OBE 背景下的生物化學實驗教學創新實踐

蘇會營(淮南師范學院生物工程學院，安徽 淮南 232038)

0 引言

進入21 世紀后，生命科學異軍突起，受到各大高校的關注，普遍加強了生物化學實驗教學工作，并且將其提升到了專業核心基礎課程的高度。由于該門課程兼具了理論與技術雙重屬性，在實際教學中需要開展大量的實驗教學，因而在新時代中國式現代化改革時期，高校應結合生命科學高質量發展主題，積極推進該方面的改革，并激勵教師結合新的教學理念創新生物化學實驗教學，全面提高其教學效率與教學質量。

1 OBE 理念概述

1.1 內涵

OBE 是英文Outcome based education 的簡寫形式，中文翻譯為成果導向教育(也稱需求導向教育、目標導向教育、能力導向教育)。從1981 年出現該理念至今，經過近四十年的發展及推廣應用，已經成為主要發達國家與部分發展中國家教育改革中的主流理念[1]。在成果導向教育理念下，將學生作為教學主體，放在中心地位，強調學生接受教育后取得的教學成果。

具體應用時，首先要求設置四項問題：

(1)學生應取得的學習成果是什么；

(2)學生為什么要取得這些成果；

(3) 通過哪些有效途徑幫助學生取得此類學習成果；

(4)怎么確定學生已取得預期的學習成果。

其次，該理念的特點十分鮮明，集中表現四個方面：

(1)學習過程歷程的內化程度；

(2)最終學習結果的完成度；

(3)實踐能力掌握情況；

(4)成果存續性。

第三，實際應用中的關鍵性步驟，主要包括：

確定學習成果→構建課程體系→確定教學策略→自我參照評價→逐級達到頂峰等，涉及到教學目標定位、教學理念更新、教學模式創建、教學方案設計、教學方法選擇、教學評價體系建設等多項內容。

1.2 作用

盡管OBE 理念十分復雜，但在生物化學實驗教學中應用后可以產生多重作用，具有十分重要的現實意義。

(1)突出教學兩大主體，將學生作為教學中心，通過轉變教學中的角色，明確教師的指導性、輔助性作用，使學生從被動的學習方式轉為主動的學習方式。

(2)在該理念下，精準對接我國“立德樹人”的教育根本任務，按照目標分層方法建立多層次一體化教學模式，并在多層次教學路徑上改變現有的教學方案設計思路，促進教學方案設計引領下的高質量教學實踐[2]。

(3)通過成果目標導向，使生物化學實驗教學向著標準化、規范化、指標化的方向轉型，把教學改革工作提升到新的階段。

2 OBE 理念下的生物化學實驗教學需求

2.1 更新現有教學理念的需求

以前，我國高校生物化學實驗教學中采用從起點到終點的理念，開展教學工作。與之相比，OBE 理念認為起點即終點，二者之間存在密切關聯，可以通過“反向”設計原則進行教學課程的設計，并結合階段成果評價按部就班達到既定教學成果[3]。而且，在該理念下的學習成果屬于一種能力結構，并且把課程教學當作一種實現學習成果的過程，一方面使能力結構和課程體系結構之間產生了清晰的“映射關系”，另一方面打破了灌輸型的教學模式，需要教師根據該理念依據學生中心地位，創新教學模式。

具體而言，進入新時代后，習近平總書記在黨的十九大報告中明確提出了我國教育的根本任務是“立德樹人”，并在十九屆六中全會中提出了根本任務下按綜合素質培育總目標，培養學生核心素養的要求[4]。

由此開始，構建了以“教育根本任務→綜合素養培育總目標→核心素養分層目標→課程教學具體目標”(如圖1 所示)為主要路線的分層教學框架。

圖1 新時代中國教育中的目標分層示意

在這種情況下，采用原有的填鴨式、灌輸型教學模式，不僅會阻礙對學生專業能力的培養，而且不利于學生個體化人格與社會化人格的塑造。因而，在新時代中國現代化改革時期，需要按高質量辦學與高水準教學要求，積極更新現有的生物化學教學理念，創建適配性較高的教學模式。

2.2 提升教學方案設計水平的需求

OBE 理念下的生物化學實驗教學中要求在設計教學一體化條件下，打破“解決確定的、線性的、靜止封閉問題”的教學方案設計思路，從學科體系的完備性、系統性、開放性角度出發，開展成果導向型的教學方案設計。具體而言，在“反向”設計原則確定的前提下，教師要以教學總綱、培養目標、畢業要求、課程體系、教學內容為準，按其中的五個方面存在的四個對應關系開展教學方案設計工作，并在處理好內外需求—培養目標關系、培養目標—畢業要求關系、畢業要求—課程體系關系、課程體系—教學內容關系的基礎上，創新實踐成果導向教育理念下的具體教學工作。

