基于OBE 理念的分析化學實驗教學改革研究*

劉榮軍, 羅志輝, 韋慶敏, 梁春杰, 景釔淇

專業認證最早起源于工程領域, 認證“以學生為中心、 以產出為導向和持續改進” 為理念, 與傳統的內容驅動、 重視投入的教育形成鮮明對比, 是一種教育模式的革新[1-2]。 OBE 是Outcome-Based Education 的縮寫, 意思為成果導向教育。 以成果或產出為導向的OBE 理念, 意味著明確聚焦和組織教育系統中的每一個過程, 針對所有學生, 當結束學習經歷時, 能夠實現對畢業要求的達成[3]。 簡而言之, 就是在教學過程中要有一個明確的線路圖(投入—課程—效果), 其中最重要的是明確學生能夠做好的必要事情是什么, 然后組成課程、 教學和評估,來確保最終能產生滿足畢業要求的學習效果。 然而, 在傳統的《分析化學實驗》教學中, 課堂還是以教師為主, 實驗內容以課本為主, 按照課本知識依次進行講解, 評價方式以理論考試成績進行評價[4]。 顯然, 上述傳統的實驗教學方式不符合以學生為中心、 以產出為導向和持續改進的認證理念。 因此, 基于新的OBE 教學理念, 在《分析化學實驗》課程中, 我們對實驗內容、 教學方法和考核評價等環節, 進行了改革, 以提高專業的人才培養質量, 使其符合師范類專業認證的標準。

1 調整教學內容和修訂課程目標

課程教學大綱是反向設計的, 是以師范生發展成效為導向, 根據師范生畢業后“學到了什么” 和“能做什么” 制定好人才培養目標、 畢業要求、 課程體系后才開始[5]。 學院領導和化學專業負責人通過考查走訪, 深度訪談畢業五年后畢業生的情況, 制定好我院的人才培養目標、 畢業要求和課程體系。 接下來, 我們課程負責人進行課程教學大綱修訂。

在我們學院, 化學教育專業的《分析化學實驗》課時為64個, 分為兩個學期進行授課, 上學期為《分析化學實驗I》32 個課時, 下學期為《分析化學實驗II》32 個課時。 其中上學期的實驗內容包括: 實驗室安全常識及儀器認識、 分析天平稱量練習、 滴定分析操作練習、 氫氧化鈉標準溶液的配制與標定、 食用醋總酸度的測定、 阿司匹林片中乙酰水楊酸含量的測定、 緩沖溶液的配置及pH 的測定、 酸堿滴定設計實驗—混合堿組分和含量的測定。 八個實驗雖然包括了驗證性實驗和設計性實驗, 但課時安排不合理, 每個實驗是4 個課時, 而教學課表里面只安排了三節課, 這是相矛盾的。 為此我們按照師范類專業認證標準對原教學內容進行了修訂, 增加了鹽酸標準溶液的配制與標定和工業碳酸鈉總堿度的測定兩個實驗, 除阿司匹林片中乙酰水楊酸含量和酸堿滴定設計實驗—混合堿組分和含量的測定兩個實驗分別為4 個課時外, 其他實驗都為3 個課時, 這樣安排解決了課時不合理的問題。

在教學大綱修訂時, 為使課程教學目標支撐畢業要求, 我們修改了課程目標見表1。

表1 課程目標與畢業要求的關系Table 1 The relationship between course objectives and graduation requirements

