基于OBE理念無機及分析化學(xué)課程教學(xué)改革

李換英，白書立

(五邑大學(xué) 生物科技與大健康學(xué)院，廣東 江門 529000)

成果導(dǎo)向教育理念(Outcome Based Education，簡稱OBE)是 20 世紀 90 年代發(fā)展起來的一種基于產(chǎn)出導(dǎo)向，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進的教育模式,當下已經(jīng)成為國際工程教育領(lǐng)域的主流理念[1-5]。OBE理念的課程教學(xué)實現(xiàn)了從任務(wù)導(dǎo)向到產(chǎn)出導(dǎo)向、從教師中心到學(xué)生中心、從抱成守缺到持續(xù)改進的重大轉(zhuǎn)變，是對原有課程教學(xué)的重大修正，對引導(dǎo)和促進專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革，保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。如何將 OBE 理念融入到教學(xué)改革中，探索基于OBE 理念的教學(xué)模式和教學(xué)方法，這是關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的大問題，也是評價教學(xué)對畢業(yè)要求指標點達成度以及持續(xù)改進的關(guān)鍵因素。

《無機及分析化學(xué)》是高等學(xué)校化學(xué)和近化學(xué)類專業(yè)本科生理論性與實驗性很強的基礎(chǔ)必修課[6]，學(xué)生希望通過學(xué)習(xí)這些化學(xué)知識和實驗技能，有助于他們科學(xué)地認識和解決工作中與化學(xué)相關(guān)的有關(guān)問題，這是學(xué)生對該課程想得到的預(yù)期目標。以此目標作為中心，教學(xué)計劃與課程安排遵循逆向設(shè)計、正向?qū)嵤瑯?gòu)成以“計劃-行動-評估反饋-持續(xù)改進”的體系來組織實施和評價教學(xué)各環(huán)節(jié)。作者認真地思考了該課程目前的教學(xué)現(xiàn)狀，將多年的教學(xué)經(jīng)驗和新型的教學(xué)方式有機地結(jié)合起來，在完成目標和實施教學(xué)的過程中，對教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式，成績評定和持續(xù)改進等方面進行一些改革的嘗試。

1 當前無機及分析化學(xué)課程面臨的問題和挑戰(zhàn)

《無機及分析化學(xué)》是化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)學(xué)生接觸的第一門課程，大多數(shù)學(xué)生在高中沒有系統(tǒng)學(xué)過化學(xué)，整體化學(xué)知識底子薄，知識點凌亂。本科教學(xué)內(nèi)容多，課時少，進度快，造成了學(xué)生應(yīng)接不暇，時間一長學(xué)生認為化學(xué)知識乏味，對課程不感興趣，不重視，學(xué)習(xí)的積極性和主動性較差，存在簡單應(yīng)付，遇到問題不思考，缺乏專研精神等特點。學(xué)生學(xué)習(xí)是往往興趣全無，如何讓學(xué)生在充滿興趣和主動積極求知的氛圍中區(qū)去學(xué)習(xí)成為教師教學(xué)過程中的第一個難題；第二個問題就是學(xué)生缺乏目標，不知道為什么要學(xué)這門課，學(xué)了有什么用，幾乎對預(yù)期學(xué)習(xí)目標沒有認知，正確的引導(dǎo)學(xué)生了解課程的相關(guān)內(nèi)容意義重大；第三，我校從師資隊伍上來講，有實踐經(jīng)驗的老師較少，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不夠豐富，也沒有較強的專業(yè)相關(guān)性；第四，適應(yīng)新的教學(xué)理念，需要改革教學(xué)手段和方式，尤其是新時代大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的嵌入，要求教師和學(xué)生都要認真學(xué)習(xí)和合理應(yīng)用，讓其在實現(xiàn)預(yù)期目標產(chǎn)出的過程和評估成績中充分發(fā)揮優(yōu)勢。

2 無機及分析化學(xué)課程改革措施

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容[7-8]

為了達成該課程產(chǎn)出導(dǎo)向的預(yù)期培養(yǎng)目標，在教學(xué)內(nèi)容的選擇上要遵循幾個原則：(1)基礎(chǔ)理論和實踐應(yīng)用兩方面要有機結(jié)合起來?；瘜W(xué)實質(zhì)就是一門實驗科研，理論指導(dǎo)實驗，實驗驗證理論，二者相輔相成，缺一不可。(2)隨著高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整做出必要的增減，盡量減少教學(xué)中的重復(fù)和脫節(jié)現(xiàn)象；例如：在介紹定量分析概論這一章節(jié)時，首先要明確講授，一般的無機分析包括定性鑒定和定量測定兩個環(huán)節(jié)，在定性鑒定這一塊，幫助學(xué)生回憶高中時學(xué)過的各種離子的鑒定方法，在確定有什么的基礎(chǔ)上，介紹化學(xué)分析和儀器分析方法來測定離子的含量。(3)介紹前沿研究熱點和最新研究成果，尤其是基礎(chǔ)知識在新成果研究過程當中的應(yīng)用，突出打好扎實基礎(chǔ)的重要性。(4)適當?shù)脑黾右恍┥鐣湫桶噶?，培養(yǎng)學(xué)生建立“發(fā)現(xiàn)問題-思考問題-解決問題”的化學(xué)思維，在過程中必須提交設(shè)計方案，這就融合基礎(chǔ)理論知識和實驗技術(shù)方法，讓學(xué)生在知識、能力和素養(yǎng)三個維度實現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)成果。

