OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計與研究

【摘 要】OBE理念指的是成果導(dǎo)向教育，其核心是根據(jù)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果來反向設(shè)計教學(xué)過程和確定教學(xué)內(nèi)容。OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)，主要包括產(chǎn)出成果、精選教學(xué)內(nèi)容、選擇教學(xué)方法、考核評價四個部分，其核心在于將教育的焦點放在學(xué)生通過教學(xué)活動能達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)成果上。文章以中學(xué)化學(xué)實驗“鐵及其化合物的性質(zhì)”為例，對OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行探索。

【關(guān)鍵詞】OBE理念 化學(xué)實驗 教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G633.8" "【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A" "【文章編號】1002-3275（2024）09-62-04

一、研究背景

化學(xué)實驗作為中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，在學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中扮演著不可或缺的角色。化學(xué)實驗及其教學(xué)不僅是對理論知識的實踐檢驗，而且是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)其科學(xué)探究精神和實踐能力的有效途徑。然而，傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)模式存在重知識傳授輕化學(xué)實驗，教學(xué)方法相對單一，實驗內(nèi)容多以驗證性實驗為主，缺乏探究性和設(shè)計性實驗，忽略對學(xué)生實驗過程中的思維過程和策略運(yùn)用的關(guān)注等問題，這導(dǎo)致一些學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣和參與度不高，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

OBE（Outcome-Based Education）指的是成果導(dǎo)向教育，其核心是根據(jù)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果來反向設(shè)計教學(xué)過程和確定教學(xué)內(nèi)容。OBE理念旨在從根本上改變以教師為中心、以教學(xué)內(nèi)容為導(dǎo)向的問題，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生能夠?qū)嶋H獲得的知識、技能、態(tài)度等成果為出發(fā)點和落腳點，使課程設(shè)計與培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)實踐更具方向性和目的性。OBE理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動的設(shè)計必須要圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)成果展開，這就要求教師在進(jìn)行中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)時，要思考如何基于學(xué)習(xí)成果來設(shè)計化學(xué)實驗活動，從而有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)水平和科學(xué)素養(yǎng)。因此，將OBE理念引入中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)，并探索在此理論指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計與實踐，具有重要的理論價值和實踐意義。

二、中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析

（一）中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的特點

中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)是一種以實踐為主導(dǎo)、幫助學(xué)生將化學(xué)理論與工業(yè)生產(chǎn)、日常生活相結(jié)合，從而加深化學(xué)知識理解的教學(xué)方式。在中學(xué)化學(xué)實驗過程中，學(xué)生不僅能夠直觀地觀察到實驗現(xiàn)象，而且能自己親自動手進(jìn)行實驗操作，這種具有互動性和參與性的學(xué)習(xí)活動，對于激發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識學(xué)習(xí)的興趣和探究欲望具有非常重要的作用。同時，化學(xué)實驗教學(xué)具有綜合性的特點，能夠培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和解決實際問題的能力。化學(xué)實驗教學(xué)的特點決定了其教學(xué)過程的復(fù)雜性，涉及試劑和實驗儀器的選取、實驗方案的設(shè)計和篩選優(yōu)化、實驗現(xiàn)象和結(jié)論的分析、異常實驗現(xiàn)象的分析與解釋，這就要求教師必須具備一定的專業(yè)知識和操作技能，同時還需要嚴(yán)格遵守實驗安全規(guī)范，以確保實驗的安全進(jìn)行。此外，化學(xué)實驗往往需要仔細(xì)的觀察和精確的操作，這對學(xué)生的專注力和耐心提出了更高的要求。

（二）部分教師在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

一些教師在實際的化學(xué)實驗教學(xué)過程中，存在著一些不容忽視的問題。

一是重知識傳授，輕化學(xué)實驗。有的教師考慮到高中化學(xué)內(nèi)容較多且化學(xué)課時緊張等原因，經(jīng)常通過看實驗視頻、講實驗，甚至“黑板實驗”等形式來進(jìn)行化學(xué)實驗教學(xué)，這或許并不會影響學(xué)生的化學(xué)實驗答題能力和考試分?jǐn)?shù)，但是對于學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)十分不利，經(jīng)歷實驗過程和學(xué)以致用的缺失，使得學(xué)生往往難以體會到化學(xué)知識的實用價值和實際意義。

