基于產(chǎn)出導向教育(OBE)理念的動物生理學課程教學改革

弓 劍

(內(nèi)蒙古師范大學生命科學與技術(shù)學院 ， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022)

高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，其根本任務是將學生培養(yǎng)成為對社會發(fā)展具有高度適應能力的“高素質(zhì)、創(chuàng)新型”人才。改變舊的教育理念和教學方法，本著“立德樹人”的根本宗旨，著眼于實踐能力、創(chuàng)新能力、終身學習能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，已成為高校教育改革的必然方向[1]。

產(chǎn)出導向教育(Outcome-based education，OBE)，也稱為需求導向教育、目標導向教育，由美國教育家Spady于1981年提出，其是一種以學生學習成果為導向的教育理念，關(guān)注的是學生學到了什么，是否成功[2-3]。OBE遵循的是反向設(shè)計原則，即依據(jù)所服務區(qū)域和行業(yè)的發(fā)展需求確定培養(yǎng)目標，以此為起點，確定期望達到的學習成果，即畢業(yè)要求，再依據(jù)畢業(yè)要求構(gòu)建課程體系、設(shè)計課程目標、確定課程教學內(nèi)容和方法，最后對學習成果進行評價，并依據(jù)達成情況持續(xù)改進教學過程，不斷增加課程難度和挑戰(zhàn)度來引導學生達到高峰成果。OBE的設(shè)計與實施圍繞學生的學習成果(產(chǎn)出)回答了4個問題，即要取得什么樣的成果(畢業(yè)要求)、為什么要取得(需求)、如何幫助學生取得(教學設(shè)計和過程)、如何知道學生已經(jīng)取得(教學評價)，踐行了三大理念，即學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進，是一種教育范式的革新。因此，基于OBE的課程教學改革必然符合高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景，符合社會對人才需求轉(zhuǎn)變的大趨勢。

動物生理學是研究動物機體正常生命活動規(guī)律及其調(diào)控的科學，是高校生命科學相關(guān)專業(yè)(動物科學、動物醫(yī)學、生物科學和生物技術(shù))的重要核心基礎(chǔ)課程。本文以動物生理學課程為例，針對傳統(tǒng)教學中重校內(nèi)輕社會、重教學輕教育、重理論輕實踐、重知識傳授輕能力培養(yǎng)、重教師講授輕學生體驗的現(xiàn)狀，基于OBE理念，從課程目標的定位、課程內(nèi)容的重構(gòu)、思政教育的融入、教學模式的改革、評價體系的完善5個方面進行了課程改革與建設(shè)，以期為生命科學相關(guān)專業(yè)其他課程的教學改革提供借鑒。

1 課程目標的定位

課程目標是課程教學的重要依據(jù)，決定著教師“教什么、怎么教、為什么教”以及學生“學什么、怎么學、為什么學”。傳統(tǒng)教學中，教師對課程目標的重要性缺乏足夠的認識，制定的課程目標往往只停留在知識層面，忽視學生的能力培養(yǎng)，沒有從“立德樹人”根本任務的高度思考課程教學，因而對畢業(yè)要求的支撐度不高，無法有效達成培養(yǎng)目標?；贠BE理念，依據(jù)培養(yǎng)“高素質(zhì)、創(chuàng)新型”人才的培養(yǎng)目標，以“夯實基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)”為主線條，動物生理學課程設(shè)計4個課程目標(表1)：目標1主要圍繞學科素養(yǎng)設(shè)計，重在知識體系的構(gòu)建、思想與方法的形成、實踐能力的培養(yǎng)；目標2圍繞專業(yè)發(fā)展設(shè)計，重在知識結(jié)構(gòu)的更新、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；目標3圍繞學科育人設(shè)計，重在通過課程思政教育落實“立德樹人”根本任務；目標4圍繞交流合作設(shè)計，重在社會交往能力的培養(yǎng)。

表1 動物生理學課程目標的設(shè)計及其對畢業(yè)要求的支撐

2 課程內(nèi)容的重構(gòu)

