OBE理念下仪器分析实验课程教学设计.pdf

第 51 卷第 9 期2023 年 5 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.9May.2023OBE 理念下仪器分析实验课程教学设计李家旭,刘 洋,欧 明,卢亚玲(塔里木大学化学化工学院,新疆 阿拉尔 843300)摘 要:由于我国高等教育的不断发展进步,传统的教育教学模式已经很难适应人才培养的需求。OBE 理念是一种先进的逆向思维教育理念。通过转变学生角色,激发学生探索和创新,促进教学改革,提高人才培养质量。将 OBE 理念融合思政教育,与仪器分析实验课程相结合,探索仪器分析实验教学改革新方法,形成以学生为中心、学习结果为导向的新型实验教学模式。关键词:OBE 理念;仪器分析实验;逆向思维;人才培养中图分类号:G642.0 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)09-0195-03 基金项目:塔里木大学高等教育教学改革研究项目(TDGJYB2120);塔里木大学“课程思政”示范课程项目(TDKCSZ22313)。通讯作者:卢亚玲(1984-),女,副教授,主要从事仪器分析教学。Teaching Design of Instrumental Analysis Experiment Based on OBE ConceptLI Jia-xu,LIU Yang,OU Ming,LU Ya-ling(College of Chemistry and Chemical Engineering,Tarim University,Xinjiang Alar 843300,China)Abstract:The traditional education and teaching model has been difficult to meet the needs of talent cultivation,due to the continuous development and progress of Chinas higher education.OBE concept is an advancededucationconcept of converse thinking.It promotes teaching reform and improves the quality of talent cultivation by changing therole of students and stimulating students exploration and innovation.OBE concept was integrated into ideological andpolitical education and they were combined with Instrumental Analysis Experiment to explore the new method of teachingreform.The new experimental teaching model was formed with students as the center and learning results as the guide.Key words:OBE concept;Instrumental Analysis Experiment;converse thinking;talent cultivationOBE 理念,又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育1。OBE 是一种以学生为中心,学习结果为导向的教育哲学思想,采用逆向思维的方式进行课程体系的建设,是一种先进的新型教育教学模式。在这种教学模式下,教师先将得到的结论告诉学生,然后再从中发现问题、解决问题,运用逆向思维的方式调动学生的积极性和主动性。它的实施原则、实施要点、设计理念以及评判体系等都与传统的教育教学模式有很大差异。其通过学习隐含在问题背后的综合知识,形成独立解决问题和自主学习的良好习惯,养成科学创新的思维方式2。OBE 理念实施要点如下:(1)确定教学策略:OBE 强调的是学生学到了什么,不同于传统的教育教学模式,不是像公式那样照搬照抄,特别强调个性化教学。要求教师了解每一位学生的性格和目标,从而制定出不同的教学方案,以达到照应每一位学生,为每一位学生负责。(2)自我参照评价:OBE 教学评价是基于学习成果上3,而不是教学内容以及学习时间、学习方法。其采用新的考核标准,评价强调学生学习成果和个人学习进展,不以成绩论成败,不将学生进行比较4。1 传统仪器分析实验教学与 OBE 教学理念的差异1.1 传统教学存在的问题(1)实验教学模式单一“仪器分析”实验课程教学仍以传统的流程化教学模式授课,学生就犹如机械一样按部就班的进行实验步骤操作,不能带着疑问去学去思考,无法真正理解所用仪器的原理和仪器操作,很难激发学生的学习兴趣。由于缺少自主思考的能力、勇于探索实验的精神和设计实验的能力,从而影响教学质量5。(2)实验的参与性差由于“仪器分析”实验教学设备多数属于大型精密仪器,价格昂贵,实验室拥有的数量有限。传统的仪器分析实验教学以分组的模式进行,每个小组 4 9 人不等,小组内人员共同参与实验,完成教师下达的实验任务。在实验过程中,往往是一个班的学生同时参与实验,不利于调动学生的积极性,降低学生对实验课程的兴趣6。(3)实验课程过程考核缺失。目前“仪器分析”实验课程考核方式主要是学生出勤和实验报告 2 个部分,这种考核不能够真正评价学生是否掌握了整个实验(包括实验仪器的原理和使用),缺少实验过程操作的考核,导致部分学生对实验课不够用心7。1.2 OBE 理念的优势(1)OBE 理念中,在学习上学生是中心,是主动者与研究者,学习成果并不是以前学习的积累,而是学生完成所有学习过程后所获得的最终结果。