新工科背景下以O(shè)BE為導(dǎo)向應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)改革與實(shí)踐*

王子宜，師海雄，陳 倩，馮志剛

(蘭州文理學(xué)院化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

基于預(yù)期學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出為導(dǎo)向(Outcomes Based Education：OBE)的教育理念在是20世紀(jì)80年代由Spady在美國(guó)率先提出[1]。OBE教學(xué)理念是將傳統(tǒng)的以教師教學(xué)為中心到以學(xué)生具體學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心轉(zhuǎn)移。2018年9月，習(xí)近平總書記在全國(guó)教育大會(huì)上強(qiáng)調(diào)，要提升教育服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型和應(yīng)用型人才。我校開設(shè)的應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)就是以服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，注重學(xué)術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的培訓(xùn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。本文基于OBE教育理念對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)并結(jié)合近年教學(xué)實(shí)踐，以期進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量從而滿足現(xiàn)代化的化工行業(yè)對(duì)人才的需求。

1 《化工基礎(chǔ)》課程的OBE建立

《化工基礎(chǔ)》課程作為化工類專業(yè)的核心課，課程理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，是傳統(tǒng)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的橋梁課程。按照我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃要求，需要教師對(duì)其進(jìn)入就業(yè)崗位達(dá)到的能力有清晰的規(guī)劃，然后設(shè)計(jì)適宜的課程結(jié)構(gòu)來(lái)保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)。通過課程學(xué)習(xí)旨在提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的工程思維和觀點(diǎn)、及工程應(yīng)用能力和化工操作技能，所以在教學(xué)工作中就更應(yīng)該以實(shí)際出發(fā)。OBE教學(xué)模式是以學(xué)生的能力水平定位，預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心來(lái)組織、實(shí)施、評(píng)價(jià)教學(xué)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)模式，這種模式正好符合應(yīng)用型課程的教學(xué)目標(biāo)[2]。OBE教學(xué)模式是預(yù)期結(jié)果為導(dǎo)向的教育模式。將OBE教學(xué)模式運(yùn)用到應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課《化工基礎(chǔ)》課程中，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為預(yù)期目標(biāo)。這一目標(biāo)是化工企業(yè)對(duì)人才的需求也是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)深造的主要知識(shí)構(gòu)成，對(duì)《化工基礎(chǔ)》課程的OBE重新構(gòu)建中，以“新工科”為背景OBE教育理論為基礎(chǔ)[3]，對(duì)課程進(jìn)行定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出、評(píng)估學(xué)習(xí)成果和使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出，結(jié)合本專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)及專業(yè)發(fā)展方向從而形成了從學(xué)生產(chǎn)出評(píng)估到教育質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)。

1.1 定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出

定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出是將學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)作為首要關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出要具有較強(qiáng)的實(shí)操性和具體性。對(duì)于《化工基礎(chǔ)》首先確定該課程的總體教學(xué)目標(biāo)，以及不同知識(shí)點(diǎn)的能力掌握具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于在《化工基礎(chǔ)》課程建設(shè)體現(xiàn)為專業(yè)體系銜接與就業(yè)能力之間的邏輯關(guān)系。在傳統(tǒng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中是以教學(xué)內(nèi)容為核心，忽視具體的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。而新模式下，教學(xué)目標(biāo)(預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出)先于教學(xué)內(nèi)容而存在，課程改革過程圍繞具體學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等活動(dòng)展開。因此，在以新工科建設(shè)背景下因《化工基礎(chǔ)》是以在解決實(shí)際化工過程問題為目的，OBE教育模式中定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出尤為重要。通過與企業(yè)對(duì)接調(diào)研及分析近幾年就業(yè)需求，將《化工基礎(chǔ)》課程的教學(xué)目標(biāo)定義為更具體、更貼近企業(yè)生產(chǎn)需求的模塊化目標(biāo)而不是簡(jiǎn)單劃分為了解、理解、掌握。而是用更清晰化更遞進(jìn)的詞去規(guī)劃學(xué)習(xí)過程如：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新。以我們學(xué)生就業(yè)的企業(yè)之一中石化寧波鎮(zhèn)海煉化有限公司為例，作為目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大，管理水平最高，技術(shù)和安全環(huán)保最先進(jìn)，盈利能力最強(qiáng)的煉化一體化企業(yè)，它主要是以生產(chǎn)乙烯等工業(yè)為主，教學(xué)過程中我們會(huì)以企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)乙烯流程為導(dǎo)向，結(jié)合化工基礎(chǔ)課程所學(xué)知識(shí)以及前期基礎(chǔ)課程所學(xué)設(shè)計(jì)項(xiàng)目式教學(xué)。打破了常規(guī)的章節(jié)固定型教學(xué)模式，以更加明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