2.2 課堂教學(xué)方式的改變

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)的主動性和積極性，在教學(xué)過程中，教師要做好充分的準備，精心備課，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，要盡力在有限的課堂時間把各個內(nèi)容有機地傳授給學(xué)生，更為重要的是學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)、課中互動、課后小結(jié)，必要時要查閱大量資料來尋求解決途徑，培養(yǎng)獲得新知識、新信息的能力。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生，我們在教學(xué)方式上進行了一系列的嘗試。

2.2.1 重視緒論課[9]

毫無疑問的是化學(xué)作為自然科學(xué)的中心科學(xué)，對人類的進步有著舉足輕重的作用，歷史上對化學(xué)的地位也給與肯定?！稛o機及分析化學(xué)》作為大一新生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，不僅讓朦朧的大一新生實現(xiàn)從中學(xué)的 “小化學(xué)”到大學(xué)的“大化學(xué)”的質(zhì)的飛躍，而且能夠讓學(xué)生熱愛化學(xué)，對化學(xué)的學(xué)習(xí)充滿激情，積極主動配合教師的教學(xué)，所以《無機及分析化學(xué)》緒論課教學(xué)不單是無機及分析化學(xué)的“開場白”，而且是進行化學(xué)教育的“開場白”。抓住緒論課的時機, 向?qū)W生進行一次專業(yè)思想的教育, 說明化學(xué)與社會、化學(xué)與人類、化學(xué)與生活的關(guān)系, 將學(xué)生的思想帶到一個化學(xué)與我們的世界、與我們的生活密不可分的深度。

緒論課是對本課程的綱要性概括。要做到概括得條理清楚、脈絡(luò)清晰，教師必須對教材內(nèi)容理解透徹，教學(xué)目標明確，教學(xué)重點、難點突出，從而形成教學(xué)提綱。除此之外，在緒論課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的選擇上要突出化學(xué)的科學(xué)性和實驗性，豐富的化學(xué)實驗最有說服力，闡述觀點和結(jié)論必須以科學(xué)事實為依據(jù)。比如在講授化學(xué)發(fā)展史的時候，可以把獲得諾貝爾化學(xué)獎的發(fā)明與時代變革聯(lián)系起來。緒論課的內(nèi)容主要包括介紹課程性質(zhì)、教學(xué)目的及要求、課程內(nèi)容及教學(xué)安排、考核方式及成績構(gòu)成等，這些內(nèi)容總體上可歸納成三個問題，即“為什么學(xué)”“學(xué)什么”和“怎么學(xué)”。

2.2.2 采用問題教學(xué)法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

無機及分析化學(xué)理論課程中很多知識點極具抽象性，學(xué)生難以理解，很多理論存在大量的文字描述，而與之相開設(shè)的實驗課程，實驗內(nèi)容多是驗證課本上講授的知識點，與現(xiàn)實生活關(guān)聯(lián)較小，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣全無。為了吸引學(xué)生的注意力，教師可以采用問題教學(xué)法[10]，該方法以問題為中心，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)方法。例：為什么菠菜和豆腐不能一起吃？牙膏中添加了氟，你有沒有辦法把它測出來？等等。通過提出問題，讓學(xué)生進行思考，由于化學(xué)基礎(chǔ)，理解能力及學(xué)習(xí)方式的差異，每一個同學(xué)的答案可能都不一樣，作為教師在與學(xué)生的互動中根據(jù)具體情況發(fā)掘?qū)W生的分析問題，解決問題的能力和訓(xùn)練化學(xué)思維。

2.2.3 采用案例教學(xué)法，緊密聯(lián)系理論與實踐

無機及分析化學(xué)及其實驗課程是一門理論性和實踐性很強的基礎(chǔ)必修課，目的是使學(xué)生鞏固和加深對理論知識的理解，鍛煉其在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。案例教學(xué)法[11-12]一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法，沒有特定的解決之道。教師在教學(xué)中扮演著設(shè)計者和激勵者的角色，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，主動參與進來、深入案例、體驗案例角色并獨立動手完成，促使學(xué)生將所學(xué)的理論知識與實踐鍛煉相結(jié)合，自行設(shè)計實驗方案，解決現(xiàn)實生活與化學(xué)有關(guān)的實際問題。