從筆者近幾年的自主學習、同行交流研討及生物化學實驗教學工作經驗看，提升教學方案設計水平的需求已十分突出，一方面給教師的教學研究工作提供了新機遇，另一方面也為其提出了新挑戰。尤其在教育目標分層教學路徑確定的基礎上，此類機遇與挑戰越來越集中到對學生學情調查、教學資源整合、教學方法創新、教學工具要素配置、教學評價體系建設等各個層面[5]。因而，教師需要在轉變角色后，通過創建的新型教學模式進行分層一體化實驗教學方案設計，滿足新時代教學方案設計水平提升需求。

2.3 創新教學方法與評價需求

目前，在生物化學實驗教學工作中雖然應用OBE理念后能夠產生多重作用，但是隨著信息技術在教學中的運用，教師需要結合教學工具的變化，同步創新教學方法，轉變教學評價方式[6]。具體而言，以前的“正向”教學中使用的教學方法相對單一，開展“反向”教學時，學習成果方面的目標定位相對確定，針對不同的目標需要選擇適配性較高的教學方法，包括常規的項目教學法、新型翻轉課程、情境教學等。當教學方法改變后，教師要根據課程體系同步的改變教學評價方式，實現對學生成果導向教育教學過程與最終結果方面的全面評價。

高校從2018 年實施“互聯網+”改革至今，生物化學實驗教學中引入了信息技術，創建了“線上+線下”混合式教學方式，然而教學實踐采用的線上教學、線下教學、線上加線下混合教學，整體上處于初級信息化階段，平臺化的實驗教學相對較少。因而，在當前階段大數據、云計算、人工智能等技術如火如荼發展的現狀下，教師需要擴大技術要素配置比例為其實踐賦能。

3 OBE 理念下的生物化學實驗教學創新實踐

3.1 融合成果導向教育理念，創建“車廂式”教學模式

首先，建議教師在生物化學實驗教學創新實踐中，先對我國2013 年加入的《華盛頓協議》進行深入研討，梳理清楚美國工程教育認證協會(A-BET)專業認證中與成果導向教育理念相關的內容，包括成果導向、以學生為中心、持續改進等，然后按習近平新時代中國特色社會主義思想中通過觀念關聯方法構建思想體系的方法，在深度的理念層面圍繞成果導向教育理念創建一個內容完整的OBE 觀念體系[7]。

其次，應融合成果導向教育理念，創建“車廂式”教學模式如圖2 所示。具體如下：

圖2 “車廂式”教學模式示意

(1)根據“反向”教學原則，突出學生在生物化學實驗教學中的核心地位，從根本上改變“正向”教學中采用的填鴨式、灌輸型教學模式，從教學過程中的輸出角度，結合學習成果導向中的個性化教學要求，建設類似于每節火車車廂的分階段教學模式。

(2)創建“車廂式”教學模式后，教師應明確學習成果代表的能力結構，清晰界定能力結構與課程體系結構之間的關系。然后，在分解出實驗課程教學具體目標的條件下，調整教學策略，設計多層次一體化教學方案。

3.2 依托多層次一體化，提高教學方案設計水平

首先，建議在“反向”設計原則下緊扣OBE 理念實施的關鍵步驟確定學習成果，然后，根據能力結構—課程體系結構映射關系，把核心素養分層目標分解到與課程內容相一致的課程教學具體目標上。

其次，根據確定好的“車廂式”教學模式按部就班設計適配性較高的教學方案。

(1) 在內外需求—培養目標關系下，教師從宏觀的“立德樹人”教育根本任務與生命科學相關的醫療、生物、化工行業發展及人力資源市場出發，從黨政黨策、企業需求、高校專業設置等，了解外在需求[8]。同時，通過調查學生學情，掌握內在需求。然后，以需求為導向對設置好的課程教學具體目標進行精細化處理。

(2)在培養目標—畢業要求關系下，結合專業人才培養總綱，從專業知識、實踐能力、職業素質結構方面，設置學生學習成果，包括最終成果、階段性成果。

(3)在畢業要求—課程體系關系下，根據構建的知識—能力—素質結構層層推進，進一步完善課程體系結構，關聯課堂教學與課外教學、突出顯性教學(指專業課程) 與隱性教學(指思政課程)，真正使第一課堂和第二課堂形成互動，為“線上+線下”教學創新提供思想資源，奠定堅實基礎。

