OBE理念下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方法

摘 要：為切實(shí)提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向性，提升實(shí)踐教學(xué)結(jié)果對(duì)教學(xué)過程的反哺反饋，在成果導(dǎo)向教育（OBE）理念指導(dǎo)下，本文提出構(gòu)建學(xué)生測(cè)試結(jié)果（學(xué)習(xí)成果）與培養(yǎng)學(xué)生能力（在理解原理的基礎(chǔ)上正確操作）的考核關(guān)系表，使教師能夠根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)快速判定學(xué)生學(xué)習(xí)情況的偏差，進(jìn)而督促其進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)效果改進(jìn)課程教學(xué)過程，達(dá)到教學(xué)過程以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心的目的。該考核辦法使學(xué)生實(shí)踐過程中的不足能夠量化，實(shí)現(xiàn)因材施教。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)；OBE理念；實(shí)驗(yàn)考核

中圖分類號(hào)：G642.0" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

分析化學(xué)起源于古代煉金術(shù)，16世紀(jì)天平的出現(xiàn)加速了分析化學(xué)的發(fā)展。19世紀(jì)化學(xué)方法應(yīng)用于物質(zhì)組成和含量的鑒定，標(biāo)志著分析化學(xué)的初步形成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，分析化學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代化和自動(dòng)化的發(fā)展階段。分析化學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性均很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)課程在分析化學(xué)教學(xué)中占有重要地位，甚至可以說沒有實(shí)驗(yàn)就沒有分析化學(xué)［1］。在探索分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系的過程中，我們堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向，除細(xì)化實(shí)際操作考評(píng)指標(biāo)外，更側(cè)重學(xué)生的操作環(huán)節(jié)結(jié)果與產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)操作偏差主要原因的關(guān)聯(lián)性。

一、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是本科教育的一項(xiàng)重要的任務(wù)，然而當(dāng)前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新方面存在諸多問題［2］。教學(xué)內(nèi)容缺少，甚至沒有綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力。教學(xué)要求過于偏重學(xué)生按照流程，根據(jù)書本上的步驟逐步做下來，完成預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果即認(rèn)為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。該教學(xué)要求與當(dāng)前以問題為導(dǎo)向（PBL）［3］和以成果為導(dǎo)向（OBE）［4］的培養(yǎng)理念相左。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定考核主要基于平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)技能的考核，無法體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)踐技能訓(xùn)練目的的匹配性，難以反饋學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)程度?？s減分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)的教學(xué)要求也促使化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系改革，使其能夠精準(zhǔn)地反饋出在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)學(xué)生的實(shí)踐能力掌握程度。這些問題的產(chǎn)生，本質(zhì)上是與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏合理且可操作的考核體系有關(guān)。

針對(duì)上述問題，洛陽(yáng)師范學(xué)院的孫濤等人［5］提出優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加與生產(chǎn)生活緊密相關(guān)的綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以及改革考核模式由4部分組成：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（占比10%），實(shí)驗(yàn)操作（占比30%），實(shí)驗(yàn)報(bào)告（占比20%，包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果及小結(jié)），期末考試（占比40%），各項(xiàng)成績(jī)和總成績(jī)均以百分制計(jì)算。期末考試以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，讓學(xué)生獨(dú)立操作進(jìn)行考核，考查學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力，也考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況。中南民族大學(xué)的胡晶晶等人［6］提出在實(shí)際操作環(huán)節(jié)，分項(xiàng)目設(shè)置考評(píng)表格，依據(jù)教學(xué)要求設(shè)置細(xì)化指標(biāo)。然而上述探討的實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)有了依據(jù)，但是評(píng)價(jià)結(jié)果側(cè)重于實(shí)驗(yàn)操作過程本身，缺乏對(duì)于目標(biāo)導(dǎo)向的培養(yǎng)要求與產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)操作偏差主要原因的關(guān)聯(lián)性，無法通過考評(píng)結(jié)果對(duì)于培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

