基于產出導向教育(OBE)理念的動物生理學課程教學改革

弓 劍

(內蒙古師范大學生命科學與技術學院 ， 內蒙古 呼和浩特 010022)

高校作為人才培養的主陣地，其根本任務是將學生培養成為對社會發展具有高度適應能力的“高素質、創新型”人才。改變舊的教育理念和教學方法，本著“立德樹人”的根本宗旨，著眼于實踐能力、創新能力、終身學習能力和綜合素質的培養，已成為高校教育改革的必然方向[1]。

產出導向教育(Outcome-based education，OBE)，也稱為需求導向教育、目標導向教育，由美國教育家Spady于1981年提出，其是一種以學生學習成果為導向的教育理念，關注的是學生學到了什么，是否成功[2-3]。OBE遵循的是反向設計原則，即依據所服務區域和行業的發展需求確定培養目標，以此為起點，確定期望達到的學習成果，即畢業要求，再依據畢業要求構建課程體系、設計課程目標、確定課程教學內容和方法，最后對學習成果進行評價，并依據達成情況持續改進教學過程，不斷增加課程難度和挑戰度來引導學生達到高峰成果。OBE的設計與實施圍繞學生的學習成果(產出)回答了4個問題，即要取得什么樣的成果(畢業要求)、為什么要取得(需求)、如何幫助學生取得(教學設計和過程)、如何知道學生已經取得(教學評價)，踐行了三大理念，即學生中心、產出導向、持續改進，是一種教育范式的革新。因此，基于OBE的課程教學改革必然符合高校轉型發展的大背景，符合社會對人才需求轉變的大趨勢。

動物生理學是研究動物機體正常生命活動規律及其調控的科學，是高校生命科學相關專業(動物科學、動物醫學、生物科學和生物技術)的重要核心基礎課程。本文以動物生理學課程為例，針對傳統教學中重校內輕社會、重教學輕教育、重理論輕實踐、重知識傳授輕能力培養、重教師講授輕學生體驗的現狀，基于OBE理念，從課程目標的定位、課程內容的重構、思政教育的融入、教學模式的改革、評價體系的完善5個方面進行了課程改革與建設，以期為生命科學相關專業其他課程的教學改革提供借鑒。

1 課程目標的定位

課程目標是課程教學的重要依據，決定著教師“教什么、怎么教、為什么教”以及學生“學什么、怎么學、為什么學”。傳統教學中，教師對課程目標的重要性缺乏足夠的認識，制定的課程目標往往只停留在知識層面，忽視學生的能力培養，沒有從“立德樹人”根本任務的高度思考課程教學，因而對畢業要求的支撐度不高，無法有效達成培養目標?；贠BE理念，依據培養“高素質、創新型”人才的培養目標，以“夯實基礎，培養能力，提高素質”為主線條，動物生理學課程設計4個課程目標(表1)：目標1主要圍繞學科素養設計，重在知識體系的構建、思想與方法的形成、實踐能力的培養；目標2圍繞專業發展設計，重在知識結構的更新、創新能力的培養；目標3圍繞學科育人設計，重在通過課程思政教育落實“立德樹人”根本任務；目標4圍繞交流合作設計，重在社會交往能力的培養。

表1 動物生理學課程目標的設計及其對畢業要求的支撐

2 課程內容的重構

依據課程目標和動物生理學研究的水平(整體水平、器官和系統水平、細胞和分子水平)，突出多學科融合，體現“兩性一度”(高階性、創新性和挑戰度)，動物生理學課程設計細胞生理、循環生理、呼吸生理、消化生理、腎臟生理、神經生理、內分泌生理、生殖和泌乳生理8大教學模塊，將血液部分整合到細胞生理模塊。每個模塊設計3個層次，即在學生學習生理學基礎知識、原理和機制的基礎上引入知識背景(生理學發展史)，并延伸到發展性前沿動態[4]，充分體現課程內容的引導性、基礎性、綜合性、前沿性和時代性。知識背景重在講好生理學發展史上的優秀科研成果、里程碑式的重大發現，特別是諾貝爾獎獲獎成果。前沿動態要結合學科特點和生產實際，依據專業發展趨勢針對性設計，例如，對于動物科學和動物醫學專業，將動物營養與生理結合，在消化生理模塊增加胃腸道微生物區系與動物體健康、胃腸道健康的營養調控，在生殖和泌乳生理模塊增加產后感染性和代謝性疾病的發生機制、子宮和乳腺健康的營養調控，在內分泌生理模塊增加各種應激因素(環境應激、管理應激、代謝應激)對動物體內分泌和免疫功能的影響以及緩解應激的營養措施。

