基于CDIO理念的高職藥學(xué)專業(yè)實驗課程改革探究

【摘要】本文基于工程教育改革理念論述分析化學(xué)實驗課程混合式教學(xué)模式改革，按照課前、課中、課后教學(xué)項目周期從構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作四個方面重構(gòu)實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)線上實訓(xùn)資源庫、組織線上線下混合式教學(xué)，打造活力課堂，提升教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】CDIO教學(xué)理念 分析化學(xué) 實驗教學(xué) 混合式教學(xué)

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）30-0144-04

黨的二十大報告明確了職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展與社會發(fā)展的協(xié)同關(guān)聯(lián)性。職業(yè)院校作為技能培訓(xùn)體系中的重要陣地之一，應(yīng)與時俱進，深化教學(xué)改革、創(chuàng)新教學(xué)方法，堅持產(chǎn)教融合，培養(yǎng)適應(yīng)中國式現(xiàn)代化發(fā)展的技術(shù)型人才。近年來，信息技術(shù)與職業(yè)教育教學(xué)深度融合的混合式教學(xué)應(yīng)運而生，使職業(yè)院校學(xué)生獲取知識與技能的方式方法發(fā)生了巨大的變化，也促進了職業(yè)院校教師的教學(xué)理念和方法的變革。

分析化學(xué)課程作為醫(yī)藥專業(yè)中一門必修的基礎(chǔ)課程，主要研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)及形態(tài)等，被稱為科學(xué)技術(shù)的“眼睛”，而分析化學(xué)實驗課則是化學(xué)理論在實踐方面的具體應(yīng)用，通過教學(xué)使學(xué)生加深對理論知識的理解，掌握定量分析的基本操作，建立“量”的概念，培養(yǎng)科學(xué)嚴謹、實事求是的科學(xué)態(tài)度與職業(yè)素養(yǎng)。在藥學(xué)專業(yè)中，該課程主要為后續(xù)專業(yè)課程如藥物分析、藥劑學(xué)等課程打好基礎(chǔ)，提升學(xué)生的實踐能力。目前，分析化學(xué)課程的實訓(xùn)教學(xué)主要以教師講授為主體，學(xué)生被動參與實訓(xùn)操作的方式較為常見，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不強，學(xué)習(xí)效果有待提升。以下，教學(xué)團隊主要結(jié)合梧州職業(yè)學(xué)院衛(wèi)生健康學(xué)院（以下簡稱“學(xué)院”）的實驗課教學(xué)現(xiàn)狀，引入CDIO教學(xué)理念，聯(lián)合“智慧職教云”平臺，設(shè)計分析化學(xué)實驗課混合式教學(xué)模式，為提升分析化學(xué)課程實驗課教學(xué)成效提供參考。

一、基于CDIO理念的“分析化學(xué)”實驗課混合式教學(xué)設(shè)計

工程教學(xué)模式CDIO（Conceive Design Implement Operate），是由構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）等四個環(huán)節(jié)組成，是按照項目的全生命周期組織的教學(xué)過程。該模式強調(diào)“做中學(xué)”，重在激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生參與實驗的構(gòu)思、設(shè)計、實施，通過所學(xué)理論知識解決實踐過程中遇到的問題。混合式教學(xué)是將在線教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)模式，即“線上+線下”有機結(jié)合。本研究中的混合式教學(xué)側(cè)重于將傳統(tǒng)課堂與智慧職教云平臺相結(jié)合，基于CDIO理念，設(shè)計了針對高職藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)實驗課的混合式教學(xué)模式。教學(xué)團隊利用混合式教學(xué)靈活性高、資源豐富、互動及時、持續(xù)性強等優(yōu)勢，將CDIO理念貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)的課前、課中、課后全過程，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的同時也滿足學(xué)生個性化的需求，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