(4)在課程體系—教學內容關系下，將課程體系落實到“車廂式”教學模式的各個層面，確保教學理念、教學目標、教學內容、教學方法、教學評價等內容的全面性，讓教師與學生在清晰、明確的教學內容中，徹底走出“教不明白，學不明白”的模糊地帶，真正讓成果導向教學落實到課前預習、課堂教學、課后探索方面，保障生物化學實驗教學創新實踐效果。

第三，在具體的實驗教學設計過程中，建議教師把實驗項目劃分為三個層次：

(1)驗證性實驗；

(2)綜合性實驗；

(3)設計性實驗。

然后，在分層基礎上設計一體化的實驗教學方案。例如，在驗證性實驗教學方面，教師應強調學習的趣味性，激發學生學習興趣，引導學生樹立創新意識[9]。

以蛋白質濃度測定實驗為例，教師可以從實驗的基本原理出發，列舉出紫外吸收法、雙縮脲法，讓學生選擇一些不同的實驗材料與其中的一種方法動手進行實驗，通過實驗過程中的材料預處理→方法選擇→結果計算→數據分析→編寫實驗報告等，從中獲得學習樂趣，并在課后做進一步探索。再如，在綜合性實驗方面應強調實驗單元的連續性，在設計性實驗方面激勵學生勇于創新、敢于創新等。

3.3 結合平臺創新教學方法，實施綜合教學評價方式

首先，建議教師區分生物化學實驗教學中的信息化教學與數據化教學，提出向數據化教學轉型升級的要求，然后積極總結前期實施“互聯網+”改革中的經驗，在已形成的“線上+線下”混合教學方式下，通過配置先進數字化技術提高成果導向教學創新實踐效果。例如，教師可以根據實際教學需求，選擇基于云計算技術的私有云，或由校方接入公有云等，然后通過其中的虛擬化技術，搭建“互聯網+云平臺”。再如，應用超星學習通平臺建設線上實驗教學平臺，再根據教學內容，選擇MOOC 翻轉課程教學法、項目教學法、混合教學法等，開展分層一體化教學。如在課前預習環節，教師將實驗教學中的學習成果發布到平臺，學習完成預習后與相關問題的提前處理后，在課堂教學中由教師引導完成教學重點與難點方面的實踐，并于課后線下完成相關實驗后將相關作業上傳至平臺。當遇到問題時，可以隨時通過PC 端與移動客戶端的APP 跨時間開展交流與學習等。

其次，教師應在多元和梯次的評價標準下，以傳統時期的最終評價為基礎，實施綜合教學評價。以超星學習通平臺為例，教師在選擇翻轉課堂教學時，可以根據布置的預習任務、實驗操作、實驗總結等，設置匹配的評價指標對學生開展“過程評價”，包括預習完成度、實驗過程中的參與度、協同合作能力、知識轉化能力等(設置經驗值評分即可)。然后，結合數據平臺提供的學習動態監測形成的最終經驗值形成“結果評價”。

最后，由教師對兩種評價結果進行匯總分析，并參考分組后的組內評價、組間評價等，完成“綜合評價”。需要指出的是，在“反向設計與正向實施”條件下，教師可以進一步將教學評價結果轉變為后續優化教學方案的資源，提高評價結果轉化率等。

4 結語

總之，生物化學實驗課程在生命科學研究中起著關鍵性作用，在中國式現代化改革時期，高校應精準定位生物化學實驗教學的地位及重要性，并結合高質量辦學與高水準教學要求持續提高教學水平。結合上述分析可以看出，OBE 理念內涵豐富、特征鮮明，在生物化學實驗教學中應用后可以起到多重作用，具有十分重要的現實意義。由于當前階段教學實踐中出現的新需求主要集中在更新教學理念、提升教學方案設計水平、創新教學方法及轉變教學評價方式等方面，因此建議教師在創新實踐過程中，盡可能從思路決定出路的教學改革大原則出發，一方面在該理念引領下創建適配性較高的一體化教學模式，另一方面在多層次教學路徑下提升教學方案設計水平，并結合技術賦能方式加強對“互聯網+云平臺”方法的運用，配套綜合教學評價，全面提高該門課程的教學水平，為我國生命科學的發展培育高質量人才。