二是教學(xué)方法相對單一，以開設(shè)驗證性實驗為主，缺乏探究性和設(shè)計性實驗。這種實驗教學(xué)模式忽視了學(xué)生在實驗過程中的主動探究，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實驗設(shè)計能力的發(fā)展。化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生發(fā)揮主動性，挖掘自身潛能，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。［1］

三是重實驗結(jié)果，忽略對學(xué)生實驗過程中的思維過程和策略運(yùn)用的關(guān)注。中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)主要包括課前預(yù)習(xí)、課中教師演示實驗和學(xué)生進(jìn)行實驗、課后學(xué)生完成實驗報告三個部分。然而一些教師在開展實驗教學(xué)時，并沒有收獲預(yù)期教學(xué)效果。原因在于這種忽略成果為導(dǎo)向的評價方式可能導(dǎo)致學(xué)生在實驗操作過程中只是走形式，而忽視實驗操作的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性，甚至抑制學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新精神、探究精神的發(fā)展。

三、OBE的理論基礎(chǔ)

（一）基礎(chǔ)原理

OBE理念是建立在三個基本前提上的：一是所有的學(xué)生都能學(xué)習(xí)并取得成功；二是成果孕育成功；三是學(xué)校控制著成果的條件。［2］1994年，斯派迪基于該理念，提出了成果導(dǎo)向的金字塔結(jié)構(gòu)，即一個執(zhí)行范例、兩個關(guān)鍵目標(biāo)、三個關(guān)鍵前提、四個執(zhí)行原則、五個實施要點。［3］

（二）理論淵源

OBE理念的理論淵源可從教育目標(biāo)理論、能力本位教育、精熟教育談起。教育目標(biāo)理論最早由斯賓塞提出，并在赫爾巴特和泰勒的研究中得到進(jìn)一步深化發(fā)展，該理論提出并回答以下四個基本問題：①教育目標(biāo)是什么；②怎么樣才能達(dá)到教育目標(biāo)；③如何設(shè)計教學(xué)過程；④如何設(shè)計評價。能力本位教育是范德豪特和麥克唐納德提出，他們還提出了對應(yīng)的六項基本能力：①成果產(chǎn)出及評價能力；②靈活運(yùn)用時間的能力；③組織形式多樣教學(xué)活動的能力；④適當(dāng)調(diào)整課程的能力；⑤對成果進(jìn)行檢測的能力；⑥對成果進(jìn)行驗證的能力。精熟教育則強(qiáng)調(diào)以評促教和以評促學(xué)，其教學(xué)歷程主要由兩個部分組成：①設(shè)計教學(xué)目標(biāo)；②注重教學(xué)過程中的評價并不斷循環(huán)地進(jìn)行補(bǔ)救性教學(xué)，從而促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。［4］

四、OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計探索

OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)主要包括四個部分的內(nèi)容，即產(chǎn)出成果—精選教學(xué)內(nèi)容—選擇教學(xué)方法—考核評價，具體模型如圖1所示。其核心在于將教育的焦點放在學(xué)生通過教學(xué)活動能達(dá)到的預(yù)期學(xué)習(xí)成果上。在OBE理念指導(dǎo)下，中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的教學(xué)活動圍繞清晰定義的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行設(shè)計，這種模式下的教學(xué)對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自主性，提高教學(xué)質(zhì)量起到重要的促進(jìn)作用。

