OBE教育理念下的工科化學基礎課程改革探索

張文娟,黃宏升,張紅燕,馮曉琴

(貴州理工學院,貴州 貴陽　550001)

隨著國際形勢大環(huán)境的變化，中國的本科教育也越來越向大眾教育模式在發(fā)展。同時對于國內(nèi)高等學校教育模式提出了新的要求。OBE理念和方法自1981年由William Spady等[1]人提出后，被公認為是追求卓越教育的有效方法，受到世界各國著名大學的重視。作為國際化程度最高、體系最完整的本科工程教育國際互認協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord)，全面接受了OBE理念并將其融入到工程教育專業(yè)認證中。2013年6月，中國加入《華盛頓協(xié)議》。2016年6月，中國成為《華盛頓協(xié)議》正式成員，這意味著中國工程教育邁向了國際化。

OBE主要關注以下四個方面[2]：(1)預期學生取得的學習成果是什么？(2)讓學生取得這樣的學習成果的目的是什么？(3)如何使學生取得預期學習成果？(4)取得了這些學習成果的評價依據(jù)是什么？表一中比較傳統(tǒng)教學與基于OBE理念的教學，其中OBE理念下的教學突破傳統(tǒng)教學以教為主和教師為主轉變?yōu)橐詫W生為主體，關注其最終的學習產(chǎn)出。因此，明確的學習成果目標和以學生為主體是OBE 理念下的教學活動的核心思想，從教學目標的制定、教學內(nèi)容的完善、教學計劃的實施到教學結果的評價基本都圍繞學生能力來組織。

OBE教學與傳統(tǒng)教學的比較見表1。

表1　OBE教學與傳統(tǒng)教學的比較

1　《工科化學基礎》課程現(xiàn)狀

《工科化學基礎》是我校為非化學化工類理工科專業(yè)(資源勘查工程、安全工程、材料科學與工程 、新能源材料與器件、機械設計制造及其自動化等專業(yè))開設的一門學科專業(yè)平臺課程。該化學基礎知識為工科專業(yè)必不可少的基礎知識結構課程，對專業(yè)的后續(xù)課程學習及今后的發(fā)展具有十分重大的作用。該課程的任務是立足于學生已掌握的高中化學知識，通過對物質結構理論基礎、化學反應的基本規(guī)律與工程實際密切有關的重要元素和化合物、基本的儀器分析以及化學實驗等基本知識的學習，使學生了解近代化學的基本理論，掌握化學平衡、近代物質結構理論、元素周期律、電化學、重要元素及其化合物性質、分析化學等基礎知識和一定的化學實驗基本技能，它對學生今后的化學專業(yè)理論和實驗學習起著承前啟后的作用。

根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)方案課程計劃來看，《工科化學基礎》課程主要開設在大學一年級。存目前主要存在以下問題：(1)工科院?；瘜W基礎課程[3]相對于本身的教學內(nèi)容量來說存在學時與內(nèi)容不匹配、課程學習任務重的問題。同時，對于剛步入大學的一年級學生來說，學習態(tài)度上還沒有及時的轉變，對于知識的學習完全依賴教師的課堂灌輸，無法擺脫中學的內(nèi)容少，練習多的學習模式。課程的參與度不高，通常屬于被動學習狀態(tài)。(2)授課對象為非化學化工專業(yè)學生，故大部分學生其化學基礎較薄弱其重視程度也較化學化工專業(yè)學生要低。針對上述問題，要想讓學生在有限的時間內(nèi)掌握本門課程的基礎知識和操作技能，并最終為后續(xù)課程打下堅實的基礎，需要用心設計教學模式。為此課程組打破傳統(tǒng)教學模式僅僅強調(diào)的是內(nèi)容的講解，以教師為事實上的主體，將OBE模式理念引入工科化學基礎課程教學中，應用"反向設計，正向實施"的原則，探索以成果為導向背景下的課程目標、課程設計以及課程評估體系。

