基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的分析化學(xué)多元化有效教學(xué)探索

葛伊莉

（湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖北 武漢 430062）

引言

培養(yǎng)人才是高校教育的首要任務(wù)，如何提高教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的化學(xué)化工專業(yè)創(chuàng)新人才？如何開展學(xué)生參與度高的有效教學(xué)？李亦菲教授提出了3E（效果、效率、效益）有效教學(xué)。William Spade 提出了成果導(dǎo)向教育OBE（Outcome-based Education），其理念是“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”，這與我國教育教學(xué)改革“以立德樹人為根本、以學(xué)生為中心、以能力為本位、以質(zhì)量提升為核心”的方向一致。

近年來國內(nèi)外有些高校使用了根據(jù)教育認(rèn)知理論提出的BOPPPS 教學(xué)模式，其導(dǎo)入和學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有益于彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂講授中學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不清晰而導(dǎo)致的學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力。課程思政是習(xí)近平總書記倡導(dǎo)的，如何培養(yǎng)具備正確世界觀、人生觀和價(jià)值觀的德才兼?zhèn)淙瞬攀歉咝I(yè)教師的職責(zé)。有文獻(xiàn)報(bào)道思維導(dǎo)圖有利于學(xué)生知識(shí)的歸納和邏輯思維的提升。化學(xué)化工專業(yè)教學(xué)研究表明，多元化教學(xué)比單一的傳統(tǒng)課堂講授更利于達(dá)成學(xué)生參與度高的有效教學(xué)和提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

近年來，以O(shè)BE 的教育理念為理論指導(dǎo)，建構(gòu)了多元化有效教學(xué)模式，使學(xué)生明確本專業(yè)畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)、技能、能力價(jià)值全方位培養(yǎng)目標(biāo)，開展分析化學(xué)課程實(shí)證研究，應(yīng)用BOPPPS 教學(xué)模式設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，運(yùn)用超星“學(xué)習(xí)通”和“學(xué)堂在線”等信息化教學(xué)平臺(tái)以及智慧教室現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備開展線上線下智慧教學(xué)，采用慕課、小組合作學(xué)習(xí)、課程思政案例分析、思維導(dǎo)圖等多元化有效教學(xué)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新思維，解決“少數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)效率低或者學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力”的問題，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的化學(xué)化工專業(yè)創(chuàng)新人才。

1 以O(shè)BE 成果為導(dǎo)向開展有效教學(xué)

OBE是以學(xué)生為中心、學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育模式。首先根據(jù)本專業(yè)對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)的要求以及社會(huì)對(duì)學(xué)生的分析化學(xué)課程的知識(shí)、技能、能力和素養(yǎng)需求確定教學(xué)目標(biāo)，然后確定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)。通過滲透在教學(xué)過程中的教學(xué)評(píng)價(jià)，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)尺度，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

在化學(xué)化工專業(yè)的重要專業(yè)課程分析化學(xué)教學(xué)中，依據(jù)OBE 結(jié)合BOPPPS 教學(xué)模式開展教學(xué)設(shè)計(jì)，采用學(xué)習(xí)通和學(xué)堂在線等信息技術(shù)協(xié)助完成教學(xué)中的教學(xué)互動(dòng)及評(píng)價(jià)，在強(qiáng)交互的智慧教室中開展智慧教學(xué)，營造了學(xué)生參與討論的氛圍，學(xué)習(xí)通平臺(tái)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析呈現(xiàn)功能為教師的教學(xué)決策提供大數(shù)據(jù)支持，并且為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)診斷，以利于開展個(gè)性化的智慧教學(xué)。學(xué)習(xí)通的搶答等隨堂互動(dòng)打破了傳統(tǒng)課堂的沉悶，煥發(fā)了課堂活力。

依托分析化學(xué)教育部線下金課、在學(xué)堂在線上為學(xué)生定做的分析化學(xué)慕課、自編配套教材，基于慕課開展翻轉(zhuǎn)課堂有效教學(xué)。課前教師明確課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)達(dá)成目標(biāo)的活動(dòng)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)慕課和配套教材；課中質(zhì)疑和討論，通過測(cè)試題等過程評(píng)價(jià)反饋出的問題，查缺補(bǔ)漏，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方式，達(dá)成三維教學(xué)目標(biāo)，形成教學(xué)的閉環(huán)。注重能力和專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，使化學(xué)專業(yè)學(xué)生達(dá)到畢業(yè)時(shí)的培養(yǎng)目標(biāo)：能從事化學(xué)及其他相關(guān)領(lǐng)域的科研、教學(xué)、應(yīng)用開發(fā)和管理等工作的卓越應(yīng)用型及拔尖創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生達(dá)到畢業(yè)時(shí)成為卓越工程師的目標(biāo)。

2 運(yùn)用BOPPPS 模式開展有效教學(xué)

