OBE教育理念下的工科化學(xué)基礎(chǔ)課程改革探索

張文娟,黃宏升,張紅燕,馮曉琴

(貴州理工學(xué)院,貴州 貴陽　550001)

隨著國際形勢大環(huán)境的變化，中國的本科教育也越來越向大眾教育模式在發(fā)展。同時對于國內(nèi)高等學(xué)校教育模式提出了新的要求。OBE理念和方法自1981年由William Spady等[1]人提出后，被公認(rèn)為是追求卓越教育的有效方法，受到世界各國著名大學(xué)的重視。作為國際化程度最高、體系最完整的本科工程教育國際互認(rèn)協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord)，全面接受了OBE理念并將其融入到工程教育專業(yè)認(rèn)證中。2013年6月，中國加入《華盛頓協(xié)議》。2016年6月，中國成為《華盛頓協(xié)議》正式成員，這意味著中國工程教育邁向了國際化。

OBE主要關(guān)注以下四個方面[2]：(1)預(yù)期學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么？(2)讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果的目的是什么？(3)如何使學(xué)生取得預(yù)期學(xué)習(xí)成果？(4)取得了這些學(xué)習(xí)成果的評價依據(jù)是什么？表一中比較傳統(tǒng)教學(xué)與基于OBE理念的教學(xué)，其中OBE理念下的教學(xué)突破傳統(tǒng)教學(xué)以教為主和教師為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，關(guān)注其最終的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。因此，明確的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)和以學(xué)生為主體是OBE 理念下的教學(xué)活動的核心思想，從教學(xué)目標(biāo)的制定、教學(xué)內(nèi)容的完善、教學(xué)計劃的實施到教學(xué)結(jié)果的評價基本都圍繞學(xué)生能力來組織。

OBE教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的比較見表1。

表1　OBE教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的比較

1　《工科化學(xué)基礎(chǔ)》課程現(xiàn)狀

《工科化學(xué)基礎(chǔ)》是我校為非化學(xué)化工類理工科專業(yè)(資源勘查工程、安全工程、材料科學(xué)與工程 、新能源材料與器件、機械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè))開設(shè)的一門學(xué)科專業(yè)平臺課程。該化學(xué)基礎(chǔ)知識為工科專業(yè)必不可少的基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)課程，對專業(yè)的后續(xù)課程學(xué)習(xí)及今后的發(fā)展具有十分重大的作用。該課程的任務(wù)是立足于學(xué)生已掌握的高中化學(xué)知識，通過對物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律與工程實際密切有關(guān)的重要元素和化合物、基本的儀器分析以及化學(xué)實驗等基本知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解近代化學(xué)的基本理論，掌握化學(xué)平衡、近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、元素周期律、電化學(xué)、重要元素及其化合物性質(zhì)、分析化學(xué)等基礎(chǔ)知識和一定的化學(xué)實驗基本技能，它對學(xué)生今后的化學(xué)專業(yè)理論和實驗學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用。

根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)方案課程計劃來看，《工科化學(xué)基礎(chǔ)》課程主要開設(shè)在大學(xué)一年級。存目前主要存在以下問題：(1)工科院校化學(xué)基礎(chǔ)課程[3]相對于本身的教學(xué)內(nèi)容量來說存在學(xué)時與內(nèi)容不匹配、課程學(xué)習(xí)任務(wù)重的問題。同時，對于剛步入大學(xué)的一年級學(xué)生來說，學(xué)習(xí)態(tài)度上還沒有及時的轉(zhuǎn)變，對于知識的學(xué)習(xí)完全依賴教師的課堂灌輸，無法擺脫中學(xué)的內(nèi)容少，練習(xí)多的學(xué)習(xí)模式。課程的參與度不高，通常屬于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)。(2)授課對象為非化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生，故大部分學(xué)生其化學(xué)基礎(chǔ)較薄弱其重視程度也較化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生要低。針對上述問題，要想讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握本門課程的基礎(chǔ)知識和操作技能，并最終為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)，需要用心設(shè)計教學(xué)模式。為此課程組打破傳統(tǒng)教學(xué)模式僅僅強調(diào)的是內(nèi)容的講解，以教師為事實上的主體，將OBE模式理念引入工科化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，應(yīng)用"反向設(shè)計，正向?qū)嵤?的原則，探索以成果為導(dǎo)向背景下的課程目標(biāo)、課程設(shè)計以及課程評估體系。