（一）基于產(chǎn)出成果，明確教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)回答的是“要把學(xué)生帶到哪里”的問題，用來評估學(xué)生的外在表現(xiàn)和內(nèi)隱變化。需要注意的是，教學(xué)目標(biāo)并不是指具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，如高中化學(xué)必修第一冊第三章實驗活動2“鐵及其化合物的性質(zhì)”中“鐵單質(zhì)的還原性”“鐵鹽的氧化性”“亞鐵鹽的氧化性和還原性”“鐵離子的檢驗”是實驗內(nèi)容，它是學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的載體。教學(xué)目標(biāo)應(yīng)是透過學(xué)習(xí)內(nèi)容本身所反映出來的學(xué)習(xí)結(jié)果，如何設(shè)計教學(xué)目標(biāo)是值得教師思考的問題。那么教學(xué)目標(biāo)是否可以直接取自課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求？答案是否定的，因為學(xué)生個體是有差異的，不同學(xué)生的知識水平、能力水平不盡相同，因此教學(xué)目標(biāo)可依據(jù)三圈模型（見圖2）并結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計和確定，該模型分為三個部分，具體為與期望完成的實驗相關(guān)的成果、完成實驗所采用的方法相關(guān)的成果、與科學(xué)精神相關(guān)的成果。［5］

基于三圈模型，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和課程標(biāo)準(zhǔn)，對實驗活動“鐵及其化合物的性質(zhì)”的實驗?zāi)繕?biāo)進(jìn)行制訂，如表1所示。

（二）精選教學(xué)內(nèi)容，選擇教學(xué)方法

系統(tǒng)有序的教學(xué)過程是OBE理念真正落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，基于OBE理念的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)過程包括設(shè)計實驗方案、篩選實驗方案、實施實驗方案、總結(jié)匯報四個環(huán)節(jié)，具體模型如圖3所示。

在設(shè)計實驗方案階段，學(xué)生需要經(jīng)歷明確目標(biāo)、查閱資料、小組討論、制訂方案、修改方案、確定方案這六個環(huán)節(jié)。在篩選實驗方案階段，可結(jié)合實驗試劑、實驗現(xiàn)象等來開展，如Fe2＋的檢驗實驗方案篩選，可從元素價態(tài)的角度來分析，F(xiàn)e2＋既有氧化性也有還原性，又因為Fe3＋與KSCN能發(fā)生特征反應(yīng)，因此可以選擇“氯水和KSCN”、鋅塊作為其檢驗試劑。選擇“氯水和KSCN”作為檢驗試劑時的實驗實施方案有兩種，即先往待測液中滴加氯水再滴加KSCN和先往待測液中滴加KSCN再滴加氯水，因為Fe2＋易被氧化為Fe3＋，此時往往會影響實驗結(jié)果的判斷，所以在檢測溶液成分時，應(yīng)先往待測液中滴加KSCN再滴加氯水，避免Fe3＋的干擾。在實施實驗方案階段，要注意實驗操作是否規(guī)范、儀器選擇是否合理、觀察實驗現(xiàn)象等。在總結(jié)匯報階段，主要采取現(xiàn)場匯報的形式，在匯報過程中，小組間互相評價，教師或其他同學(xué)可現(xiàn)場提問，最后教師點評。在設(shè)計教學(xué)過程前，教學(xué)內(nèi)容的選擇是影響教學(xué)過程實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以實驗活動“鐵及其化合物的性質(zhì)”為例，應(yīng)選擇鐵單質(zhì)的還原性、鐵鹽的氧化性、亞鐵鹽的氧化性及還原性、鐵離子的檢驗等內(nèi)容，作為其目標(biāo)實現(xiàn)的核心內(nèi)容。要想更好地完成內(nèi)容教學(xué)，教學(xué)過程中的問題設(shè)計起到尤為關(guān)鍵的作用。以Fe2＋還原性實驗教學(xué)內(nèi)容為例，可設(shè)計以下具有進(jìn)階性的問題鏈：①從氧化還原反應(yīng)的角度出發(fā)，F(xiàn)e2＋具有什么性質(zhì)？②常見的強(qiáng)氧化性的物質(zhì)有哪些，哪些可以用來檢驗Fe2＋的還原性，你的依據(jù)是什么？③請選擇實驗所需要的試劑并與同學(xué)討論并設(shè)計實驗方案。④實驗操作過程中的試劑添加順序如何，依據(jù)是什么？從而引導(dǎo)學(xué)生思考并設(shè)計實驗、實施實驗過程。

