基于OBE 理念的分析化學課程的教學方法探索*

王 婕

分析化學是化學學科的重要分支之一, 又被稱為“分析科學”, 與無機化學、 有機化學及物理化學并稱四大基礎化學。分析化學在很多領域扮演著至關重要的作用, 如環境、 農業、地質、 及醫學行業等。 亳州學院作為亳州市唯一一所地方性應用型本科院校, 該課程是我校藥學類專業(中藥學、 藥物分析、藥學、 制藥工程專業)的學生必須要掌握的一門化學類專業基礎課, 一般在第二學期開課, 為后續的儀器分析, 及專業核心課程打下重要的基礎。

分析化學是一門實驗性、 應用性很強的學科, 必需經過實驗來獲取準確的數據和結果以解決一些具體問題[1]。 因此, 高等學校開設分析化學課程, 對于提升學生的專業學科素養、 實踐操作能力, 為學生日后的就業及科研工作開展奠定一定的基礎。 通過分析化學課程的學習, 不僅有助于學生掌握如何獲取物質信息, 探索、 認識未知的物質世界, 而且能夠培養學生發現問題、 獨立分析和解決實際問題的綜合能力, 培養學生嚴謹的科學態度, 嚴格樹立“量” 的概念。

然而, 在高等院校“重理論、 輕實踐” 的教育模式下, 教師和學生花較多時間在基礎理論知識的教授和學習上, 使得學生在實際操作及課程應用方面的能力還較為薄弱, 難以達到用人單位的要求。 因此, 本文基于OBE 教育理念, 探索分析化學課程的教學改革路徑, 以期提高課程的教育質量。

1 OBE 教育理念

OBE(Outcomes-based Education)教育理念是成果導向教育(也稱為能力導向教育、 目標導向教育、 需求導向教育)的簡稱, 是由Spady 等于1981 年提出的一種以學生的學習成果或結果為導向的教育理念。 OBE 自提出后, 成為許多國家教育改革的主流理念[2]。

OBE 教育理念, 注重的是學生通過課程學習后能夠取得什么樣的學習成果。 而這里的成果除了傳統教育中學生要掌握的基礎知識、 基礎理論之外, 還包括對學生實踐能力的培養, 以及學生在受教育過程中, 其價值觀, 如政治態度、 道德觀念、社會認同等的培養。 因此, 教師在教學設計和教學實施階段要明晰通過分析化學課程的學習, 學生能獲得什么樣的學習成果, 怎樣讓學生取得既定的學習成果, 并制定合適的考核評價制度檢驗學生的學習成效。

盡管OBE 教育理念經過了40 多年的發展, 但是在高等教育中指導大學課程教學設計的實踐研究仍然較薄弱[2]。 因此,本文以本校藥學專業《分析化學》課程為例, 從教學目標、 教學方法、 考核評價體系等方面探索基于OBE 理念的分析化學課程的教學改革路徑, 以期提高學生的學習積極性、 主動性, 激發學生對科學研究的興趣, 竭力培養學生的實踐能力。

2 分析化學課程教學中存在的問題

分析化學是發展和應用分析方法及其理論研究獲取物質的組成、 含量、 結構及形態等化學信息的一門科學[3-6], 其教學內容主要涉及緒論、 定量分析的一般步驟、 分析誤差和數據處理、 酸堿平衡與滴定、 配位平衡與滴定、 氧化還原平衡與滴定、 沉淀平衡與滴定, 及重量分析法等。 目前, 在高校課堂教學中, 教師主要側重于講解分析方法的基礎理論知識, 對方法的實際應用及實驗操作技能講解較少。 盡管學生通過一階段的學習之后, 能夠掌握基本理論知識, 但這只是學習的暫時表現, 只有將理論知識運用于實際, 注重方法的實用性, 學生才能真正有獲得感, 否則只會變成容易忘記、 片面的信息和知識。 目前, 在高校“分析化學” 課堂教學中, 主要存在以下問題。