OBE（Outcomes Based Education）即成果導(dǎo)向教育，是一種以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為本，逆向設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的先進(jìn)理念，其核心內(nèi)涵是學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)，已被廣泛應(yīng)用于高等教育領(lǐng)域，是目前本科專業(yè)認(rèn)證和學(xué)校評(píng)估的核心理念之一［7］。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新實(shí)踐能力方面發(fā)揮著巨大作用。課程內(nèi)容主要包括化學(xué)分析基本操作及分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本操作技術(shù)和典型的分析測(cè)定方法，樹立“量”的概念，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)及解決實(shí)際問題的能力，在OBE理念指導(dǎo)下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新思維具有重要意義［8］。而在實(shí)踐中要落實(shí)這一標(biāo)準(zhǔn)，需要構(gòu)建合理的考核標(biāo)準(zhǔn)。

二、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考評(píng)機(jī)制

景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)在前期的教學(xué)實(shí)踐中，提出對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教材進(jìn)行獨(dú)立化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律重新編訂實(shí)驗(yàn)教材，在教材內(nèi)容方面設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三個(gè)實(shí)驗(yàn)技能逐漸升高的部分。前一部分為后續(xù)部分提供實(shí)踐技能基礎(chǔ)，后一部分綜合了前一部分多個(gè)實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合性和創(chuàng)新性解決實(shí)際問題的能力。

在探索分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系的過程中，我們堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向，除細(xì)化實(shí)際操作考評(píng)指標(biāo)外，更側(cè)重學(xué)生的操作環(huán)節(jié)結(jié)果與產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)操作偏差主要原因的關(guān)聯(lián)性。以四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院、浙江大學(xué)化學(xué)系編的《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（第四版）》中的實(shí)驗(yàn)四：混合堿液中NaOH及Na2CO3含量的測(cè)定為例［9］。該實(shí)驗(yàn)中需要掌握的基本原理雙指示劑法的原理是：雙指示劑分別是酚酞和甲基橙。在試液中先加酚酞，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色剛剛褪去，此時(shí)NaOH完全被中和，同時(shí)Na2CO3也被酸化成NaHCO3，此時(shí)HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗用量為V1，再加入甲基橙，溶液呈黃色，繼續(xù)用HCl滴定至呈橙色即為滴定終點(diǎn)，此時(shí)NaHCO3被酸化為H2CO3，HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗用量為V2，根據(jù)V1、V2可以計(jì)算出試液中NaOH及Na2CO3的量x。如果學(xué)生能夠詳細(xì)闡述上述內(nèi)容或者能夠完成實(shí)驗(yàn)操作，就證明學(xué)生了解或者初步掌握該原理。

學(xué)生在具體操作時(shí)，要按照以下過程進(jìn)行操作［9］。

（1）標(biāo)定HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別準(zhǔn)確稱取3份已烘干的無水碳酸鈉（其質(zhì)量按消耗0.01～0.015molHCl計(jì)），置于3只250mL錐形瓶中，加水約30mL溶解NaCO3，以甲基橙為指示劑，以約為0.5mol·L-1HCl溶液滴定溶液由黃色剛好轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬?，記下HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗用量，3次測(cè)定求平均值，計(jì)算出HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（cHCl）。

（2）移取混合堿溶液10.00mL，加酚酞指示劑1～2滴，用上述標(biāo)定的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，邊滴加邊充分搖動(dòng)，至酚酞恰好褪色為止，此時(shí)即為終點(diǎn)，記下所用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1。然后再加2滴甲基橙指示劑，此時(shí)溶液呈黃色，繼續(xù)滴定至溶液呈橙色，此時(shí)即為終點(diǎn)，記下所用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V2。

（3）根據(jù)V1和V2計(jì)算堿液中NaOH和Na2CO3的含量（g·L-1），上述操作平行測(cè)定3次，取平均值。

一般情況下，教師會(huì)在指導(dǎo)學(xué)生操作前，先自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，所形成的結(jié)果（如表1所示），作為判斷學(xué)生操作規(guī)范的依據(jù)。

在傳統(tǒng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生考核的依據(jù)是判定學(xué)生是否能夠得到正確的x（NaOH）和x（Na2CO3）平均值或者測(cè)試數(shù)據(jù)NaOH與Na2CO3的相對(duì)平均偏差相對(duì)較小。顯然，這種評(píng)價(jià)方法只側(cè)重結(jié)果，無法據(jù)此真實(shí)反映學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

