將OBE 理念融入化工類課程改革與實踐
——以無機及分析化學課程為例

張宏舉，張博，后春靜，李雪梅，郭勤

（新疆理工學院能源化工工程學院，新疆阿克蘇 843000）

無機及分析化學是由無機化學和分析化學兩個二級學科優(yōu)化整合而成的新教學體系下的一門基礎(chǔ)性學科，是高等院校能源、化學、化工、環(huán)境、食品、農(nóng)學、材料、生命科學等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，在大學四年的學習體系中具有十分重要的作用和地位。OBE（Outcome Based Education，OBE）教育理念又稱為成果、能力、需求導向教育，其以學習成果為目標導向，學生成為學習的中心，用逆向思維對課程體系進行構(gòu)建，教育理念相對先進。OBE教育理念是對傳統(tǒng)教育理念的一次重大革新，目前，很多高校、很多專業(yè)都將其應用于課程改革，并初見成效。筆者針對我校無機及分析化學課程在教育教學過程中出現(xiàn)的問題，提出了一些改革措施，并將OBE教育理念應用于該課程的教學中，取得了一定的效果。

一、教學現(xiàn)狀

（一）教學內(nèi)容現(xiàn)狀

作為化學專業(yè)的基礎(chǔ)性課程，無機及分析化學課程的內(nèi)容包括理論知識和實驗操作，理論知識主要有原理、方法、公式等，這些內(nèi)容往往紛繁復雜，難以理解，且需要記憶的部分較多。學生的學習壓力很大，容易失去學習興趣?！霸雍头肿咏Y(jié)構(gòu)”這一章節(jié)涉及的理論內(nèi)容較多。計算公式較多的章節(jié)有“熱力學”和“動力學”?！把趸€原反應”和“電化學”這部分內(nèi)容則需要書寫方程式[1]。無機及分析化學的課程目標不夠明確，設置的教學內(nèi)容相對繁雜，僅僅48學時的理論課程，講授的內(nèi)容卻有16章節(jié)。面對龐雜的學習任務，學生很容易失去興趣，教學效果就會很差，最直接的表現(xiàn)就是掛科率高、學生的基礎(chǔ)水平參差不齊。如果教師不能精簡內(nèi)容，深入淺出地講授，大多數(shù)學生都無法很好地完成無機及分析化學課程的學習任務。

（二）教學方式現(xiàn)狀

近年來，盡管教育改革的力度很大，但教師的教育觀念尚未完全改變，部分教師仍用“以教師為本”的教育方式進行教學，這種不能與時俱進的教學方式勢必會被時代所淘汰。相比于理論知識的死記硬背，培養(yǎng)學生的實踐能力、將理論知識應用于實際生活的能力更為重要。理論教學與實驗教學不能完美地呼應，甚至是相互脫節(jié)，這就導致學生在將理論應用于實踐的過程中會出現(xiàn)阻礙和困惑。理論不能指導實踐，實踐也檢驗不了理論，這樣的教育是沒有意義的。教師隊伍不夠完善，因師資問題，該門課程往往只有1～2名教師擔任，且理論課程與實驗課程的教師是分開上課，這就導致教師不能及時有效地掌握學生的學習情況。

（三）評價方式現(xiàn)狀

學生學習效果的評價方式一般是平時成績+考試成績，該方式雖然能在一定程度上反映學生的學習水平，但不夠全面系統(tǒng)。教師的教學評價以學生評教為主，很多時候，學生的評價不夠客觀。

二、改革教學目標

OBE教育理念認為教育者應對學生在完成大學學業(yè)時所要達到的知識水平和能力水平有清晰的認識，以此來設計一些能夠完成這些目標的教育活動。Chandrama Achary指出：“定義、學習產(chǎn)出、實現(xiàn)學習產(chǎn)出、評估學習產(chǎn)出、總結(jié)和改進學習產(chǎn)出是OBE教育模式的主要組成元素，它比戴明環(huán)的計劃、實施、檢查、處理更為全面?！蓖蹊碵2]等人認為教學目標應該具備高階性和挑戰(zhàn)度。所謂“高階性”，就是強調(diào)知識和能力的結(jié)合，學生解決問題的思維方式和能力的培養(yǎng)尤為重要。挑戰(zhàn)度就是學習該門課程對于學生具有挑戰(zhàn)性，學習該門課程，學生需認真努力之后才可獲得一定的知識水平和能力的提高。鑒于此，我們通過到企業(yè)、研究所開展調(diào)研，并結(jié)合用人單位需求，完善了培養(yǎng)目標。無機及分析化學課程是高中化學和大學化學的過渡，它的開設能夠幫助學生更好地適應新的學習環(huán)境和學習方法。相比于高中化學以考試和做題為目的的學習方式，大學的化學類課程側(cè)重于學生學習興趣和學習動力的培養(yǎng)。無機及分析化學課程旨在培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)學生搜索、整理、分析、提煉資料信息以及使用本學科或課程材料、工具及技術(shù)的能力[3]。