通過增加實驗內容和撰寫新的課程目標, 使分析化學實驗課程能夠支撐本院制定的畢業要求。

2 教學模式的改進

傳統的實驗教學模式中存在許多問題: ①教學模式單一。教師采用講授法, “教師講什么, 學生做什么, 交完實驗報告完成任務” 的教學模式; ②學生積極性不高。 在進行實驗時,實驗員已經準備好了實驗標準溶液的配制與標定等工作, 學生按照課本實驗步驟進行實驗, 不清楚實驗目的和實驗原理, 更不理解為什么這樣操作實驗, 無法呈現“以學生為中學” 的教學理念[6]。 ③結果計算公式教師直接給出。 每個實驗都需要對實驗測定的數據進行處理, 教師直接在黑板上板書實驗結果計算公式。 雖然這種方法能提高學生書寫實驗報告時, 數據處理的正確率, 但是如果遇到其他實驗時, 學生就不會推導實驗結果計算公式, 那推導結果計算公式的這項技能, 學生沒有掌握。 因此, 在課堂教學模式改革中, 首先要改變以教師為主的單一教學模式; 第二, 提高學生對實驗課積極性; 第三, 組織學生討論和推導實驗結果計算公式。 我院對分析化學實驗課的教學模式進行了如下的改進, 通過課前讓學生預習實驗并書寫實驗預習報告, 開展學生分別上講臺講解實驗原理和實驗基本步驟, 教師指導學生做好實驗預習, 實驗原理和實驗步驟的學習。 教師拍攝一些基本儀器操作視頻如分析天平的操作、 容量瓶的操作、 移液管的操作、 酸/堿滴定管的使用等, 上傳至QQ群, 供同學們線上學習。 組織學生進行一些基本儀器的操作評比, 選幾組同學進行操作, 不操作的同學進行打分和點評。 將學生們分成不同的小組, 布置小組討論任務如某一儀器操作注意事項討論、 進行某一步實驗的理由、 推導結果計算公式等,討論后讓小組向大家公布本小組的討論結果。 通過以上措施可以充分體現以學生為中心的教學模式, 提高學生學習的積極性和對實驗相關知識的理解。

3 考核評價的優化

OBE 理念中重要環節之一是建立合理的考核評價機制對學生的學習產出進行評價, 客觀地對學生學習產出進行評價, 不僅能提高學生學習的主動性, 還可以促進課程的持續改革, 提高教學質量[7]。 考慮到本門課程的課程目標, 畢業要求和課程目標達成度, 其對學生的考核評價需要進行了更細致的劃分,見表2 期末總成績和分目標成績及課程分目標達成評價方法表。

表2 期末總成績和分目標成績及課程分目標達成評價方法表Table 2 Total mark, sub-target scores and evaluation methods for achieving the sub-targets of the course

平時成績占比期末總成績的40%, 其中, 在平時成績中課程目標1 占70%, 課程目標2 占20%, 課程目標3 占10%。 平時成績的給定依據主要通過學生的①預習報告10%, ②實驗安全和衛生5%, ③實驗操作35%, ④實驗結果10%, ⑤實驗報告40%進行評價, 教師在上課期間進行收集和打分。 期末成績占比總成績的60%, 其中, 在期末成績中課程目標1 占70%,課程目標2 占30%。 《分析化學實驗I》的期末考試為操作考試,主要考察學生對基本儀器的操作能力; 《分析化學實驗II》的期末考試為理論考試, 主要考察學生對分析化學實驗的基本知識、 典型的分析方法、 數據處理和計算能力的掌握情況。 通過多維度、 更細致的考核評價, 教師可以清楚地掌握學生對本門課的學習情況, 并在后續的教學過程中進行持續改進, 使教學更高效, 學生的學習興趣濃學起來輕松。

4 結 語

隨著教育改革的推進, 教育理念的轉變和更新是必然的趨勢, 基于OBE 教學理念將得到更廣泛的應用和探究。 通過我們基于OBE 理念的分析化學實驗教學改革可以得出, 一方面,OBE 教學理念給教師帶來了更大的挑戰, 要求教師轉變觀念,構建以學生為中心的教學環境, 設計好課堂教學, 組織好學生討論和發現問題, 及時解決學生提出的問題, 同時, 做好班級每一個學生的考核評價, 完成課程目標達成度。 另一方面,OBE 教學理念也對學生提出了更高的要求, 要求學生努力提高自主學習能力, 積極主動完成各項學習任務, 使自己達到“一踐行、 三學會” 的人才培養要求。