依據(jù)課程目標和動物生理學研究的水平(整體水平、器官和系統(tǒng)水平、細胞和分子水平)，突出多學科融合，體現(xiàn)“兩性一度”(高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度)，動物生理學課程設(shè)計細胞生理、循環(huán)生理、呼吸生理、消化生理、腎臟生理、神經(jīng)生理、內(nèi)分泌生理、生殖和泌乳生理8大教學模塊，將血液部分整合到細胞生理模塊。每個模塊設(shè)計3個層次，即在學生學習生理學基礎(chǔ)知識、原理和機制的基礎(chǔ)上引入知識背景(生理學發(fā)展史)，并延伸到發(fā)展性前沿動態(tài)[4]，充分體現(xiàn)課程內(nèi)容的引導性、基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性和時代性。知識背景重在講好生理學發(fā)展史上的優(yōu)秀科研成果、里程碑式的重大發(fā)現(xiàn)，特別是諾貝爾獎獲獎成果。前沿動態(tài)要結(jié)合學科特點和生產(chǎn)實際，依據(jù)專業(yè)發(fā)展趨勢針對性設(shè)計，例如，對于動物科學和動物醫(yī)學專業(yè)，將動物營養(yǎng)與生理結(jié)合，在消化生理模塊增加胃腸道微生物區(qū)系與動物體健康、胃腸道健康的營養(yǎng)調(diào)控，在生殖和泌乳生理模塊增加產(chǎn)后感染性和代謝性疾病的發(fā)生機制、子宮和乳腺健康的營養(yǎng)調(diào)控，在內(nèi)分泌生理模塊增加各種應激因素(環(huán)境應激、管理應激、代謝應激)對動物體內(nèi)分泌和免疫功能的影響以及緩解應激的營養(yǎng)措施。

生理學是一門實驗性科學，實驗內(nèi)容的整合在課程內(nèi)容的重構(gòu)中占有舉足輕重的地位。對于動物生理學實驗部分，構(gòu)建3大模塊，形成基礎(chǔ)性、綜合性和設(shè)計性相結(jié)合的實驗教學模式。選取生理學經(jīng)典實驗作為基礎(chǔ)性實驗(模塊1)，如離體蛙心灌流實驗、離體小腸平滑肌的生理特性、去大腦僵直現(xiàn)象的觀察等。將多個體現(xiàn)單一知識點的相互聯(lián)系的實驗或多個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)實驗整合為綜合性大實驗(模塊2)，如將坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本制作、骨骼肌收縮觀察、神經(jīng)干動作電位傳導和不應期測定、心肌期前收縮和代償間歇觀察4個實驗合并為1個實驗。依據(jù)生理學前沿研究動態(tài)、結(jié)合導師科研項目、考慮學科交叉，增設(shè)自主設(shè)計性實驗(模塊3)，如探究不同環(huán)境、不同形狀和顏色的飼料對家禽胃液分泌的調(diào)節(jié)，探究硒與甲狀腺激素代謝的關(guān)系及其對幼齡動物生長發(fā)育的影響等。此外，在理論和實驗教學中適時穿插動物實驗基本技術(shù)和前沿性技術(shù)在動物實驗中的應用，如綁定、麻醉、造瘺、插管、采血、血細胞計數(shù)、活體組織采樣等基本技術(shù)，組學分析、細胞培養(yǎng)、基因敲除和導入、同期發(fā)情、超數(shù)排卵、胚胎移植、克隆等前沿性技術(shù)。

3 思政教育的融入

立德樹人是我國教育改革發(fā)展的根本遵循，是新時代中國特色社會主義教育的核心精髓[5]，是中華民族永恒的教育價值追求。德育不僅是思政教師的本職，也是專業(yè)課教師的本職，在學科教學中融入思政教育是落實“立德樹人”根本宗旨的有效途徑，結(jié)合專業(yè)知識進行思政教育更便于學生良好思想品德的形成和道德理性的發(fā)展。如果把學科教學比作一碗湯，那學科育人就相當于融化在湯里的鹽，只有二者有機結(jié)合，才能使這碗湯變得更加美味可口。事實上，學科育人相當于學科教學的“魂兒”，為學科教學指明了“方向”。

