基于O BE理念的环境工程专业“无机及分析化学”课程建设

王璐，席晓晶，关润伶

（洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南洛阳471023）

“无机及分析化学”是环境工程专业的基础课，它是为了适应专业需求，由化学的两个分支（无机化学、分析化学）整合而来的。通过该课程的学习，使学生熟悉元素及重要化合物的结构与性质，掌握典型化学反应原理、化学平衡理论及化学分析方法，为进一步学习专业课程及从事工程实践奠定必要的化学基础，同时培养学生的科学思维能力和科学精神。这门课程涉及的知识点多，理论推理逻辑性强，公式繁琐。如果还停留在以教师为主体、学生被动接受的教学模式，容易导致学生学习兴趣低、分析及解决问题的能力不足。成果导向教育（Outcome-Based Education，OBE）自1981年被提出后，得到了许多国家教育部门的认可与应用，我国制定的《工程教育认证标准(2015)》也充分体现了OBE理念。在工程认证背景下，将OBE理念引入“无机及分析化学”的课程建设中，基于能力培养重新建立教学目标，设计评价模式，整合课程内容，改革教学方法，是促进这门课程良性发展行之有效的思路。本文将从这四个方面阐述OBE理念对课程建设的指导作用。

1 教学目标

OBE理念的核心思想是以能力水平描述学生的学习效果，那么就应将教学目标作为课程设计与评价的着力点，即在课程开设之前就应明确学生通过课程学习掌握的知识及具备的能力。教学目标应具有高阶性和挑战度：所谓高阶性，即教学目标应体现知识与能力的有机融合，重视培养学生解决复杂问题的思维和能力；所谓挑战度，即学生需经过努力和付出，才能达成课程目标[1]。通过深入环境检测站、环保企业的调研，结合环境工程专业培养方案，我们按照知识、能力逐级递进的思路设计教学目标。教学目标为：①掌握无机物的结构、性质及反应原理，能够对环境工程相关问题进行正确的表述；②掌握无机及分析基本方法的适用范围和使用条件，能够应用于解决环境监测和治理问题；③获得环境工程专业所涉及的、必需掌握的无机及分析化学实验技能，能够设计、开展实验，并获得有效结论。作为应用型大学，我们希望通过达成教学目标，扩展学生思维，发展学生能力，真正实现企业需求与学校培养的良性对接。

2 评价模式

教学目标建立后，就应当建立与之对应的评价模式。传统评价模式主要是以期末考试卷面成绩评定学生的学习效果，把学生划分为不同等级。这种模式往往割裂了理解知识与实际应用的连续性，催生了学生“平时不学习，考前突击复习，考完知识抛之脑后”这一不良学风。如果学生在期末考试发挥失常，一次不成功就代表最终结果，容易挫伤学生学习的积极性。OBE理念将学生的学习过程划分为不同阶段，一个阶段的不成功只是为改进提供依据，而不代表最终结果[2]。

基于这一理念，我们建立形成性评价与结果性评价相结合的评价模式。所谓形成性评价，就是对学生每一阶段的学习状态进行反馈，督促学生整改。形成性评价的考核方式不可拘泥于一种形式，而应是多种形式并存。对于每种考核方式，需要依据教学目标，在开课前预先设置评价标准和在总成绩中的比例。例如：我们可以采用“作业+阶段测验+实验考核”的方式完成形成性评价。在作业与阶段测验的内容安排上，除基础理论、基本概念外，还应设置一些污染物治理与环境要素检测的题目，考查学生分析、解决问题的能力。实验考核部分，应从学习习惯、实验操作、数据记录及实验报告撰写等几个方面综合考评。结果性评价即为期末考试，题型应灵活多样，内容既有基础知识又有综合性问题，充分体现由知识向能力的递进。

3 课程内容

“无机及分析化学”课程涉及化学的两个分支，基本概念、原理、公式多，如果单纯按照课本章节顺序进行讲解，则知识点之间的联系会被弱化，容易使学生觉得知识点琐碎，不易掌握。OBE强调知识的整合与连续性，以教学目标出发反向设计课程体系，使学习内容与知识能力的培养相呼应[3]。为此，我们化零为整，按照“无机及分析化学”知识点之间的关联性，将课程内容整合为三个模块。每个模块的内容除将知识点有序串联外，还应体现专业特色与需求。