1.2 實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出

有了前期的對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)出定義，在實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出，所有的教學(xué)過程內(nèi)容都是遵循“反向回溯設(shè)計(jì)”為原則。對(duì)課程與課程之間，專業(yè)與企業(yè)之間完整立體匹配[4]，實(shí)現(xiàn)化工基礎(chǔ)課程層面的“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”。這期間根據(jù)具體“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”種類，使用“理論+實(shí)訓(xùn)”的現(xiàn)代化教學(xué)方法，以學(xué)生為中心創(chuàng)設(shè)多樣化學(xué)習(xí)情境，將抽象化工單元操作過程通過化工仿真實(shí)訓(xùn)、模擬實(shí)驗(yàn)構(gòu)建立體化教育過程，有效的實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出。通過“反向回溯設(shè)計(jì)”，明確各知識(shí)點(diǎn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)及程度。我們將《化工基礎(chǔ)》的知識(shí)單元進(jìn)行解構(gòu)-重構(gòu)。把課程分為8個(gè)模塊，由4個(gè)準(zhǔn)備模塊、2個(gè)精修模塊和2個(gè)淺修模塊組成。4個(gè)準(zhǔn)備模塊由“三傳一反”和常用的設(shè)備知識(shí)的基本理論基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)組成；2個(gè)精修模塊核心是具有實(shí)踐性，以化工行業(yè)需求為主選取相應(yīng)的生產(chǎn)實(shí)例學(xué)習(xí)；2個(gè)淺修模塊是以應(yīng)用型的化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和化工過程開發(fā)與評(píng)價(jià)。如對(duì)《化工基礎(chǔ)》課程模二中的“知識(shí)點(diǎn)二伯努利方程”教學(xué)單元進(jìn)行對(duì)分課堂。首先，本單元通過學(xué)生接受一個(gè)具有趣味性的生活實(shí)例“尋找生活中的伯努利方程”，前期通過線上資源自學(xué)伯努利方程基本概念，再通過小組選擇相應(yīng)的趣味實(shí)驗(yàn)(如足球中香蕉球的解釋、飛機(jī)為什么設(shè)計(jì)為流線型等等)展現(xiàn)學(xué)生的思考、質(zhì)疑、研究、決定和呈現(xiàn)的能力。最終將其與化工生產(chǎn)中相關(guān)流體輸送問題結(jié)合，在輕松交互的過程中完成了抽象理論的學(xué)習(xí)，老師不再是教授者而是作為學(xué)習(xí)引導(dǎo)者，小組伙伴們也為達(dá)成相應(yīng)學(xué)習(xí)產(chǎn)出提高了協(xié)作能力。實(shí)現(xiàn)課程從最初的基礎(chǔ)目標(biāo)到實(shí)際化學(xué)工程應(yīng)用目標(biāo)的遞進(jìn)，從理論知識(shí)到實(shí)踐應(yīng)用轉(zhuǎn)化，從最初的“學(xué)”到最終的“做”。避免了傳統(tǒng)教學(xué)中不能很好的學(xué)以致用，企業(yè)需求和高校教學(xué)脫節(jié)的問題。更好的完成從課程到專業(yè)，從專業(yè)走向企業(yè)的順暢過度，真正做到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

1.3 評(píng)估學(xué)習(xí)成果

評(píng)估學(xué)習(xí)成果是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)。OBE理念下對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)不再以記憶性知識(shí)為考察重點(diǎn)，弱化終結(jié)性考核強(qiáng)調(diào)過程性考核。通過實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出階段的訓(xùn)練使學(xué)生建立對(duì)課程總體認(rèn)知，引導(dǎo)他們將碎片化知識(shí)構(gòu)建成完整的知識(shí)體系進(jìn)而與人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)接。

前期多樣化的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生不再形成單一結(jié)論性的評(píng)價(jià)，而是對(duì)其在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)形成了實(shí)際“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”進(jìn)行過程性評(píng)估與總結(jié)性評(píng)估。因此《化工基礎(chǔ)》利用“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”評(píng)價(jià)：第一階段為診斷性評(píng)價(jià)即對(duì)本階段的學(xué)習(xí)初期進(jìn)行課程、專業(yè)問卷調(diào)查，評(píng)估學(xué)生能力水平的同時(shí)可以幫助教師制定個(gè)性化教學(xué)計(jì)劃；第二階段為形成性評(píng)價(jià)：對(duì)本階段學(xué)習(xí)是否實(shí)現(xiàn)每一個(gè)具體學(xué)習(xí)目標(biāo)及存在的問題進(jìn)行反饋，從而提高本階段的教與學(xué)質(zhì)量，如通過小組任務(wù)、問卷調(diào)查、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、課堂展示、項(xiàng)目匯報(bào)等多樣化評(píng)價(jià)方法；最后為階段終結(jié)性評(píng)價(jià)，這個(gè)過程既評(píng)估學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)水平又評(píng)價(jià)了教師的教學(xué)水平。這些評(píng)價(jià)中形成性評(píng)價(jià)最為重要，這階段評(píng)價(jià)可以幫助教師調(diào)整教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)模式，從而根據(jù)不同班級(jí)不同學(xué)生具體情況做出對(duì)應(yīng)調(diào)整。如這個(gè)過程發(fā)現(xiàn)某一班級(jí)學(xué)生們對(duì)課程中“三傳一反”理解只停留在簡(jiǎn)單的理論公式計(jì)算，很難建立對(duì)化工工藝過程有相關(guān)工程思維，這樣我們就適當(dāng)增加化工仿真實(shí)訓(xùn)的課時(shí)以及化工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容增強(qiáng)工程思維能力，弱化理論驗(yàn)證教學(xué)過程。