2.1 教師教學模式單一

高校教學過程中, 受限于課時量不足, 教師通常采用PPT及板書相結合的方式進行授課。 分析化學課程理論多、 公式多, 任課教師借助多媒體教學一定程度上能節省課時, 但會造成教師過度依賴PPT 進行教學的現象。 授課知識點提前準備在PPT 上, 容易導致授課教師在備課階段馬虎、 不認真、 對教學內容不精熟, 以致課堂授課過程照本宣科, 影響學生的學習效果。 另外, 任課教師為完成教學任務, 教學節奏快, 習題解答少。 大一學生習慣于高中教師對知識點反復講解的教學模式,短時間內難以適應大學課堂, 導致課堂學習效果不理想。

此外, 任課教師在課堂講授中, 大篇幅進行理論知識的講解, 重理論, 輕實踐, 教學內容靈活性差, 與學生互動少, 導致學生在學習中處于被動接受的位置, 思考的少。 學生的課堂參與度與學習積極性都不能被充分調動, 不利于學生的課堂學習。

2.2 學生學習主動性、 積極性低

對于非化學專業的本科生, 分析化學課程作為專業基礎課, 一般在大一下學期開設, 此階段的大學生從高中步入大學生活不久, 自我要求降低, 人生規劃不明確, 學習積極性普遍較低。 再加上我校藥學專業的學生化學基礎非常薄弱, 自身對化學類課程的喜愛度、 興趣度不高, 導致學習主動性進一步下降。

此外, 課程教材的專業針對性弱, 與所學專業聯系不足,導致大部分學生不清楚分析化學課程在專業人才培養方案中的地位和作用, 提不起學習興趣。 盡管我校藥學專業分析化學課程選用的教材為中國醫藥科技出版社出版的《分析化學》(第2版), 且是全國普通高等中醫藥院校類專業“十三五” 規劃教材, 但是授課過程中發現, 教材中與藥學專業相聯系的內容、案例仍然較少, 且缺少與教學內容相關的研究熱點, 導致學生無法將學與用有效結合, 短時間內看不到化學類課程對日后工作、 就業、 科研的作用, 從而導致學生對分析化學課程的學習不夠重視, 自主學習意識欠缺, 學習效果差。

2.3 教學考核方式落后

任課教師通常采用平時成績與期末考試成績相結合的方式對學生進行考核, 其中平時成績一般由出勤、 作業、 提問等部分組成。 然而這種考核方式并不能真正促進學生的學習。 盡管大部分學生都能按時上課、 提交作業, 但是課堂上卻無法做到認真聽課、 “抬頭率” 低, 且作業抄襲現象嚴重。 此外, 有問卷調查(近600 份問卷)結果顯示, 59.13%的學生并不喜歡課堂提問環節, 表明課堂提問的方式, 不能有效地調動學生的學習主動性[7]。 且平時成績的評定沒有具體的量化標準, 受任課教師主觀因素的影響較大[8]。

此外, 大部分學生經過高中三年的“高壓” 學習, 到了大學之后, 放松了對自己的要求, 對考試成績不再追求高分, 而是滿足于能夠及格, 不掛科就行, 這就導致大部分學生不注重平時課堂上的學習, 而是考前一個月, 甚至一周開始重點復習。 因此, 這樣的考核方式不能充分調動學生的學習積極性,無法讓學生真正掌握知識、 提升能力。

3 基于OBE 理念的“分析化學” 課程教學改革路徑探索

3.1 明確教學目標, 優化教學內容

OBE 理念的特點是通過課程學習, 學生能力的提高, 即學生用所學知識最終能解決什么問題, 而不是掌握了哪些知識。因此, 基于OBE 教育理念, 在制定《分析化學》教學目標時,就要明確學生通過課程學習后, 能夠達到的學習成果(能夠展示的知識、 能力、 素質等), 并讓每位學生將自己的學習目標聚焦在這些學習成果上。

分析化學課程的教學目標(圖1)就是通過對分析方法的基本理論、 基本原理的學習, 和分析方法的實踐, 一是提高學生對分析化學基礎知識的掌握能力和化學實驗的操作能力, 二是培養學生分析、 解決實際問題的工程能力, 三是激發學生對科研的興趣, 培養嚴謹的科學態度, 四是提高學生的自主學習能力[8-9]。