而教师是这个过程中的组织者和指导者,通过逆向思维的方式激发学生对新知识的渴望,也有效196 广 州 化 工2023 年 5 月地促进学生自主学习。(2)在教学过程中应该多注意学生的表现,及时做到信息反馈和总结。如果教师通过引导使学生达到了自主思考问题的目的,这样能更大的发挥学生的潜力,并确保学生能提高自己的理解能力,这就是新型的教学理念的优势。(3)注重学以致用、勇于实践、敢于摸索,将所学的多门学科融会贯通,提高了自身的能力,以适应未来社会对综合性人才的需要。2 基于 OBE 理念的“仪器分析”实验教学改革探讨 为了实现新型 OBE 教学模式下的目标,仅仅依靠传统的教学模式显然是不够的,不满足新型教育教学模式下的要求,也不满足新时代大学生的自我发展需求。OBE 理念以学生的学习成果为中心,注重学生的学习产生的效果和所获得的成果。新型教学模式的目的性较强,对于学生学习成果及学习目的都有很严格的标准。新型的教学模式制定了严格的培养目标,以多种评估方式对学生的学习成果进行综合评估,这样更能提升学生的专业知识、专业技能和科学素养。2.1 采用混合式教学在 OBE 这种新型的教学模式下,学生的自我培养是这种模式下的重点,所以教师应改变传统的教学方式,充分利用现代化的教学手段,开展线上线下混合式互动教学。在“仪器分析”实验课程前,将所用仪器的简介、用途、测试原理、实验内容等文字或视频等材料上传至学习平台,并布置课前预习作业,这样学生可以通过手机提前预习实验课程。2.2 提高学生的参与度由于一部分“仪器分析”实验所用设备价格较为昂贵,所以很难达到多个学生同时操作的情况。为了尽可能培养学生的实验操作能力,将班级学生分为多个小组,每组不多于 4 人。课前安排每小组进行实验准备,小组成员自行协调分工,并对实验步骤进行整理、溶液配制、样品准备等工作,在实验过程中,组内成员相互交流也可以相互轮换,使每位学生在不同的实验环节都得到相应的锻炼,最后一同整理实验报告。2.3 改革教学内容“仪器分析”实验课中的实验项目都是经过授课教师严密筛查选出的,但是有些实验已经与现实生活脱离太远,很难激发学生对实验的渴望。学生通过课前预习和查阅资料,基本掌握“仪器分析”实验的基本原理8。教师在“仪器分析”实验教学内容筛查时,应充分考虑到学生的个体差异和毕业后所从事的工作,对基础性的实验项目进行整合,使教学内容更符合专业特征、知识背景。教师也可以鼓励学生利用“仪器分析”实验课所掌握的知识进行大学生创新创业项目的申请或参加竞赛,可以提高学生的自信及学习能力。3 OBE 理念下仪器分析实验课程设计3.1 备课阶段以紫外吸收光谱法测定苯甲酸的含量为例,学生在课前,需要进行课前预习和查阅有关资料,了解实验的主要目的、实验步骤、实验注意事项并合作完成思考题。然后,将复杂且有意义的问题融入到学习中,带着问题去学习,让学生在做实验的过程中找到问题的答案,再回过头来看自己所得到的结论是否与教师一致,这就是 OBE 理念教学的关键环节9。学生可以通过查阅资料,了解到紫外可见分光光度计的构造以及原理、操作、注意事项等。通过思考题来判断学生对实验操作,实验知识是否完全掌握,引发学生深入思考,从而培养学生的创新精神和发散思维,提高学生分析问题和解决问题能力。3.2 思政融合教学阶段在实验设计中引入思政元素,不但能从中学到优秀的学习态度和为国家、民族利益献身的集体主义情怀,而且在看见先辈们在科研道路上经历的困难和曲折后,更能激发出青少年的血性,同样也激发出学生们对专业的自豪感和使命感。例如在该实验(紫外吸收光谱法测定苯甲酸的含量)中,苯甲酸和氢氧化钠都是危险品,在配制溶液时应注意药品本身带有一定的毒性和腐蚀性,因此做实验时要在通风橱中进行,以增强学生的安全意识和绿色化学理念,通过对绿色化学理念的引入,培养学生的创新能力和职业素养,提高学生的环保意识和环保理念。通过查阅资料文献了解到“酸碱”是传统的化工业基础,也是我国民族工业的启蒙,因而从中可以感受到中华民族的智慧和力量,发扬艰苦奋斗、自力更生、力争卓越、求真务实的精神,要学生们知道科技的发展是为了推动人类生活的进步10。3.3 课程教学阶段学习效果取决于课程教学,以学生为中心,学习结果为导向的 OBE 理念课程教学,将课程划分为五个阶段。首先是发现问题阶段,上课前通过在线学习平台给学生发布有关本实验的教学案例,在下课前布置下一节课的查阅资料任务。在课堂上学生有任何问题都可以发表,引发教师和学生一起探讨,这样既能检查学生对知识的掌握,又起到锻炼学生的作用;教师也会在每节课后及时了解同学们对教师所授课程是否掌握,及时进行课后整理,并在下次课程将学生所遇到的问题一一解决,这样更能针对性的整改教学模式中存在的问题。其次是分析问题和解决问题阶段,这一阶段的实验操作很重要,学生对实验过程中存在的一些实验现象和实验失败的原因进行分析和解决。比如实验中用的氢氧化钠标准溶液浓度为什么是 0.01 mol/L?实验中不同浓度的待测苯甲酸溶液测出的吸光度一样或差距很大?通过小组成员分工合作(图 1),查找资料,讨论分析出现实验失败的原因,根据实验条件重新拟定解决方案。在此过程中教师在此过程中起到重要作用,引导学生树立团队意识,充分调动学生对实验的积极性和参与度。图 1 小组成员分工合作流程图Fig.1 Flow chart of labor and cooperation amongteam members最后是得出结论和结论展示阶段,每个小组选出 2 名成员组成评比小组,小组组员经过讨论选出组长和汇报人员并对实验结果和实验过程中存在的问题进行汇报,教师在适合的时机对每一组进行评价、提问、答疑11。通过每个小组的汇报,教师总结每个小组出现的问题,分析其中的原因,得出最终解决办法。在小组合作的过程中,每一位学生都有自己想法,小组合作的目的就是为了将每一位学生的思想进行融合,形成思维第 51 卷第 9 期李家旭,等:OBE 理念下仪器分析实验课程教学设计197 大爆炸。小组中的成员都有自己擅长的和不擅长的,通过引导学生