1.4 使用學(xué)習(xí)產(chǎn)出

在OBE教育模式中，最終的呈現(xiàn)形式就是學(xué)生的產(chǎn)出。也是構(gòu)成OBE閉環(huán)理論重要的結(jié)構(gòu)。OBE的閉環(huán)結(jié)構(gòu)不是簡(jiǎn)單重復(fù)的循環(huán)，而是一個(gè)螺旋上升的過程[5]。在工程教育專業(yè)認(rèn)證教育模式中，傳統(tǒng)教學(xué)模式下必修課的課時(shí)均要求壓縮，增加學(xué)生自我探索、鉆研的時(shí)間與空間[6]。課程在定義學(xué)習(xí)產(chǎn)出時(shí)針對(duì)學(xué)生課程實(shí)踐、創(chuàng)新能力培養(yǎng)進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)。將“以學(xué)生為中心”的理念在課程教學(xué)實(shí)踐中有效貫穿于各種教學(xué)活動(dòng)中。針對(duì)《化工基礎(chǔ)》的課程內(nèi)容及特點(diǎn)，我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新能力通過與實(shí)習(xí)企業(yè)對(duì)接培養(yǎng)，開發(fā)了系列化工創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。并在課程教學(xué)的不同階段，任課教師為學(xué)生規(guī)劃、布置相應(yīng)的化工企業(yè)產(chǎn)品實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。通過訓(xùn)練，本課程最終以具體化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和相關(guān)的化工過程開發(fā)與評(píng)價(jià)作為具體學(xué)習(xí)產(chǎn)出，將多個(gè)獨(dú)立的化工工作任務(wù)交給學(xué)生，由學(xué)生按照項(xiàng)目策劃、統(tǒng)籌、預(yù)演、實(shí)施、匯報(bào)和評(píng)估的步驟進(jìn)行，進(jìn)而完成對(duì)應(yīng)課程任務(wù)[4]，采用多種形式考核調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性。通過個(gè)人思考和團(tuán)隊(duì)合作完成具體的學(xué)習(xí)結(jié)果作為課程項(xiàng)目產(chǎn)出。

1.5 OBE教學(xué)思考

上述環(huán)節(jié)構(gòu)成了《化工基礎(chǔ)》課課程建設(shè)的立體完整結(jié)構(gòu)。不但提高學(xué)生創(chuàng)新能力也鍛煉了學(xué)生化學(xué)工程應(yīng)用能力，為企業(yè)輸送應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，整個(gè)課程實(shí)施的過程以學(xué)生為中心。學(xué)生不僅可以得到對(duì)應(yīng)專業(yè)人才能力培養(yǎng)，而且教師也在教學(xué)過程中建立了多角度、多層次的“教學(xué)資源”。從傳統(tǒng)的《教學(xué)大綱》、《授課日志》、《課程教案》到基于OBE教學(xué)模式下設(shè)計(jì)出的《課程教學(xué)思維導(dǎo)圖》、《課程學(xué)習(xí)成果及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《課程實(shí)訓(xùn)操作手冊(cè)》等課程建設(shè)成果。最終形成了在課程層面相對(duì)完整的OBE的教學(xué)體系閉環(huán)。

2 結(jié) 語(yǔ)

愛因斯坦曾說過：“每個(gè)人都是天才，但如果你以爬樹的能力來(lái)評(píng)判一條魚，他將一輩子相信自己是個(gè)笨蛋”。人生是一場(chǎng)馬拉松，教育的路也很長(zhǎng)，我們真正需要做的是，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力，呵護(hù)他的夢(mèng)想，引導(dǎo)他成為更好的“自己”。在“新工科”的背景下，通過OBE的教育理念的引入，對(duì)課程解構(gòu)-重構(gòu)，構(gòu)建立體多維課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、考核評(píng)估方法，以期更好的為培養(yǎng)學(xué)生，使其在畢業(yè)之后具有更好的終身學(xué)習(xí)和進(jìn)步的能力，助其成為一名優(yōu)秀化工人。