動物生理學課程中蘊含著豐富的思政教育元素，關(guān)鍵在于如何挖掘并將其有機結(jié)合到專業(yè)知識教學當中，實現(xiàn)知識與價值的同頻共振，立德與求知的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，潤物無聲地進行思政教育。實際教學中要避免“喊口號”、“貼標簽”，真正做到讓學生感悟、認同、并內(nèi)化于心。結(jié)合多年來的教學實踐和經(jīng)驗，筆者將在動物生理學教學中融入思政教育的途徑總結(jié)為以下幾點：一是利用生理學學科發(fā)展過程中的重大發(fā)現(xiàn)以及取得這些成果的科學家的研究歷程，以講故事的形式進行思政教育。如通過講述哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)、巴甫洛夫建構(gòu)條件反射理論、班廷發(fā)現(xiàn)胰島素、貝利斯和斯塔林發(fā)現(xiàn)促胰液素、馬歇爾以胃試菌、屠呦呦以身試藥等內(nèi)容，培養(yǎng)學生求真務實、嚴謹治學、潛心研究的科學態(tài)度和敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新、獻身科學、造福人類的科學精神[6]；通過講述我國老一輩生理學家在生理學領(lǐng)域的杰出貢獻和愛國事跡，感召和培養(yǎng)學生的愛國情懷和時代擔當。二是利用生命活動現(xiàn)象及其運行規(guī)律有機融入思政教育。如通過講解內(nèi)環(huán)境保持相對穩(wěn)定是保證細胞、器官、系統(tǒng)正常功能活動的必要條件，衍生到外環(huán)境對機體功能的影響，進而引入新冠病毒對呼吸系統(tǒng)造成損害的機制，引導學生要尊重自然，認同人與自然和諧共處的觀點，進而自覺樹立環(huán)境保護意識和綠色發(fā)展理念[7]；通過講解吸氣與呼氣、收縮與舒張、產(chǎn)熱與散熱、凝血與抗凝血、攝食與排泄、刺激引起局部電位達到閾電位引發(fā)動作電位等生理現(xiàn)象，滲透對立與統(tǒng)一、量變引起質(zhì)變等辯證唯物主義觀點，引導學生樹立辯證唯物主義思想，培養(yǎng)辯證思維能力[8]。三是利用教師自身的學識、品質(zhì)、言談舉止、儀表風度、師德修養(yǎng)等綜合素質(zhì)影響學生，充分發(fā)揮道德表率作用，達到思政教育的目的。如與學生相處過程中采取的誠信、友善、公平、公正和民主的方式，表達的正確的政治立場、觀點和信念，堅持的科學的世界觀，保持的積極樂觀的人生觀，堅守的正確的價值觀等[9]。此外，通過講解生理學內(nèi)容中隨處可見的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一，引導學生感受生命的奧妙，結(jié)合生理學實驗中對實驗動物的處理，強調(diào)要敬畏、善待和珍愛生命。

4 教學方式的改革

動物生理學課程以“立德樹人”為根本任務，以培養(yǎng)“高素質(zhì)、創(chuàng)新型”人才為導向，基于OBE以學生為中心的教學理念，構(gòu)建“課前自學+課堂教學+課后作業(yè)”三大系統(tǒng)(圖1)，采用線上、線下混合模式組織實施教學活動，激發(fā)學生的學習興趣，充分調(diào)動學生的主觀能動性，提升自主、合作、探究學習能力，進而實現(xiàn)從“怎么教”向“怎么學”、從“教得好”向“學得好”、從“講全、講細、講透”向“學懂、學通、學透”的轉(zhuǎn)型。