生理學是一門實驗性科學，實驗內容的整合在課程內容的重構中占有舉足輕重的地位。對于動物生理學實驗部分，構建3大模塊，形成基礎性、綜合性和設計性相結合的實驗教學模式。選取生理學經典實驗作為基礎性實驗(模塊1)，如離體蛙心灌流實驗、離體小腸平滑肌的生理特性、去大腦僵直現象的觀察等。將多個體現單一知識點的相互聯系的實驗或多個相互關聯的系統實驗整合為綜合性大實驗(模塊2)，如將坐骨神經-腓腸肌標本制作、骨骼肌收縮觀察、神經干動作電位傳導和不應期測定、心肌期前收縮和代償間歇觀察4個實驗合并為1個實驗。依據生理學前沿研究動態、結合導師科研項目、考慮學科交叉，增設自主設計性實驗(模塊3)，如探究不同環境、不同形狀和顏色的飼料對家禽胃液分泌的調節，探究硒與甲狀腺激素代謝的關系及其對幼齡動物生長發育的影響等。此外，在理論和實驗教學中適時穿插動物實驗基本技術和前沿性技術在動物實驗中的應用，如綁定、麻醉、造瘺、插管、采血、血細胞計數、活體組織采樣等基本技術，組學分析、細胞培養、基因敲除和導入、同期發情、超數排卵、胚胎移植、克隆等前沿性技術。

3 思政教育的融入

立德樹人是我國教育改革發展的根本遵循，是新時代中國特色社會主義教育的核心精髓[5]，是中華民族永恒的教育價值追求。德育不僅是思政教師的本職，也是專業課教師的本職，在學科教學中融入思政教育是落實“立德樹人”根本宗旨的有效途徑，結合專業知識進行思政教育更便于學生良好思想品德的形成和道德理性的發展。如果把學科教學比作一碗湯，那學科育人就相當于融化在湯里的鹽，只有二者有機結合，才能使這碗湯變得更加美味可口。事實上，學科育人相當于學科教學的“魂兒”，為學科教學指明了“方向”。

動物生理學課程中蘊含著豐富的思政教育元素，關鍵在于如何挖掘并將其有機結合到專業知識教學當中，實現知識與價值的同頻共振，立德與求知的協調統一，潤物無聲地進行思政教育。實際教學中要避免“喊口號”、“貼標簽”，真正做到讓學生感悟、認同、并內化于心。結合多年來的教學實踐和經驗，筆者將在動物生理學教學中融入思政教育的途徑總結為以下幾點：一是利用生理學學科發展過程中的重大發現以及取得這些成果的科學家的研究歷程，以講故事的形式進行思政教育。如通過講述哈維發現血液循環、巴甫洛夫建構條件反射理論、班廷發現胰島素、貝利斯和斯塔林發現促胰液素、馬歇爾以胃試菌、屠呦呦以身試藥等內容，培養學生求真務實、嚴謹治學、潛心研究的科學態度和敢于質疑、敢于挑戰、勇于創新、獻身科學、造福人類的科學精神[6]；通過講述我國老一輩生理學家在生理學領域的杰出貢獻和愛國事跡，感召和培養學生的愛國情懷和時代擔當。二是利用生命活動現象及其運行規律有機融入思政教育。如通過講解內環境保持相對穩定是保證細胞、器官、系統正常功能活動的必要條件，衍生到外環境對機體功能的影響，進而引入新冠病毒對呼吸系統造成損害的機制，引導學生要尊重自然，認同人與自然和諧共處的觀點，進而自覺樹立環境保護意識和綠色發展理念[7]；通過講解吸氣與呼氣、收縮與舒張、產熱與散熱、凝血與抗凝血、攝食與排泄、刺激引起局部電位達到閾電位引發動作電位等生理現象，滲透對立與統一、量變引起質變等辯證唯物主義觀點，引導學生樹立辯證唯物主義思想，培養辯證思維能力[8]。三是利用教師自身的學識、品質、言談舉止、儀表風度、師德修養等綜合素質影響學生，充分發揮道德表率作用，達到思政教育的目的。如與學生相處過程中采取的誠信、友善、公平、公正和民主的方式，表達的正確的政治立場、觀點和信念，堅持的科學的世界觀，保持的積極樂觀的人生觀，堅守的正確的價值觀等[9]。此外，通過講解生理學內容中隨處可見的結構與功能的統一，引導學生感受生命的奧妙，結合生理學實驗中對實驗動物的處理，強調要敬畏、善待和珍愛生命。