BOPPPS 是根據(jù)認(rèn)知理論提出的以學(xué)生為中心、參與式學(xué)習(xí)、反饋式的有效教學(xué)課程設(shè)計(jì)模型，為順利達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，BOPPPS構(gòu)建了6 個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，包括課前的導(dǎo)入環(huán)節(jié)（Bridge-in，簡(jiǎn)寫為B），教師巧妙設(shè)計(jì)課程引入，提出與本章節(jié)教學(xué)相關(guān)的有挑戰(zhàn)性的問題或時(shí)事新聞案例，例如在緒論課中播放分析化學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)中重要作用的小視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；目標(biāo)或成果（Objective or outcome，O）環(huán)節(jié)使學(xué)生明確課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)或預(yù)期學(xué)習(xí)成果；課中的前測(cè)環(huán)節(jié)（Pre-assessment，P）通過測(cè)試了解學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度；參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning，P）環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)；課后的后測(cè)（Post-assessment，P）環(huán)節(jié)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)效果；總結(jié)（Summary，S）環(huán)節(jié)梳理和總結(jié)學(xué)生所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

因此，以O(shè)BE 的成果為導(dǎo)向，圍繞著學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)應(yīng)該達(dá)到的知識(shí)和能力去設(shè)計(jì)和組織教學(xué)活動(dòng)。在分析化學(xué)課程中開展了引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的BOPPPS 有效教學(xué)，以配位滴定法原理章節(jié)為例，在BOPPPS 導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師首先推出思考題：配位滴定曲線與酸堿滴定法的異同點(diǎn)，即以問題為驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索欲。在第二環(huán)節(jié)，介紹配位滴定法原理的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生明確本章節(jié)的三維學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過第三環(huán)節(jié)前測(cè)，學(xué)習(xí)通隨堂測(cè)試如何選擇金屬指示劑和判斷影響pM′值的因素，通過測(cè)試結(jié)果評(píng)估學(xué)生的自學(xué)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的深度和進(jìn)度。在第四環(huán)節(jié)課中參與式學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)通的主題討論等隨堂練習(xí)或小組合作學(xué)習(xí)提升學(xué)生的參與度，加強(qiáng)師生及生生互動(dòng)。課后的第五環(huán)節(jié)，通過后測(cè)測(cè)試題“計(jì)算工業(yè)廢水中鋅離子濃度”等了解學(xué)習(xí)成效。在最后總結(jié)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生繪制本章節(jié)思維導(dǎo)圖、分享學(xué)習(xí)心得和反饋反思。持續(xù)改進(jìn)，最終達(dá)成預(yù)期學(xué)習(xí)成果。

3 設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)度的課程思政案例分析

“育人”如何先“育德”，習(xí)近平總書記指示：各門專業(yè)課都要守好一段渠、種好責(zé)任田。要引領(lǐng)大學(xué)生塑造正確的三觀。因此，在分析化學(xué)教學(xué)中，依據(jù)OBE 理念，在整合教學(xué)資源時(shí)將思政內(nèi)容有機(jī)融入其中，挖掘與課程相關(guān)的有挑戰(zhàn)度的思政問題進(jìn)行案例分析，在BOPPPS 的導(dǎo)入和參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，將時(shí)事新聞案例以及前沿科技成果中的課程思政元素自然滲透到教學(xué)中，使學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)思政教育。例如開展有挑戰(zhàn)度的當(dāng)下抗擊新冠疫情的熱門話題——核酸檢測(cè)新聞案例分析，將醫(yī)護(hù)工作者核酸檢測(cè)中排查假陽性原因的案例新聞與分析科學(xué)中的誤差問題相結(jié)合開展小組討論，通過分析和討論核酸檢測(cè)中可能出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差或偶然誤差的案例，宣傳醫(yī)護(hù)人員嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的敬業(yè)精神，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作必須科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，既加深了對(duì)誤差等專業(yè)知識(shí)的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感。從而使學(xué)生實(shí)現(xiàn)專業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：具有良好的政治思想品德、愛國情操和一定的職業(yè)素養(yǎng)。

4 開展具有高階性的思維導(dǎo)圖教學(xué)

金課標(biāo)準(zhǔn)中高階性指培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級(jí)思維。思維導(dǎo)圖將發(fā)散思維用圖片與文字相結(jié)合的形式表達(dá)出來，繪制思維導(dǎo)圖能突出新知識(shí)的衍生，強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)結(jié)關(guān)系，重視知識(shí)的歸納總結(jié)，有利于學(xué)生邏輯思維的訓(xùn)練。因此，在OBE 和BOPPPS 教學(xué)中，輔助思維導(dǎo)圖開展多元化有效教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生在每章學(xué)習(xí)結(jié)束后繪制每章思維導(dǎo)圖，通過網(wǎng)絡(luò)化地描述多個(gè)概念之間的關(guān)系深化學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。例如學(xué)習(xí)了配位滴定基本原理后，通過思維導(dǎo)圖將配位滴定基本原理的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，通過與前一章酸堿滴定曲線類比從而達(dá)到溫故而知新，章節(jié)思維導(dǎo)圖既總結(jié)了學(xué)生新學(xué)知識(shí)以及與之前知識(shí)的關(guān)聯(lián)，也培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維、邏輯思維和創(chuàng)新思維等高階思維能力。