（一）重構(gòu)實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)CDIO理念，教學(xué)團隊結(jié)合學(xué)院的實際情況，重構(gòu)實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。學(xué)院目前采用由李維斌、陳哲洪主編，人民衛(wèi)生出版社出版的第3版《分析化學(xué)》教材，其中安排實訓(xùn)項目43項。但由于學(xué)院實訓(xùn)設(shè)備不足、教學(xué)場地有限等原因，實訓(xùn)項目無法全部開展，故結(jié)合實際，教學(xué)團隊在可開展項目的基礎(chǔ)上重新進行設(shè)計，模塊化設(shè)計分析化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識、分析天平稱量練習(xí)、滴定分析基本操作練習(xí)、滴定液的配制與標定、藥用氫氧化鈉的含量測定、食醋總酸量的測定、維生素C的含量測定、過氧化氫的含量測定、水的總硬度測定、高錳酸鉀吸收曲線的繪制等內(nèi)容，將其分為基礎(chǔ)教學(xué)模塊、實踐提升模塊及綜合能力模塊。從而既保證實訓(xùn)項目的開展，又對接專業(yè)理論，實現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的整合，做到在有限的條件下，更精準地設(shè)計實訓(xùn)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)難度由易到難、層層遞進，使學(xué)生從最初的體驗實訓(xùn)向最后的自主設(shè)計實訓(xùn)轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

1.基礎(chǔ)教學(xué)模塊

該模塊的教學(xué)主要以入門基本練習(xí)為主，目標是使學(xué)生明確分析化學(xué)實訓(xùn)室安全規(guī)范要求以及學(xué)會分析儀器的基本操作，夯實學(xué)生基礎(chǔ)實驗技能。這部分的實驗課內(nèi)容主要包含3個項目：分析化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識、分析天平稱量練習(xí)、滴定分析基本操作練習(xí)。教學(xué)計劃中將這些實驗內(nèi)容安排在分析化學(xué)課程實驗課的前期，讓學(xué)生體驗分析化學(xué)實訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生對分析化學(xué)實訓(xùn)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力和規(guī)范操作習(xí)慣，為后續(xù)自主探索學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.實踐提升模塊

該模塊主要依據(jù)分析化學(xué)課程中對滴定分析內(nèi)容的類型劃分，以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，在考慮實訓(xùn)的基礎(chǔ)上兼顧后續(xù)藥物分析等課程的需要。因此，教學(xué)團隊在內(nèi)容的選擇上，既安排了具有兼顧驗證性的實驗也安排了創(chuàng)新性實驗，以保證學(xué)生掌握重要的知識點。此部分的內(nèi)容主要包含6個項目：在滴定分析的基礎(chǔ)上增加了藥用氫氧化鈉的含量測定、食醋總酸量的測定、維生素C的含量測定、過氧化氫的含量測定、水的總硬度測定、高錳酸鉀吸收曲線的繪制等內(nèi)容。此部分主要為分析化學(xué)課程實驗課中期的教學(xué)內(nèi)容。在開展基礎(chǔ)模塊理論教學(xué)之后再開展實踐能力教學(xué)，目的是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣，明確分析崗位的任務(wù)，養(yǎng)成嚴謹求真的工作作風(fēng)。

3.綜合能力模塊

本模塊主要是以學(xué)生自主探究方式開展，強調(diào)職業(yè)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神，重視學(xué)生綜合能力的提升，對理論聯(lián)系實際的能力要求較高。與以往實踐教學(xué)不同的是，此模塊加入了讓學(xué)生自主設(shè)計實驗項目的環(huán)節(jié)。有了前期的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教師根據(jù)實驗資源，提供部分開放型項目供學(xué)生選擇，主要包含維生素C片中維生素C的含量測定、餅干中NaHCO3和NaCO3的含量測定、白酒中甲醇的含量測定、水中鐵的含量測定等。學(xué)生通過查閱文獻、網(wǎng)絡(luò)資源、教師指導(dǎo)等途徑，自行設(shè)計實驗方案，進而完成實驗操作并提交實驗分析報告，以此提升學(xué)生獨立思考、團隊協(xié)作探究和分析與解決問題的能力，同時增加學(xué)習(xí)趣味性。

（二）建設(shè)線上實訓(xùn)資源庫

根據(jù)線上線下混合式教學(xué)的要求，教學(xué)團隊依托智慧職教云平臺構(gòu)建了分析化學(xué)線上線下混合課程教學(xué)資源庫。教學(xué)資源庫盡可能地覆蓋學(xué)院的教學(xué)實際需求，如PPT、微課視頻、自主學(xué)習(xí)資料、課程拓展視頻、練習(xí)題庫等。線下資源部分主要包含教學(xué)實訓(xùn)指導(dǎo)、教學(xué)大綱、教案、實訓(xùn)報告等線上教學(xué)資源主要參考了部分學(xué)校的精品課程。微課視頻主要來自教學(xué)團隊教師自拍自錄教學(xué)視頻并采用部分網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，內(nèi)容分為實驗教學(xué)視頻及實驗技能視頻兩類。教師按照實訓(xùn)項目的內(nèi)容分類，在平臺做好資源分類并上傳。實驗教學(xué)視頻可用于學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課后回顧，如鹽酸滴定液的配制與標定、氫氧化鈉滴定液的配制與標定、維生素C的含量測定等；也可用于拓展知識面，如分析崗位的操作規(guī)范等。實驗技能視頻主要是針對實操過程中的細節(jié)、關(guān)鍵操作內(nèi)容，重點關(guān)注實踐中的易錯點，方便學(xué)生查漏補缺，扎實掌握實操技能，如滴定管的使用細節(jié)、分析天平、紫外分光光度計的操作注意事項等。為解決教師實操演示時人數(shù)多視線受阻等問題，使用微視頻的方式呈現(xiàn)這部分的操作要點，便于學(xué)生課前、課上、課后反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。