2　課程目標(biāo)的確立

OBE模式的實施原則之一就是“自頂向下，反向設(shè)計”。成果產(chǎn)出自上而下劃分為不同的等級：培養(yǎng)方案的長遠(yuǎn)目標(biāo)、畢業(yè)要求、培養(yǎng)方案成果、課程目標(biāo)、階段目標(biāo)和課堂成果。所以O(shè)BE教學(xué)模式是以社會需求為前提才有培養(yǎng)方案，再從培養(yǎng)方案往下引出課程目標(biāo)，以此類推逐級往下設(shè)定各不同階段的目標(biāo)(如圖1)。依據(jù)這一原則，教師在設(shè)計課程目標(biāo)時就要清楚明確地知道課程目標(biāo)與培養(yǎng)方案、畢業(yè)要求有哪些具體的內(nèi)在聯(lián)系，在學(xué)生達成最終目標(biāo)的過程中起到怎樣的作用。因此，教師在準(zhǔn)備課程的過程中，首先自己要了解該門課程在專業(yè)培養(yǎng)方案中的作用以及在實現(xiàn)畢業(yè)要求方面所作的貢獻，理清課程與課程之間的關(guān)系，并幫助學(xué)生了解自己修習(xí)完這門課程后能做什么、達成了哪些培養(yǎng)目標(biāo)。通過這種相互關(guān)聯(lián)的方式，可有助于將學(xué)生所學(xué)習(xí)的課程有機地組織起來，在學(xué)生的頭腦中形成有效的知識結(jié)構(gòu)，而不是課程知識的簡單堆積。

圖1　OBE課程設(shè)計流程圖

3　基于OBE理念的課程設(shè)計

當(dāng)今社會對人才的需求是既有扎實知識儲備又有創(chuàng)新能力。所以教師教學(xué)必須要對傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式加以改革，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，更新教學(xué)思路，合理安排教學(xué)內(nèi)容，這也是順應(yīng)社會發(fā)展需求教師授課遵循的新的發(fā)展趨勢。

3.1　確定教學(xué)策略

OBE強調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么，強調(diào)教學(xué)過程的輸出；是一種研究型和個性化的教學(xué)模式。所以，這就要求教師準(zhǔn)確把握每名學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，及時把握每位學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)、基礎(chǔ)和進程。按照不同的要求，制定不同的教學(xué)方案，提供不同的學(xué)習(xí)機會。

例如，在“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”一章中關(guān)于核外電子的運動狀態(tài)內(nèi)容的講解方面，對微觀粒子的波粒二象性和薛定諤方程進行簡單介紹，讓學(xué)生了解到為什么要用波動方程來描述電子的運動狀態(tài)的緣由就可以，而對描述電子運動狀態(tài)的4個量子數(shù)進行重點講解，讓學(xué)生理解這4個量子數(shù)的意義和取值范圍，以及如何用4個量子數(shù)描述電子的運動狀態(tài)。這樣的內(nèi)容安排和講授使學(xué)生思路清晰，知道重點掌握什么，課前課后自學(xué)時做到心里有數(shù)，目的明確。

而對于電化學(xué)知識點的要求就要更加深入，是讓學(xué)生在中學(xué)知識的基礎(chǔ)上深刻理解電池的原理。通過動畫、實驗和學(xué)生自己動手設(shè)計原電池讓學(xué)生對原有知識有深刻的理解的基礎(chǔ)上，具備創(chuàng)新的意識。

3.2　構(gòu)建多樣化的教學(xué)模式

結(jié)合近年來陸續(xù)推出的慕課、SPOC、微課等在線課程的優(yōu)勢，以及實驗環(huán)節(jié)，將知識和能力的獲取方式多樣化，使理論與實踐完美結(jié)合，讓學(xué)生對抽象的概念、理論從單純理解到親自體驗和感悟，從而不再認(rèn)為理論空洞泛味、遙不可及。在 OBE 教學(xué)理念指導(dǎo)下，充分利用多種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，采用混合教學(xué)方式改革《工科化學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)思路和教學(xué)方法。此外，建立理論教學(xué)與實踐教學(xué)相輔相成的教學(xué)模式，將二者放于同等重要的位置，并在構(gòu)建實踐教學(xué)體系時充分考慮理論教學(xué)的不足，為《工科化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)模式的推進提供有效支撐。

4　課程評價體系

將成果導(dǎo)向融入在教育考核活動中，就是將過去的“終結(jié)性考核”轉(zhuǎn)變?yōu)?過程考核""形成性考核"。避免教師運用單一的卷面成績來直接評判學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。這種考核方式不但注重學(xué)生的理論知識的評測，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，是一種過程性考核方式。為學(xué)生設(shè)計各個階段的考核目標(biāo)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，使學(xué)生自主掌握相關(guān)知識和技能，從而達到相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。

4.1　轉(zhuǎn)變課程評價中的等級評價機制

在OBE模式下，評價并不是簡單的用優(yōu)、良、中、差來劃分學(xué)生等級，而是通過較合理的、多維度的評價過程對學(xué)生是否達到了應(yīng)具備的畢業(yè)要求進行檢驗。同時，對學(xué)生獲得進步與否的評價，并不是單純的僅僅考察學(xué)生對書本的理論知識點的掌握，還要以學(xué)生是否獲得勝任將來畢業(yè)后的工作能力與基本素質(zhì)的具備。因此，課程評價的目標(biāo)要以畢業(yè)所達要求為基礎(chǔ)建立相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)，同時對學(xué)生能力與素質(zhì)的考查必須貫穿于整個評價機制中，真正做到過程性考核。