圖1 分析化學課程教學目標Fig.1 Teaching objectives of analytical chemistry course

因此, 基于OBE 教育理念, 以教學目標為導向, 優化課程教學內容(圖2), 辨析重點和難點, 同時結合專業特色(中藥、制藥、 藥物分析、 藥學), 合理刪減與專業針對性較弱的純化學理論及在專業領域實際應用較少的內容。

圖2 分析化學課程主要教學內容Fig.2 The main contents of analytical chemistry course

3.2 創新教學方法

3.2.1 靈活運用混合式教學手段

隨著科技的發展, 各種線上教學軟件, 如“超星爾雅”、“雨課堂” 等逐漸成為教師授課的有力工具。 任課教師在課堂教學中要充分利用線上教學軟件的強大功能, 通過線上互動、討論、 問卷、 彈幕等, 提高課堂的靈活性和趣味性, 增強學生的課堂學習效果。 任課教師及時上傳課程資料, 同時鼓勵學生充分利用中國大學MOOC、 網易公開課等資源, 讓學生做好線上預習和線上復習, 加強對課堂教學內容的掌握。

此外, 課堂授課中進行案例分析, 將分析化學理論與專業實際聯系起來, 增強學生對基礎理論、 基礎知識的掌握和對分析化學課程作用的了解。 通過運用所學知識對實際問題的分析, 突出課程的基礎性和實用性, 增加學生對課程的認同感,激發學生的學習積極性、 主動性。

3.2.2 翻轉課堂, 角色互換

OBE 教育理念強調學生的學習成果而不是教師教了什么,強調研究型教學而不是灌輸型教學, 強調合作學習而不是競爭學習。 因此, 任課教師要以學生為中心, 改變傳統課堂上“滿堂灌” 的教學模式, 讓學生上講臺, 檢驗學習成效, 促進教學質量的提升。

任課教師可通過分析化學基礎理論結合專業特點, 開展教學活動, 如在學習第二章“定量分析的一般步驟” 后, 以“中藥材中元素對人體的作用及含量測定” 為主題, 讓學生通過文獻調研, 自選一種中藥材和一種元素, 分小組完成課題任務,并進行PPT 匯報。 通過此教學活動, 能夠讓學生進一步掌握定量分析的一般步驟, 并增加學生的相關專業知識, 如中藥材中元素的種類, 元素對人體的作用及毒性; 增強學生的文獻調研能力, PPT 制作、 匯報能力, 及提升學生的團隊合作能力等,同時又可以作為平時成績的考核內容之一, 打破常規的考勤、作業、 提問等方式。

3.2.3 結合學科前沿, 科研融入教學

分析化學是發展和應用分析方法及相關理論的一門科學[6]。 因此, 分析化學一直處于快速的發展之中, 不斷有新的方法, 新的儀器被研發[10]。 任課教師授課過程中不僅要讓學生掌握經典分析化學, 更要結合學科前沿, 向學生介紹新方法,新知識, 拓寬學生對分析化學的認識層面。 例如, 配位滴定分析是主要利用配位反應來測定金屬離子含量的方法, 講解配位滴定理論時, 可以向同學們介紹其他能夠測定金屬離子的儀器, 如原子吸收光譜、 電感耦合等離子體發射光譜儀/質譜(ICP-OES/MS)等, 豐富學生的知識體系。 此外, 任課教師可結合自己的科研方向, 將科研融入教學, 激發學生的科研思維。

3.3 優化考核評價體制

課程考核評價體制直接影響著學生對課程的學習態度和積極性[11]。 因此, 制定規范的成績評定制度尤為重要。 結合分析化學課程特點, 及教學活動開展情況, 課程考核方式由平時成績(40%)與期末考試成績(60%)相結合的方式對學生進行考核。 平時成績的評定除教師評價外, 相應增加學生自評和學生他評部分, 降低任課教師主觀因素的影響[12]。 期末考試(60%)以閉卷考試的方式進行, 試卷題型合理的降低客觀題的比重, 增加學生對分析化學知識綜合運用的題目。

4 結 語

分析化學教學工作仍存在著較多問題, 基于OBE 教育理念的分析化學課程教學改革, 對于提升課程的教學質量有著重要作用。 通過改革, 能夠充分調動學生的自主學習積極性, 提高學生分析、 解決問題的能力, 培養社會、 企業真正需求的人才。