三、優(yōu)化教學內(nèi)容

（一）精簡教學內(nèi)容

OBE理念的一個核心思維便是逆向設計，將教學由以教師為中心轉(zhuǎn)換為以學生為中心，強調(diào)學生的個性化培養(yǎng)。這就需要教師掌握每位學生的特點、學習情況以及對知識的接受程度。反向設計需要掌握的兩項基本原則分別為：其一，教師要用學生的最終目標進行反推，持續(xù)跟進，逐漸增加知識的難度。其二，教師要對知識點進行聚焦，引導學生集中精力學習基礎(chǔ)性、重點難點性知識，對于一些輔助類內(nèi)容，教師可進行適當?shù)膭h減。因此，無機及分析化學課程的教學由之前的“繁而雜”轉(zhuǎn)為“精而簡”顯得尤為重要。通過改革，我們將教材中的十六章內(nèi)容精簡至十章，抓住重點，使知識具有整合性和連續(xù)性，以逆向思維設計課程，使課程目標與最終學生所要達到的知識能力一致。我們精簡后的學習內(nèi)容主要包括化學反應的一般原理（熱力學、動力學和化學平衡等）、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、四大化學平衡及其滴定法、分光光度法、電勢分析等。

（二）分模塊教學

分模塊教學是極為有效的措施。何坤歡[3]在無機及分析化學的實驗教學中提出將實驗教學分為三個模塊，分別為基本操作、綜合性實驗及探究性實驗，通過模塊化教學培養(yǎng)學生的基本實驗操作能力、問題分析能力、獨立思考能力、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，使其初步掌握科學的研究方法，為以后參加工作、實踐活動奠定基礎(chǔ)。我們在對20級的班級進行模塊化教學后，發(fā)現(xiàn)學習效果要比之前按照教材順序講解的學習效果要更好，具體表現(xiàn)為學生的學習積極性顯著提升、課堂氣氛活躍性增強、課后找教師探討問題的學生增加、學生的考試成績也有所提高。我們將理論知識分為物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學平衡、四大反應及其滴定，并且設置了相應的實驗教學，通過理論與實驗的有機結(jié)合，使學生更好地掌握、理解、領(lǐng)悟理論知識。

（三）將思政元素融入課堂教學

課程思政的本質(zhì)是立德樹人，如何培養(yǎng)人和培養(yǎng)什么人成為教育事業(yè)最根本、最重要的問題。因此，在無機及分析化學課程中加入思政元素是必要且意義重大的，但如果教師生硬地加入一些思政元素，學生的接受效果往往適得其反。因此，怎樣潛移默化地將思政元素融入專業(yè)課程引起了很多教師的思考與討論。黃劍平[4]等人通過選用無毒無害的化學試劑、降低用量、防污減排、對實驗廢液進行回收利用等方式，將綠色化學的理念融入實驗教學中。鐘國清[5]等人對傳統(tǒng)的無機及分析化學實驗進行了改革，建立了“點滴化、小量化、減量化”的教學模式，很好地解釋了怎樣將思政元素融入日常教育教學中去。我們在講解無機及分析化學的理論課程時，也進行了相應的改革，我們將一些內(nèi)容結(jié)合化學發(fā)展歷程進行講解，學生的課堂表現(xiàn)更為活躍。比如，在講解“酸堿理論”這一章節(jié)時，我們講了酸、堿定義的歷程。這個例子可以讓學生了解我們今天學到的知識是前人經(jīng)過不斷努力探究之后得出來的。同時，學生也能體會到科學家對科學的熱愛以及面對挫折失敗永不言棄的品格。

四、調(diào)整教學方法

（一）線上線下混合式教學

傳統(tǒng)的教學方法顯然已不適合目前的教育現(xiàn)狀。OBE教育理念強調(diào)以學生為中心、以產(chǎn)出為導向，學生處于中心地位。線上線下混合式教學是有效完成OBE教育理念的目標的方式。線上線下混合式教學指將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)教學當中，將二者的優(yōu)勢有機結(jié)合起來，從而提升教學質(zhì)量。線上線下混合式教學能使教師的引導、啟發(fā)、監(jiān)管職能得到發(fā)揮，也能使學生的自主學習能力、學習積極性、創(chuàng)新力得以提升，充分體現(xiàn)了以學生為中心的教學理念。在線上線下混合式教學中，教學過程不再是教師枯燥乏味的灌輸、學生始終處于被動地位，而是使學生處于主體位置，使學生主動預習課程內(nèi)容。線下的教學其實是一個研討的過程，學生有了強烈的參與感，學生的學習積極性和學習興趣明顯提高。在課前，我們通過雨課堂布置了學習任務，學習任務基本是一些概念的理解、原理的認識等。同時，在某些章節(jié)，我們還會配動態(tài)視頻幫助學生理解知識。在這個過程中，我們還設置了一些問題讓學生作答。教師可以通過學生的答題情況對知識點進行梳理，進而有針對性地進行線下講授。經(jīng)過一學期的試點教學后，我們發(fā)現(xiàn)學生的積極性有所提升，考試成績也比同專業(yè)上一級學生的高。張春麗[6]認為線上線下混合式教學在無機及分析化學中的應用主要有四個方面：1.教師充分利用線上教學資源，培養(yǎng)學生的自主學習能力；2.教師根據(jù)線上學習的重難點問題，完善線下教學；3.教師采用線上題庫等方式鞏固學生對知識的掌握；4.教師開展線上線下師生互動，實現(xiàn)教學良性循環(huán)。盡管線上線下混合式教學模式取得了一定的成效，但如何更好地利用線上資源、提高學生的自主學習能力和實際應用能力仍是需要繼續(xù)探究的問題。