4 教學方式的改革

動物生理學課程以“立德樹人”為根本任務，以培養“高素質、創新型”人才為導向，基于OBE以學生為中心的教學理念，構建“課前自學+課堂教學+課后作業”三大系統(圖1)，采用線上、線下混合模式組織實施教學活動，激發學生的學習興趣，充分調動學生的主觀能動性，提升自主、合作、探究學習能力，進而實現從“怎么教”向“怎么學”、從“教得好”向“學得好”、從“講全、講細、講透”向“學懂、學通、學透”的轉型。

圖1 動物生理學課程教學模式

在課前自學系統中，圍繞基礎知識、學科背景知識和動物實驗基本技術，課前明確學習目標和重難點，引導學生充分利用線上資源自學，包括在學習通上傳的多媒體課件和微視頻，在愛課程網和中國大學MOOC學習平臺上的優質精品在線課程資源，要求學生充分利用課下自由時間進行碎片化學習，及時梳理問題并在學習通、QQ群或微信群進行線上討論，在通過師生互動解決問題的同時發現新的問題，帶著高質量的問題進入課堂。在課堂教學系統中，教師的講授重點針對教學難點和學生自學過程中產生的問題和疑惑進行，并結合知識點和生理學發展史融入思政教育；圍繞學生在課后作業系統中完成的拓展延伸式作業，在課堂上主要由學生進行匯報展示和分享，或以翻轉課堂的形式進行講解，并進行討論總結。在課后作業系統中，設計復習鞏固式、歸納總結式和拓展延伸式三大類作業。復習鞏固式作業主要以線上作業為主，圍繞學科基本知識和生活應用，以比較分析和論述題為主，呈現形式為文檔。例如：從機制上比較分析組織液生成和原尿生成的異同，從機制上比較分析大量飲水導致尿量增加和大量出汗導致尿量減少的異同，綜合分析血液中 PCO2、H+濃度和 PO2改變對呼吸運動的影響及其作用途徑，推導分析每搏輸出量、心率、外周阻力、大動脈管壁彈性改變分別對收縮壓和舒張壓的影響。歸納總結式作業以線上作業為主，圍繞知識點以節、章、模塊為單元進行梳理，呈現形式以思維導圖為主，也可以是表格或圖片形式。拓展延伸式作業以線下作業為主，圍繞學科前沿動態，教師發布任務主題、告知學生獲取文獻的途徑，學生以小組為單位，查閱相關文獻，從解決什么問題、提出什么假設、采取什么方法、取得什么結論、有待進一步研究的問題等方面梳理文獻，撰寫讀書報告、Mini review，以課堂討論、翻轉課堂或Seminar的形式進行匯報、展示、分享和交流[10-11]。

生理學實驗部分的教學模式與理論部分相似，本文不再贅述，需要明確的是：基礎性和綜合性實驗的作業以實驗報告形式呈現，設計性實驗以小論文形式呈現。

5 評價體系的完善

如本文前言中所述，OBE理念關注的是學生的學習成果，需要通過教學評價了解是否已經取得和取得什么樣的學習成果，教學評價是持續改進教學過程的重要依據。傳統的考核評價多為期末考試決定制，即使有平時考核，也多以考勤+簡單作業為主，不能及時反饋教學效果，無法全面反映學習成果，難以有效驅動主動學習。

針對上述情況，動物生理學課程加大平時考核占分比例，豐富平時考核項目，構建“知識結構+高階能力+情感體驗”的三維考核評價體系(圖2)，采用直接與間接相結合、過程與結果相結合、線上與線下相結合的評價方式進行，尤其注重過程性評價和激勵性評價，使學生在獲得知識、提升能力的同時，體驗到學習的樂趣，感受到基于頓悟的舒暢。

圖2 動物生理學課程教學評價體系

6 結語

幾年來的實踐表明，基于OBE理念的動物生理學教學改革取得了顯著的成效。直接評價結果顯示，學生期末考試的不及格率顯著降低，課下自學、課堂匯報、展示和課后作業完成的積極性和質量明顯提高，合作學習中體現出的各種能力和素質顯著提升。間接評價結果顯示，絕大多數學生對生理學學習非常感興趣，從中獲得了積極、舒暢的體驗。對課程目標達成度的分析表明，4個目標的達成度均在80%以上。