第一模块为“四大反应”。通过酸碱、沉淀、氧化还原、配位反应基本原理的学习，使学生掌握无机化学反应的基本规律，进而应用于环境污染物治理。第二模块为“滴定分析”。滴定分析以四大反应为理论基础，强调方法的应用，结合专业特色，着重使学生掌握滴定分析在环境监测中的应用。第三模块是“物质结构及性质”。这个模块先使学生理解原子结构和分子结构相关理论，而后引导学生利用这些知识分析元素通性及化合物性质，进一步明确物质用途。在三个模块中，我们设计了与理论内容相关的验证性、综合性、设计性实验。通过实验操作，加深学生对理论知识的理解，也提升了学生运用理论知识解决实际问题的能力。同时，我们结合教学内容及专业特点，将科学精神、环保意识、可持续发展等思政元素渗入模块，希望在潜移默化中树立学生的科学态度及投身于环保事业的决心。模块学习科学整合了教学资源，加强了理论与实践的联系，符合循序渐进的认知规律，能够实现课程内容对教学目标的有力支撑。

4 教学方法

如何帮助学生获得知识与能力，是OBE理念关注的问题之一，也是我们在设计教学方法时首先应考虑的问题。传统教学是以教师为中心，怎么教、怎么学都由教师决定，学生被动地接受教师的教学安排，教育出来的学生就像生产线的产品，虽整齐划一，但缺乏个性发展，学生的主动性和思维创新性很难充分发挥。OBE理念主张教学活动的组织与实施应以学生为中心，教师运用示范、指导、反馈、建议等方式协助学生达成学习目标[4]。基于OBE理念，我们对教学过程进行了重新设计，按照课前、课中、课后三个阶段实施。

首先，我们先搭建好学习平台，将知识点视频、课件、文献资料、习题库等学习资源上传于平台。课前，预先发布任务点。任务点既包括具体的学习内容，也包括学习目标。学生借助于学习平台资源，自主完成任务点。课堂上，教师先通过问题解答或案例分析检查学生对于任务点的完成程度；再结合学生具体情况，讲解重点和难点。教学中，教师应根据课程内容采取灵活多样的教学方法。例如：方法应用部分，可采用讨论法或案例分析；物质结构部分，可采用翻转课堂。教学方法的综合运用，能够调节课堂气氛，激发学生的学习兴趣，提高学习效果。课后，教师通过布置作业或安排测验，检查学生的学习效果，并根据每个学生的学习情况，及时给予指导和建议。同时，定期向学生发布教学反馈调研，从学生学习效果及反馈意见中发现问题，并对教学方法进行持续改进。

具体的学习过程中，我们倡导学生采用“小组+个人”的学习模式。例如：“滴定分析”这一模块强调方法适用范围、使用条件的掌握及实际应用。在进行这一模块的教学中，小组学习法不失为一种理想的教学方法。教师预先提出具体案例，学生自愿组合成小组，并依据自己的优势选择分工，各成员按照小组计划共同努力，完成任务。课堂上各小组对案例进行合理分析，教师进行评价、建议[5]。为了完成组内分工，小组成员会主动学习知识，掌握技能，当发现自身不足时，也会及时弥补。成员之间团结协作，当小组任务成功完成时，每个成员都可获得价值实现的满足感，整个过程完美体现了OBE秉承的合作学习、所有学习者都是成功者的理念。同时，OBE强调学生持续挑战自己，通过各种学习方法，使学习能力较强者变得更强，使学习能力较弱者得到提升。在这个过程中，教师应该采用科学的方法对学生的个人学习进行建议、引导。例如：一些化学基础差的学生，会反映课堂上教师讲授内容多，笔记记录速度跟不上。这时，可以建议学生更改笔记记录方式。在预习阶段，通过观看知识点视频、查找资料构筑笔记框架，对不理解的问题进行标注。课堂上，重点关注标注的问题，对笔记进行补充。课后，整理、复习笔记。教师可以选择一部分同学提交笔记。通过查看笔记，教师既可以了解学生的学习态度和学习情况，也能发现教学方法的缺陷，从而积极改进。记笔记、交笔记看似很小的事情，却能实现教师、学生的共同进步。

传统的以教师为中心的教学模式已不能顺应时代发展，满足社会需要。基于OBE理念的“无机及分析化学”课程，重视学生个体差异性，注重培养学生解决复杂问题的能力，并在实践中发现问题，持续改进。该课程体系培养出来的学生不仅掌握了无机及分析化学的基本知识，而且能灵活应用于解决环境工程中的实际问题，符合社会对应用型人才的要求。