（二）思維導圖的應用

思維導圖是由大腦潛能與學習法研究專家東尼·博贊創(chuàng)立的一種思維模式，它能夠使人的思維能力得以提升，思維潛力得以開發(fā)，主要應用于記憶、學習、思考等方面，應用十分廣泛。思維導圖在中國應用已有20余年。教師在無機及分析化學的教學過程中運用思維導圖可以解決知識點繁雜的問題，極大地減少了學習內(nèi)容，思維清晰明了，能提升學生的學習興趣和學習積極性。同時，學生利用思維導圖復習能使知識點更具系統(tǒng)性和完整性，且簡單明了的圖形更方便記憶和理解。賈佩云[7]等人將思維導圖應用于無機及分析化學的教學中，教學效果顯著提升。我們對班級人數(shù)、高考化學成績基本一致的兩個班級（一個班級作為平行實驗班級，另外一個班級在教學過程中使用了思維導圖）進行了對比，結(jié)果表明，采用思維導圖的班級，其無機及分析化學的考試成績明顯高于傳統(tǒng)教學班級。綜上，教師將思維導圖運用到日常教學中會提升學生的學習積極性，教學效果相較傳統(tǒng)教學明顯提高。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂

所謂翻轉(zhuǎn)課堂，指將課堂內(nèi)外的時間進行了調(diào)整，學習的主動權(quán)將掌握在學生手里。教師利用翻轉(zhuǎn)課堂開展教學能使學生更專注于所要學習的內(nèi)容，積極主動地與教師探討一些與實際生活密切相關(guān)的問題，進而能對知識有更加深入的理解與領(lǐng)悟。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，課堂不再是教師一人長篇大論的講解，而是學生在課前需要進行自主學習，通過觀看教學視頻來完成知識的學習。課堂上的時間更多地集中于知識的探討，每個學生針對同一問題發(fā)表各自的見解。通過相互交流，學生對問題的理解會更加深入、透徹。教師在此過程中起到引導、啟發(fā)、協(xié)助的作用。我們在學習“氧化還原反應”這部分內(nèi)容時就采用了翻轉(zhuǎn)課堂這種教學模式，教師提前布置學習任務，學生課前進行相關(guān)資料的收集，課堂上分小組進行不同模塊的介紹。有些學生注重于氧化還原反應的應用，他們收集了很多與氧化還原反應相關(guān)的實際案例，并對其進行了詳細介紹，比如植物是怎樣進行光合作用的、人體是怎樣進行消化的、火箭發(fā)射的原理是什么等。當這個小組的同學進行講解時，其他學生的興趣極高，并且這個過程對學生的學習有相互促進作用。比如，很多學生都進行了相關(guān)內(nèi)容的講解，有些學生準備充分，收獲豐富，但有些學生抱著“完成任務”的心態(tài)，當他們看到別人這么努力之后，他們就會有種壓力感，等下次學習新知識的時候，他們自然會認真起來。綜上，翻轉(zhuǎn)課堂是一種極其有趣且對教學效果有促進作用的教學模式，但如何更好地使其發(fā)揮出更大的價值需要任課教師更加深入地對課程特點、學習內(nèi)容、學生特征進行研究。

五、構(gòu)建評價體系

OBE教育理念注重學生個人學習目標的達成和進步程度，采用多元化和梯度式的評價方式。教師可以通過線上線下混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等豐富教學形式。教師要對學生的表現(xiàn)進行評價，包括簽到、線上習題完成度、教學任務完成情況、發(fā)言情況、考試成績等。同時，學生也可以進行自評，這一評價方式能使學生進行自我反思，及時發(fā)現(xiàn)問題并找到解決方法，對學生的發(fā)展起到很好的促進作用。同學之間也可以相互評價，學生在點評別人的亮點、不足時，也會注意到自身的問題，以此提升自身發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

六、小結(jié)

筆者通過闡述無機及分析化學的教學現(xiàn)狀，結(jié)合OBE教育理念對其教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、評價體系進行了一系列的調(diào)整。無機及分析化學對無機化學和分析化學兩個二級學科進行了全面的整合，學習內(nèi)容相對繁雜。因此，筆者通過四大平衡和四大滴定串聯(lián)，由淺入深、循序漸進、系統(tǒng)地介紹了化學學科基本知識和基本技能的知識體系。