圖1 動物生理學課程教學模式

在課前自學系統(tǒng)中，圍繞基礎(chǔ)知識、學科背景知識和動物實驗基本技術(shù)，課前明確學習目標和重難點，引導學生充分利用線上資源自學，包括在學習通上傳的多媒體課件和微視頻，在愛課程網(wǎng)和中國大學MOOC學習平臺上的優(yōu)質(zhì)精品在線課程資源，要求學生充分利用課下自由時間進行碎片化學習，及時梳理問題并在學習通、QQ群或微信群進行線上討論，在通過師生互動解決問題的同時發(fā)現(xiàn)新的問題，帶著高質(zhì)量的問題進入課堂。在課堂教學系統(tǒng)中，教師的講授重點針對教學難點和學生自學過程中產(chǎn)生的問題和疑惑進行，并結(jié)合知識點和生理學發(fā)展史融入思政教育；圍繞學生在課后作業(yè)系統(tǒng)中完成的拓展延伸式作業(yè)，在課堂上主要由學生進行匯報展示和分享，或以翻轉(zhuǎn)課堂的形式進行講解，并進行討論總結(jié)。在課后作業(yè)系統(tǒng)中，設(shè)計復習鞏固式、歸納總結(jié)式和拓展延伸式三大類作業(yè)。復習鞏固式作業(yè)主要以線上作業(yè)為主，圍繞學科基本知識和生活應用，以比較分析和論述題為主，呈現(xiàn)形式為文檔。例如：從機制上比較分析組織液生成和原尿生成的異同，從機制上比較分析大量飲水導致尿量增加和大量出汗導致尿量減少的異同，綜合分析血液中 PCO2、H+濃度和 PO2改變對呼吸運動的影響及其作用途徑，推導分析每搏輸出量、心率、外周阻力、大動脈管壁彈性改變分別對收縮壓和舒張壓的影響。歸納總結(jié)式作業(yè)以線上作業(yè)為主，圍繞知識點以節(jié)、章、模塊為單元進行梳理，呈現(xiàn)形式以思維導圖為主，也可以是表格或圖片形式。拓展延伸式作業(yè)以線下作業(yè)為主，圍繞學科前沿動態(tài)，教師發(fā)布任務主題、告知學生獲取文獻的途徑，學生以小組為單位，查閱相關(guān)文獻，從解決什么問題、提出什么假設(shè)、采取什么方法、取得什么結(jié)論、有待進一步研究的問題等方面梳理文獻，撰寫讀書報告、Mini review，以課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂或Seminar的形式進行匯報、展示、分享和交流[10-11]。

生理學實驗部分的教學模式與理論部分相似，本文不再贅述，需要明確的是：基礎(chǔ)性和綜合性實驗的作業(yè)以實驗報告形式呈現(xiàn)，設(shè)計性實驗以小論文形式呈現(xiàn)。

5 評價體系的完善

如本文前言中所述，OBE理念關(guān)注的是學生的學習成果，需要通過教學評價了解是否已經(jīng)取得和取得什么樣的學習成果，教學評價是持續(xù)改進教學過程的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的考核評價多為期末考試決定制，即使有平時考核，也多以考勤+簡單作業(yè)為主，不能及時反饋教學效果，無法全面反映學習成果，難以有效驅(qū)動主動學習。

針對上述情況，動物生理學課程加大平時考核占分比例，豐富平時考核項目，構(gòu)建“知識結(jié)構(gòu)+高階能力+情感體驗”的三維考核評價體系(圖2)，采用直接與間接相結(jié)合、過程與結(jié)果相結(jié)合、線上與線下相結(jié)合的評價方式進行，尤其注重過程性評價和激勵性評價，使學生在獲得知識、提升能力的同時，體驗到學習的樂趣，感受到基于頓悟的舒暢。

圖2 動物生理學課程教學評價體系

6 結(jié)語

幾年來的實踐表明，基于OBE理念的動物生理學教學改革取得了顯著的成效。直接評價結(jié)果顯示，學生期末考試的不及格率顯著降低，課下自學、課堂匯報、展示和課后作業(yè)完成的積極性和質(zhì)量明顯提高，合作學習中體現(xiàn)出的各種能力和素質(zhì)顯著提升。間接評價結(jié)果顯示，絕大多數(shù)學生對生理學學習非常感興趣，從中獲得了積極、舒暢的體驗。對課程目標達成度的分析表明，4個目標的達成度均在80%以上。