時成績之中。采用這種學(xué)生自我評價和相互評價的方式，充分調(diào)動學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)積極性和主動性。

另外班級建立微信群，做到每周一個熱點問題，在規(guī)定的時間內(nèi)，各小組成員均進行線上發(fā)言，各小組成員之間可以進行討論，教師根據(jù)小組發(fā)言情況給予打分，記錄到平時成績之中。一定程度上使課內(nèi)與課外緊密結(jié)合，打造課程教學(xué)的開放性，使課堂教學(xué)在內(nèi)容、時間和空間上得到延伸，以培養(yǎng)學(xué)生獲取有效知識，并對現(xiàn)有知識進行思考、判斷、改造和靈活運用的能力和意識。

4 遵循OBE理念，構(gòu)建多元化教學(xué)質(zhì)量評價體系

基于OBE理念，我們將無機化學(xué)考試成績設(shè)為百分制，其中平時成績占50%，期末卷面成績占50%。平時成績中小組團隊合作表現(xiàn)占40分，包括平時小組討論、發(fā)言、演示、調(diào)研、微信群中問題討論、小論文等以及翻轉(zhuǎn)課堂時的表現(xiàn)等等。平時出勤和作業(yè)占10分。期末試卷中切實執(zhí)行OBE教育理念，削弱客觀題，打破單一的知識點考核方式，增加能力考核題，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)基礎(chǔ)理論知識來判定和分析生產(chǎn)和生活中的化學(xué)問題，并能給出合理的解決措施或方案。例如期末試題“某化工廠想用碳還原Fe2O3，生成單質(zhì)鐵和二氧化碳，請你利用本學(xué)期所學(xué)無機化學(xué)熱力學(xué)基本知識，分析該化學(xué)反應(yīng)在標準態(tài)與298K下，是否可行？”這樣的考核題更科學(xué)、更合理，更能充分展示學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，也更能體現(xiàn)OBE模式的培養(yǎng)宗旨。

總之，將OBE教學(xué)模式引入無機化學(xué)課程教學(xué)，以學(xué)生為中心，反向設(shè)計教學(xué)計劃，從課程目標、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式等方面進行教學(xué)改革，并依托多樣化、靈活化的課程評價方式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，將學(xué)生的主體作用與教師的主導(dǎo)作用有機結(jié)合，把知識傳授與能力培養(yǎng)融為一體，從而有效地提升課程教學(xué)質(zhì)量。