（三）實施教學(xué)

教學(xué)團隊在CDIO理念的指導(dǎo)下，將線上線下混合教學(xué)設(shè)計運用于實際實踐教學(xué)，主要將實訓(xùn)教學(xué)分為課前、課中、課后三階段，并按照上述三個項目模塊，由易到難，層層深入，注重培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，強調(diào)教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)與分析和解決問題的能力。

1.課前：推送任務(wù)并評估學(xué)習(xí)情況

教師在課前熟悉教學(xué)設(shè)備、教學(xué)平臺的使用，將教學(xué)資源導(dǎo)入職教云平臺，并發(fā)布課前學(xué)習(xí)公告、學(xué)習(xí)任務(wù)、考核標準等。課程開始前收集并匯總學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況以及疑難點，對學(xué)生學(xué)習(xí)能力進行評估分析；準備實訓(xùn)課堂教學(xué)分組工作，提前準備實訓(xùn)用品，檢查設(shè)備使用情況。學(xué)生在課前根據(jù)教師要求，登錄職教云平臺，完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)、明確學(xué)習(xí)目標，提前了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，并將難點知識做好記錄與反饋，以便在課堂學(xué)習(xí)中突破；學(xué)生在課前可開展小組研討，分析實驗過程，以便在實訓(xùn)過程中做好分工合作，高效完成實訓(xùn)目標。

2.課中：引導(dǎo)學(xué)生自主完成實訓(xùn)操作

教師講解重難點、實操演示，引導(dǎo)學(xué)生自主完成實訓(xùn)操作。教師觀察每組學(xué)生的完成情況，可進行拍照、錄像，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程；根據(jù)課前學(xué)習(xí)反饋，引導(dǎo)學(xué)生分析預(yù)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的疑惑，并開展小組研討，注意總結(jié)知識點，逐漸構(gòu)建完整的知識體系。教師根據(jù)課堂實際情況，設(shè)置師生互動環(huán)節(jié)，答疑解惑。學(xué)生在課中完成實訓(xùn)操作，對標實訓(xùn)要求及考核標準，積極參與互動，展示學(xué)習(xí)成效，精益求精，培養(yǎng)嚴謹求真的工作態(tài)度；及時提出疑難點，尋求解決的辦法，可將本組實驗過程及結(jié)果上傳職教云平臺，進行小組互評，發(fā)散思考，共同解決。課程結(jié)束前，教師需做好本次課堂的教學(xué)總結(jié)，對照學(xué)習(xí)目標與要求，提出本次課存在的問題及改進辦法，并布置課后作業(yè)。

3.課后：及時開展教學(xué)反思

教師通過職教云平臺查看學(xué)生課后作業(yè)完成情況和教學(xué)評價反饋，分析學(xué)習(xí)效果，及時對教學(xué)各環(huán)節(jié)進行回顧反思，不斷改進，力求教學(xué)效果最優(yōu)化。對于混合式教學(xué)，可從以下幾個方面展開教學(xué)反思。首先，是否切實做到學(xué)生是課堂的主導(dǎo)者，教師引導(dǎo)學(xué)生探索知識，是否讓學(xué)生真正參與到課堂中。其次，線上教學(xué)資源是學(xué)生獲取知識的重要補充，教師是否做到及時更新補充在線教學(xué)資源、將更優(yōu)質(zhì)資源提供給學(xué)生。再者，教學(xué)實施過程的設(shè)計是否合理，學(xué)生接受度如何。在了解學(xué)情后，教師是否結(jié)合課程及學(xué)生差異性，整合教學(xué)目標與方法，引導(dǎo)學(xué)生反思，將學(xué)習(xí)引向深入。最后，在教學(xué)評價上是否用了多種評價指標及多元化評價方式，如線上資源的學(xué)習(xí)進度、師生互動、課堂表現(xiàn)等。