5 小組合作學(xué)習(xí)及多元化教學(xué)評(píng)價(jià)

我院化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)中要求學(xué)生：掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的化學(xué)基本理論、基本知識(shí)和較強(qiáng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，具有廣博的知識(shí)修養(yǎng)和合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，富有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和國際視野，具備良好的科學(xué)素質(zhì)。開學(xué)初教師將授課班學(xué)生隨機(jī)分成4 人一小組，開展課內(nèi)外小組合作學(xué)習(xí)方式，小組成員相互協(xié)作探討一些難度大的知識(shí)點(diǎn)或者有挑戰(zhàn)性的問題，例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定工業(yè)廢水中鋅離子濃度，討論月球土壤成分分析等。小組合作學(xué)習(xí)可激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)知識(shí)的興趣，逐步培養(yǎng)學(xué)生科研協(xié)作和探索能力。學(xué)校的微格教室是功能強(qiáng)大的小型智慧教室，可作為學(xué)生課外交流場(chǎng)所，學(xué)生可在微格教室進(jìn)行小組討論和演講，因此，在OBE 結(jié)合BOPPPS 教學(xué)模式中，輔助小組合作學(xué)習(xí)開展多元化教學(xué)探究，培養(yǎng)化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生畢業(yè)時(shí)必備的科研協(xié)作及探索能力，以達(dá)成學(xué)生畢業(yè)時(shí)的知識(shí)、技能和素養(yǎng)及情感價(jià)值三維培養(yǎng)目標(biāo)。

對(duì)于學(xué)生成績(jī)的評(píng)價(jià)，不能單一看期末考試成績(jī)，更應(yīng)注重過程評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)參與度。為了體現(xiàn)學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)良程度、學(xué)習(xí)參與度及小組合作表現(xiàn)，在分析化學(xué)教學(xué)中采用了多元化成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，設(shè)置平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的40%，期末成績(jī)占60%。其中平時(shí)成績(jī)涵蓋學(xué)生課外作業(yè)、隨堂測(cè)試、小組合作學(xué)習(xí)、課堂討論參與度等多方面的表現(xiàn)，并且小組合作學(xué)習(xí)的評(píng)分主要來自于學(xué)生小組互評(píng)和組間互評(píng)。實(shí)踐表明，在分析化學(xué)教學(xué)中實(shí)施多元化教學(xué)評(píng)價(jià)，能夠激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)參與課程學(xué)習(xí)，是合理可行的。

6 結(jié)語

本教學(xué)遵循OBE 教學(xué)理念，創(chuàng)新建構(gòu)多元化教學(xué)模式立德樹人，設(shè)計(jì)BOPPPS 教學(xué)以達(dá)成與學(xué)生畢業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)一致的課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)課前、課中、課后各環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)，挖掘和設(shè)計(jì)分析化學(xué)專業(yè)課的思政元素設(shè)計(jì)課程思政案例，找準(zhǔn)切入點(diǎn)將正確的價(jià)值追求和理想信念傳遞給學(xué)生。運(yùn)用超星學(xué)習(xí)通等現(xiàn)代化的信息化教學(xué)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)支持教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理，借助智慧教室的強(qiáng)交互功能助力開展多元化智慧教學(xué)，構(gòu)建基于慕課的BOPPPS 教學(xué)、課程思政、思維導(dǎo)圖、小組合作的多元化有效教學(xué)模式，初步解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的少數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)效率低和學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力的問題。除了多元化評(píng)價(jià)學(xué)生“學(xué)”的效果，還可通過對(duì)學(xué)生問卷或訪談反饋教師“教”的效果。通過多元化教學(xué)評(píng)價(jià)反饋，持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。整個(gè)教學(xué)過程始終圍繞以學(xué)生為中心，注意采取必要的激勵(lì)或引導(dǎo)措施，使學(xué)習(xí)參與度不高的學(xué)生及時(shí)修正學(xué)習(xí)行為。學(xué)期結(jié)束后，本教學(xué)班與采用傳統(tǒng)教學(xué)方法的對(duì)照班同時(shí)進(jìn)行相同的考試，以比較兩個(gè)班級(jí)的教學(xué)效果，教學(xué)評(píng)價(jià)表明多元化教學(xué)班級(jí)成績(jī)優(yōu)良率和平均分（優(yōu)良率54.54%，平均分79.07）略高于對(duì)照班級(jí)（優(yōu)良率48.83%，平均分78.26），教學(xué)實(shí)踐表明多元化創(chuàng)新教學(xué)的效果較理想。因此，本課程多元化有效教學(xué)的探究和實(shí)踐，為探索培養(yǎng)化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生畢業(yè)時(shí)成為適應(yīng)社會(huì)需要的創(chuàng)新人才的教學(xué)模式做出了有益嘗試。