在設(shè)置了細(xì)化指標(biāo)的考核方法中，會(huì)關(guān)注酚酞變色消耗HCl溶液體積V1和甲基橙變色消耗HCl溶液體積V2，因?yàn)橹挥羞@兩個(gè)數(shù)據(jù)與操作相關(guān)。對(duì)此，分析V1和V2產(chǎn)生偏差的原因，進(jìn)而指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。

顯然，由于造成數(shù)據(jù)偏差的因素很多，在指導(dǎo)教師無法觀察學(xué)生操作全過程的條件下，僅通過分析數(shù)據(jù)誤差無法反映學(xué)生操作的偏差，難以判定這些實(shí)驗(yàn)操作是否鍛煉培養(yǎng)了學(xué)生能力。

在OBE理念指導(dǎo)下，核心是構(gòu)建學(xué)生測(cè)試結(jié)果（學(xué)習(xí)成果）與培養(yǎng)學(xué)生能力（在理解原理的基礎(chǔ)上正確操作）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為此，我們構(gòu)建了學(xué)生操作能力培養(yǎng)考核分析表，見表3。

從表3中可以看出，情形1和情形4，多數(shù)原因是學(xué)生操作不當(dāng)造成的。而情形2和情形3，多數(shù)原因是學(xué)生對(duì)于雙指示劑法測(cè)定原理不清晰，對(duì)于顏色的分辨能力相對(duì)較弱。這樣，教師能夠根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)快速判定學(xué)生學(xué)習(xí)情況的偏差，對(duì)于情形1和4的學(xué)生，強(qiáng)化其操作訓(xùn)練，對(duì)于情形2和3的學(xué)生，強(qiáng)化原理理解和對(duì)于顏色分辨的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)效果改進(jìn)課程教學(xué)過程，達(dá)到教學(xué)過程以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心的目的。

結(jié)語

在OBE理念指導(dǎo)下，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建了學(xué)生測(cè)試結(jié)果（學(xué)習(xí)成果）與培養(yǎng)學(xué)生能力（在理解原理的基礎(chǔ)上正確操作）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成考核關(guān)系表。教師利用該表格，在學(xué)生還未離開實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，能夠根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)快速判定學(xué)生學(xué)習(xí)情況的偏差，進(jìn)而督促其進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)效果改進(jìn)課程教學(xué)過程，達(dá)到教學(xué)過程以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］童葉翔，施開良.本科化學(xué)教育新體系的研究與實(shí)踐［J］.大學(xué)化學(xué)，2001（06）：1720.

［2］魏婕，劉欣欣.分析化學(xué)課程理論與實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)思考：基于現(xiàn)存教學(xué)存在的問題［J］.化工管理，2022（31）：1416.

［3］唐明根，張曉麗.問題導(dǎo)向下的分析化學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)施路徑探究［J］.云南化工，2023，50（09）：187189+210.

［4］王一男，楊冬芝，趙子明，等.基于OBE教育理念的醫(yī)學(xué)院校分析化學(xué)課程教學(xué)改革探索［J］.衛(wèi)生職業(yè)教育，2020，38（17）：2829.

［5］孫濤，李珂.關(guān)于《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考［J］.廣州化工，2021，49（12）：187189.

［6］胡晶晶，周灝，劉惠玲，等.基于過程考核理念的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與實(shí)踐［J］.教育教學(xué)論壇，2020（47）：391392.

［7］蘇占華，趙志鳳.基于OBE理念的項(xiàng)目教學(xué)模式優(yōu)化研究［J］.黑龍江科學(xué)，2022，13（05）：116118.

［8］任玉蘭，李靜，蘇爽月，等.基于OBE理念的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024（01）：7073.

［9］四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，浙江大學(xué)化學(xué)系.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)［M］.4版.北京：高等教育出版社，2015.

基金項(xiàng)目：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)陶瓷材料工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心研究項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：王霞（1971— ），女，漢族，山東濟(jì)寧人，理學(xué)碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室管理。