（三）設(shè)計教學(xué)評價，檢驗多方面成果

首先，OBE理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的實際能力和核心素養(yǎng)，這要求教師在化學(xué)實驗教學(xué)過程中和教學(xué)結(jié)束后需要注重學(xué)生的實際動手能力、實驗設(shè)計能力、實驗數(shù)據(jù)分析和解釋能力的評價。其次，OBE理念注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和實際應(yīng)用能力，因此在教學(xué)評價設(shè)計中還需要著重考查學(xué)生對化學(xué)知識的理解和運(yùn)用能力，以及實驗成果的創(chuàng)新性和實際應(yīng)用能力情況。教學(xué)評價可以從知識水平、實驗設(shè)計能力、實際操作能力、實驗成果的創(chuàng)新和應(yīng)用能力四個評價指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。知識水平主要評價學(xué)生對實驗原理、反應(yīng)機(jī)理、實驗條件等方面的理解；實驗設(shè)計能力主要評價學(xué)生實驗步驟設(shè)計、實驗條件選擇、實驗數(shù)據(jù)采集等方面的能力；實際操作能力主要評價學(xué)生的操作是否規(guī)范和熟練；實驗成果的創(chuàng)新和應(yīng)用能力注重評價學(xué)生創(chuàng)新思維和遷移能力。

五、OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)原則

（一）多樣性原則

多樣性原則強(qiáng)調(diào)教學(xué)方法手段和教學(xué)評價的多樣化。在實際的化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，如演示實驗、小組探究、小組展示分享、小組自評和互評、案例分析等，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生從多角度、多層次進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，從而使學(xué)生多方面的能力得到發(fā)展。多樣性原則還包括學(xué)習(xí)成果的多樣性，即教學(xué)評價應(yīng)避免只進(jìn)行紙筆測試或只看實驗結(jié)果，可以包括實驗報告評價、實驗操作評價、實驗創(chuàng)新性評價、實驗成績評價等多個方面，以確保評價結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。

（二）全面性原則

全面性原則要求教師在教學(xué)評價時應(yīng)全面衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，即不僅要考慮學(xué)生的知識掌握情況，而且要評價學(xué)生的實驗技能、批判性思維、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等多個方面，確保教學(xué)評價的全面性。這種全面性評價可以更加準(zhǔn)確地反映學(xué)生的綜合素質(zhì)，也更有助于學(xué)生對自身學(xué)習(xí)情況的客觀認(rèn)識，促進(jìn)其全面發(fā)展。

（三）延伸性原則

延伸性原則要求化學(xué)實驗教學(xué)不應(yīng)只局限于課堂，化學(xué)知識來源于生活生產(chǎn)實際，并且最終應(yīng)用于生活生產(chǎn)實際。同時，化學(xué)實驗應(yīng)貫徹落實綠色化學(xué)和健康化學(xué)等化學(xué)理念，注重在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的社會意識和責(zé)任，樹立應(yīng)用化學(xué)知識造福人類社會的偉大理想。因此，在化學(xué)實驗教學(xué)過程中，應(yīng)將化學(xué)實驗適當(dāng)延伸到社會生產(chǎn)實際中去，使學(xué)生感受到化學(xué)實驗的實際價值。

六、總結(jié)

在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中融入OBE理念，需從兩個中心出發(fā)，即以學(xué)生為中心和以成果導(dǎo)向為中心。OBE理念指導(dǎo)下的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)，要基于學(xué)生需要達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行逆向教學(xué)設(shè)計。本文基于OBE理念的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計模型，以“鐵及其化合物的性質(zhì)”內(nèi)容為例進(jìn)行實踐研究。在實驗教學(xué)過程中，主要采用任務(wù)驅(qū)動法和情境教學(xué)法等，以充分激發(fā)學(xué)生的興趣和內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，同時促使學(xué)生在掌握知識的同時，發(fā)展批判性思維、探究精神，提升團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

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