案例內(nèi)容的設(shè)計在案例教學(xué)法中至關(guān)重要的，既要與日常生活密切相關(guān)，又要包含理論課程知識點，目前我校開設(shè)的無機及分析化學(xué)實驗課程在這一方面做了很多的嘗試，開設(shè)了四個主要的驗證實驗，并且取得了一定的效果。但生活中的知識往往不是單一的一個知識點就可以解釋的清楚，以理論課程為基礎(chǔ)設(shè)計的綜合性實驗是教學(xué)改革的必然。設(shè)計綜合性實驗內(nèi)容要盡可能具備目的明確，客觀真實，突出設(shè)計與實踐，有較強的綜合性等特點。結(jié)合我校教師科研工作，我們可以設(shè)計蔬菜中草酸或重金屬含量的測定；紡織廢水中溶解氧、總氮、總磷等測量；等等的綜合實驗。設(shè)計的內(nèi)容不僅有定性分析，定量測量和儀器分析各種方法，而且考察的知識點也是四大滴定平衡的應(yīng)用。

2.2.4 采用線上加線下的雙課堂混合式教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量

為了滿足工程專業(yè)認證提出的以學(xué)生為中心的教學(xué)要求，本課程采用線上加線下的雙課堂混合式教學(xué)模式[13]。線上教學(xué)主要基于 “微助教”網(wǎng)絡(luò)工具，它的功能強大，教師可以將學(xué)習(xí)資料或者問題提前發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)小組成員之間經(jīng)過交流討論，學(xué)生將疑難問題或者答案匯總下來，帶著問題疑惑或者成果走進課堂。線下教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂[14]，翻轉(zhuǎn)課堂需要教師和學(xué)生雙方先從認識上有所提高，不僅僅是形式上的翻轉(zhuǎn)，更是教學(xué)理念上的翻轉(zhuǎn)，課堂翻轉(zhuǎn)的目的必須明確，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及提出、分析、討論、解決問題的能力。課堂開始的前10 min，測試學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，由學(xué)習(xí)小組代表匯報學(xué)習(xí)情況，將學(xué)習(xí)中的疑問提出來，全班同學(xué)進行討論，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行有針對性的講解。對于一些有爭議的問題、容易混淆的問題、重點難點問題，及時組織學(xué)生進行討論或者講解，加深對問題的認識。

這種混合型的教學(xué)方式，會對傳統(tǒng)教學(xué)模式產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新，已經(jīng)引起了教育界的廣泛關(guān)注，但真正實施起來困難很大，尤其是對教師的知識能力體系有更高的要求。

3 課程考核方式的改革

課程評價體系不僅起著激勵導(dǎo)向和質(zhì)量監(jiān)控的作用，而且有助于學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展，有助于提高教師的專業(yè)素質(zhì)，有助于深化課程教育改革[15]。同時成績評定制度直接影響學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極性。規(guī)范的成績評定制度可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。過去一張試卷定高低、一個分數(shù)定能力的高分低能的傳統(tǒng)課程考核方式明顯不適合產(chǎn)出導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)目標，需要制定適合教學(xué)大綱的綜合評價體系。根據(jù)無機及分析化學(xué)課程特點，經(jīng)過多年的教學(xué)實踐、同行評價、學(xué)生反饋，并結(jié)合學(xué)校質(zhì)量體系考評建議，擬定了一套適合本課程的評價體系,即課程成績評定法=基礎(chǔ)知識測試評價+過程價值評價，兩部分所占比例分別為60 %和40 %。其中基礎(chǔ)知識測試評價主要是以學(xué)生期末試卷為提交形式；過程價值評價=課堂測驗評價(10%)+平時作業(yè)評價(10%)+實驗設(shè)計性評價(15%)+其它(5%)，課堂測驗采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具進行在線答題，并統(tǒng)計成績；平時作業(yè)主要就是課后習(xí)題；實驗設(shè)計是提交論文報告，其它以學(xué)習(xí)的主動性和團隊合作協(xié)調(diào)性為體現(xiàn)形式，這種評價體系完全擺脫了原有的試卷考核模式，體現(xiàn)了主動性、開放性、合作性的教學(xué)考核新體系。

4 持續(xù)改進

課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進指所有的課程教學(xué)活動及其改進都要圍繞和有益于學(xué)生的課程學(xué)習(xí)目標的達成，我們采用“評價-反饋-改進”循環(huán)改進體系[16]。具體的改進措施貫穿整個的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)目標達成評價和教學(xué)過程評價獲得的反饋信息，發(fā)現(xiàn)、診斷并反饋所存在的教學(xué)問題與不足，然后提出針對性的改進策略與方法，最終落實于教學(xué)過程。目標達成評價，一般是根據(jù)先前學(xué)生的達成情況，發(fā)現(xiàn)、診斷存在的問題，具體實施在下一輪的教學(xué)活動中。而教學(xué)過程評價是根據(jù)老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，通過調(diào)查問卷的形式直接了解學(xué)生對物理課程的需求、意見、建議、理解和接受程度；或者通過教師對學(xué)生的試卷、作業(yè)、研討報告和專題小論文的學(xué)習(xí)成果達成度綜合分析、總結(jié)，持續(xù)改進教學(xué)活動。