2　課程目標的確立

OBE模式的實施原則之一就是“自頂向下，反向設計”。成果產(chǎn)出自上而下劃分為不同的等級：培養(yǎng)方案的長遠目標、畢業(yè)要求、培養(yǎng)方案成果、課程目標、階段目標和課堂成果。所以OBE教學模式是以社會需求為前提才有培養(yǎng)方案，再從培養(yǎng)方案往下引出課程目標，以此類推逐級往下設定各不同階段的目標(如圖1)。依據(jù)這一原則，教師在設計課程目標時就要清楚明確地知道課程目標與培養(yǎng)方案、畢業(yè)要求有哪些具體的內(nèi)在聯(lián)系，在學生達成最終目標的過程中起到怎樣的作用。因此，教師在準備課程的過程中，首先自己要了解該門課程在專業(yè)培養(yǎng)方案中的作用以及在實現(xiàn)畢業(yè)要求方面所作的貢獻，理清課程與課程之間的關系，并幫助學生了解自己修習完這門課程后能做什么、達成了哪些培養(yǎng)目標。通過這種相互關聯(lián)的方式，可有助于將學生所學習的課程有機地組織起來，在學生的頭腦中形成有效的知識結構，而不是課程知識的簡單堆積。

圖1　OBE課程設計流程圖

3　基于OBE理念的課程設計

當今社會對人才的需求是既有扎實知識儲備又有創(chuàng)新能力。所以教師教學必須要對傳統(tǒng)單一的教學模式加以改革，轉變教學理念，更新教學思路，合理安排教學內(nèi)容，這也是順應社會發(fā)展需求教師授課遵循的新的發(fā)展趨勢。

3.1　確定教學策略

OBE強調(diào)學生學到了什么，強調(diào)教學過程的輸出；是一種研究型和個性化的教學模式。所以，這就要求教師準確把握每名學生的學習過程，及時把握每位學生學習的目標、基礎和進程。按照不同的要求，制定不同的教學方案，提供不同的學習機會。

例如，在“物質結構基礎”一章中關于核外電子的運動狀態(tài)內(nèi)容的講解方面，對微觀粒子的波粒二象性和薛定諤方程進行簡單介紹，讓學生了解到為什么要用波動方程來描述電子的運動狀態(tài)的緣由就可以，而對描述電子運動狀態(tài)的4個量子數(shù)進行重點講解，讓學生理解這4個量子數(shù)的意義和取值范圍，以及如何用4個量子數(shù)描述電子的運動狀態(tài)。這樣的內(nèi)容安排和講授使學生思路清晰，知道重點掌握什么，課前課后自學時做到心里有數(shù)，目的明確。

而對于電化學知識點的要求就要更加深入，是讓學生在中學知識的基礎上深刻理解電池的原理。通過動畫、實驗和學生自己動手設計原電池讓學生對原有知識有深刻的理解的基礎上，具備創(chuàng)新的意識。

3.2　構建多樣化的教學模式

結合近年來陸續(xù)推出的慕課、SPOC、微課等在線課程的優(yōu)勢，以及實驗環(huán)節(jié)，將知識和能力的獲取方式多樣化，使理論與實踐完美結合，讓學生對抽象的概念、理論從單純理解到親自體驗和感悟，從而不再認為理論空洞泛味、遙不可及。在 OBE 教學理念指導下，充分利用多種現(xiàn)代教學技術，采用混合教學方式改革《工科化學基礎》的教學思路和教學方法。此外，建立理論教學與實踐教學相輔相成的教學模式，將二者放于同等重要的位置，并在構建實踐教學體系時充分考慮理論教學的不足，為《工科化學基礎》教學模式的推進提供有效支撐。

4　課程評價體系

將成果導向融入在教育考核活動中，就是將過去的“終結性考核”轉變?yōu)?過程考核""形成性考核"。避免教師運用單一的卷面成績來直接評判學生的學習成果。這種考核方式不但注重學生的理論知識的評測，更加注重培養(yǎng)學生的實踐能力，是一種過程性考核方式。為學生設計各個階段的考核目標，調(diào)動學生學習主動性，使學生自主掌握相關知識和技能，從而達到相應的教學目標。

4.1　轉變課程評價中的等級評價機制

在OBE模式下，評價并不是簡單的用優(yōu)、良、中、差來劃分學生等級，而是通過較合理的、多維度的評價過程對學生是否達到了應具備的畢業(yè)要求進行檢驗。同時，對學生獲得進步與否的評價，并不是單純的僅僅考察學生對書本的理論知識點的掌握，還要以學生是否獲得勝任將來畢業(yè)后的工作能力與基本素質的具備。因此，課程評價的目標要以畢業(yè)所達要求為基礎建立相應的評價標準，同時對學生能力與素質的考查必須貫穿于整個評價機制中，真正做到過程性考核。