4.2　課程評價的考核目標(biāo)和學(xué)習(xí)產(chǎn)出的關(guān)系

課程評價的考核目標(biāo)引導(dǎo)和決定預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出的結(jié)果，具有重要的導(dǎo)向作用。在工科化學(xué)基礎(chǔ)課程上實行相應(yīng)的多元考核評價方法。其評價模式包括主要包括理論環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)兩個方面。其中，理論環(huán)節(jié)包括識記能力、理解能力和表達能力；實驗環(huán)節(jié)包括實踐能力、小組合作能力和創(chuàng)新意識。通過理論環(huán)節(jié)和實踐環(huán)節(jié)測評的設(shè)定，過程考核和結(jié)果考核地有機結(jié)合，學(xué)習(xí)結(jié)果可體現(xiàn)為過程和結(jié)果兩個方面。激勵學(xué)生在本門課程學(xué)習(xí)中的參與度，更加有效達到該門課程的教學(xué)目標(biāo)。

4.3　重視課程考核與評價機制

建立良好的課程評價體系，可以調(diào)動學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動性，檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達成程度，同時也能給教師的教學(xué)效果提供參考。因此，應(yīng)圍繞培養(yǎng)目標(biāo)建立評價體系，對學(xué)生從知識、能力和態(tài)度三個層面進行考察，實現(xiàn)全方位、全過程跟蹤評價。圍繞學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果設(shè)定合理的成績評定方法。針對工科化學(xué)基礎(chǔ)課程的評價，學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成效評價由平時任務(wù)單的預(yù)習(xí)完成和在線學(xué)習(xí)，課堂表現(xiàn)情況鑒定，實驗完成與考核以及期末考試進行多維度評價，各測試維度分別占總成績的10%、10%、20%和60%。

一是在線學(xué)習(xí)成績，占 10%。主要觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)熱情，并考察學(xué)生線上學(xué)習(xí)、在線討論、在線測試等各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的參與程度，根據(jù)實際表現(xiàn)給分。

二是課堂實踐成績，占 10%。主要包括知識的掌握程度、課堂參與程度、解決問題的思維水平和實際能力、團隊協(xié)作能力和管理技能、案例分析能力等，包括課堂表現(xiàn)和測驗兩部分考核內(nèi)容，成績由小組互評和教師評分共同構(gòu)成。

三是實驗成績，占 20%。主要訓(xùn)練動手能力，考察學(xué)生實驗操作技能。教師根據(jù)實際情況給分。再根據(jù)實驗報告的反饋綜合給出學(xué)生的實驗成績。

四是最后的卷面測評，占60%。依據(jù)課程目標(biāo)，基礎(chǔ)的知識點的考評通過試卷形式進行。對各章節(jié)基礎(chǔ)知識點以多種題型進行呈現(xiàn)，考核學(xué)生的掌握程度。再根據(jù)各自的分?jǐn)?shù)段，進行詳實的卷面分析總結(jié)，找出共同的薄弱環(huán)節(jié)。以此為今后的教學(xué)過程做好調(diào)整，并反饋學(xué)生加強知識點的掌握，以免影響與后續(xù)課程的銜接。

總之，通過考核方式的多樣化、考核內(nèi)容的全面性，以及理論與實踐相結(jié)合、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課堂實踐互動相結(jié)合等方式，使課程的考核機制更加完善。這樣的評價體系，不僅在知識層和能力層對學(xué)生有了一定的把控，而且改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從態(tài)度層改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，提升了學(xué)生的理論理解能力和實際應(yīng)用能力。創(chuàng)新考核方式不僅能對教學(xué)起到良好的促進、評價和導(dǎo)向調(diào)節(jié)作用，還能調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和積極性，促進其將精力主要用在綜合理解、靈活運用各種基礎(chǔ)理論知識和應(yīng)用創(chuàng)新上。

5　結(jié)語

實施課堂教學(xué)的過程必須是堅持成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念，最終評價學(xué)生是否達到畢業(yè)要求，接受企業(yè)和社會的檢驗這是工程教育理念下非常看中的結(jié)果。通過OBE教育理念的教學(xué)實施，保證培養(yǎng)目標(biāo)與社會需求緊密結(jié)合，保障畢業(yè)生達到畢業(yè)要求。依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，確保課程目標(biāo)的實現(xiàn)。并根據(jù)學(xué)生的

反饋不斷的改進教學(xué)模式，實現(xiàn)多維度的評價方式以實現(xiàn)OBE教學(xué)理念的成果導(dǎo)向。因此，將OBE理念作為課程教學(xué)改革的方向，為實現(xiàn)專業(yè)目標(biāo)達到畢業(yè)要求是具有重要的意義。