二、教學(xué)效果評價及反思

分析化學(xué)課程實驗課基于CDIO理念進行混合式教學(xué)改革后，教學(xué)團隊為了檢查教學(xué)效果并為后續(xù)做好教學(xué)調(diào)整工作提供依據(jù)，對授課班級的69名學(xué)生進行了實驗課教學(xué)效果評估調(diào)查。教學(xué)效果評估調(diào)查主要以發(fā)放調(diào)查問卷并結(jié)合對學(xué)生的訪談?wù){(diào)查開展，在學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實訓(xùn)考核成績、課堂滿意度及教師教學(xué)能力等方面得到了較為肯定的評價反饋。

首先，在學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析方面，教學(xué)評價主要以“職業(yè)院校學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)能力現(xiàn)狀評估表”為依據(jù)，從學(xué)生掌握新知識的能力、主動求知的能力、堅持學(xué)習(xí)的能力、學(xué)習(xí)挫折抗壓能力等13項核心學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)態(tài)度等5個維度的影響因素開展分析。改進前測學(xué)生均分為95.34分，各維度均分為3.352分；改進后測學(xué)生均分為99.95分，各維度均分為3.545分。上述數(shù)據(jù)能較好地說明該教學(xué)模式顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

其次，在實訓(xùn)考核成績分析方面，在2021級未應(yīng)用該模式時的學(xué)生實訓(xùn)考核平均分為77.69分，優(yōu)秀率為9.95%；改進教學(xué)模式后的2022級學(xué)生實訓(xùn)考核平均分為79.52分，優(yōu)秀率達15.20%。由此可見，改變教學(xué)模式后，學(xué)生實訓(xùn)考核成績明顯提升，優(yōu)秀率更是上升了近6%，這充分說明實驗課混合式教學(xué)模式不僅提升了學(xué)生整體的學(xué)習(xí)成績，而且在提升優(yōu)質(zhì)生考核成績上效果更加凸顯。

再次，在課堂滿意度分析方面，94.2%的學(xué)生反饋，混合式教學(xué)使分析化學(xué)實驗課堂更加有趣了；在課堂參與度上，95.7%的學(xué)生反饋自己的參與度比以前更高了。教師擔(dān)心采用混合式教學(xué)后會過多占用學(xué)生的課余時間，但調(diào)查結(jié)果顯示，95.7%的學(xué)生給出了相反的評價，認為線上資源平臺促進了自己課前的預(yù)習(xí)以及課后鞏固，方便自己反復(fù)學(xué)習(xí)；而問及今后是否還繼續(xù)開展混合式教學(xué)實驗課學(xué)習(xí)時，89.9%的學(xué)生給出了肯定答案。

最后，在教師教學(xué)能力分析方面，隨著職教云平臺的引入，首先解決了傳統(tǒng)課堂無法記錄學(xué)習(xí)軌跡的問題，教師可通過簽到、互動答題、小組討論等方式，在平臺上記錄學(xué)習(xí)的痕跡，為過程性評價提供數(shù)據(jù)依據(jù)。該教學(xué)方法更需要教師發(fā)揮課堂設(shè)計的教學(xué)能力，進行針對性、個性化的教學(xué)，從而促使教師不斷提升自身教學(xué)能力，加強教學(xué)反思，減少在講臺上“滿堂灌”的現(xiàn)象。

本研究基于CDIO理念，以智慧職教云平臺為依托，開展高職藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)課程實驗課混合式教學(xué)探索。經(jīng)教學(xué)實踐及后續(xù)研究表明，混合式教學(xué)效果顯著。教師在教學(xué)中不斷改革創(chuàng)新，不斷學(xué)習(xí)反思，提升了教學(xué)水平；學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)興趣和課堂參與熱情也大為提高，從而較好地培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團隊合作的能力，加深學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的認同感，為學(xué)生后續(xù)升學(xué)就業(yè)打好基礎(chǔ)。今后可進一步完善該模式，力求最佳教學(xué)效果。

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作者簡介：陳燕燕（1990— ），女，廣西賀州人，大學(xué)本科，梧州職業(yè)學(xué)院衛(wèi)生健康學(xué)院講師，廣西高等職業(yè)院?！半p師型”教師，主要研究方向為藥學(xué)教育。