4.2　課程評價的考核目標和學習產(chǎn)出的關系

課程評價的考核目標引導和決定預期學習產(chǎn)出的結果，具有重要的導向作用。在工科化學基礎課程上實行相應的多元考核評價方法。其評價模式包括主要包括理論環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)兩個方面。其中，理論環(huán)節(jié)包括識記能力、理解能力和表達能力；實驗環(huán)節(jié)包括實踐能力、小組合作能力和創(chuàng)新意識。通過理論環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)測評的設定，過程考核和結果考核地有機結合，學習結果可體現(xiàn)為過程和結果兩個方面。激勵學生在本門課程學習中的參與度，更加有效達到該門課程的教學目標。

4.3　重視課程考核與評價機制

建立良好的課程評價體系，可以調(diào)動學生參與學習的主動性，檢驗學生學習成果的達成程度，同時也能給教師的教學效果提供參考。因此，應圍繞培養(yǎng)目標建立評價體系，對學生從知識、能力和態(tài)度三個層面進行考察，實現(xiàn)全方位、全過程跟蹤評價。圍繞學生預期學習結果設定合理的成績評定方法。針對工科化學基礎課程的評價，學生的課程學習成效評價由平時任務單的預習完成和在線學習，課堂表現(xiàn)情況鑒定，實驗完成與考核以及期末考試進行多維度評價，各測試維度分別占總成績的10%、10%、20%和60%。

一是在線學習成績，占 10%。主要觀察學生的學習態(tài)度、學習熱情，并考察學生線上學習、在線討論、在線測試等各個學習環(huán)節(jié)的參與程度，根據(jù)實際表現(xiàn)給分。

二是課堂實踐成績，占 10%。主要包括知識的掌握程度、課堂參與程度、解決問題的思維水平和實際能力、團隊協(xié)作能力和管理技能、案例分析能力等，包括課堂表現(xiàn)和測驗兩部分考核內(nèi)容，成績由小組互評和教師評分共同構成。

三是實驗成績，占 20%。主要訓練動手能力，考察學生實驗操作技能。教師根據(jù)實際情況給分。再根據(jù)實驗報告的反饋綜合給出學生的實驗成績。

四是最后的卷面測評，占60%。依據(jù)課程目標，基礎的知識點的考評通過試卷形式進行。對各章節(jié)基礎知識點以多種題型進行呈現(xiàn)，考核學生的掌握程度。再根據(jù)各自的分數(shù)段，進行詳實的卷面分析總結，找出共同的薄弱環(huán)節(jié)。以此為今后的教學過程做好調(diào)整，并反饋學生加強知識點的掌握，以免影響與后續(xù)課程的銜接。

總之，通過考核方式的多樣化、考核內(nèi)容的全面性，以及理論與實踐相結合、學生自主學習和課堂實踐互動相結合等方式，使課程的考核機制更加完善。這樣的評價體系，不僅在知識層和能力層對學生有了一定的把控，而且改善了學生的學習積極性，從態(tài)度層改變了學生的學習行為，提升了學生的理論理解能力和實際應用能力。創(chuàng)新考核方式不僅能對教學起到良好的促進、評價和導向調(diào)節(jié)作用，還能調(diào)動學生主動學習的興趣和積極性，促進其將精力主要用在綜合理解、靈活運用各種基礎理論知識和應用創(chuàng)新上。

5　結語

實施課堂教學的過程必須是堅持成果為導向的教學理念，最終評價學生是否達到畢業(yè)要求，接受企業(yè)和社會的檢驗這是工程教育理念下非常看中的結果。通過OBE教育理念的教學實施，保證培養(yǎng)目標與社會需求緊密結合，保障畢業(yè)生達到畢業(yè)要求。依據(jù)培養(yǎng)目標，確保課程目標的實現(xiàn)。并根據(jù)學生的

反饋不斷的改進教學模式，實現(xiàn)多維度的評價方式以實現(xiàn)OBE教學理念的成果導向。因此，將OBE理念作為課程教學改革的方向，為實現(xiàn)專業(yè)目標達到畢業(yè)要求是具有重要的意義。