基于产出导向教育(OBE)理念的动物生理学课程教学改革

弓 剑

(内蒙古师范大学生命科学与技术学院 ， 内蒙古 呼和浩特 010022)

高校作为人才培养的主阵地，其根本任务是将学生培养成为对社会发展具有高度适应能力的“高素质、创新型”人才。改变旧的教育理念和教学方法，本着“立德树人”的根本宗旨，着眼于实践能力、创新能力、终身学习能力和综合素质的培养，已成为高校教育改革的必然方向[1]。

产出导向教育(Outcome-based education，OBE)，也称为需求导向教育、目标导向教育，由美国教育家Spady于1981年提出，其是一种以学生学习成果为导向的教育理念，关注的是学生学到了什么，是否成功[2-3]。OBE遵循的是反向设计原则，即依据所服务区域和行业的发展需求确定培养目标，以此为起点，确定期望达到的学习成果，即毕业要求，再依据毕业要求构建课程体系、设计课程目标、确定课程教学内容和方法，最后对学习成果进行评价，并依据达成情况持续改进教学过程，不断增加课程难度和挑战度来引导学生达到高峰成果。OBE的设计与实施围绕学生的学习成果(产出)回答了4个问题，即要取得什么样的成果(毕业要求)、为什么要取得(需求)、如何帮助学生取得(教学设计和过程)、如何知道学生已经取得(教学评价)，践行了三大理念，即学生中心、产出导向、持续改进，是一种教育范式的革新。因此，基于OBE的课程教学改革必然符合高校转型发展的大背景，符合社会对人才需求转变的大趋势。

动物生理学是研究动物机体正常生命活动规律及其调控的科学，是高校生命科学相关专业(动物科学、动物医学、生物科学和生物技术)的重要核心基础课程。本文以动物生理学课程为例，针对传统教学中重校内轻社会、重教学轻教育、重理论轻实践、重知识传授轻能力培养、重教师讲授轻学生体验的现状，基于OBE理念，从课程目标的定位、课程内容的重构、思政教育的融入、教学模式的改革、评价体系的完善5个方面进行了课程改革与建设，以期为生命科学相关专业其他课程的教学改革提供借鉴。

1 课程目标的定位

课程目标是课程教学的重要依据，决定着教师“教什么、怎么教、为什么教”以及学生“学什么、怎么学、为什么学”。传统教学中，教师对课程目标的重要性缺乏足够的认识，制定的课程目标往往只停留在知识层面，忽视学生的能力培养，没有从“立德树人”根本任务的高度思考课程教学，因而对毕业要求的支撑度不高，无法有效达成培养目标。基于OBE理念，依据培养“高素质、创新型”人才的培养目标，以“夯实基础，培养能力，提高素质”为主线条，动物生理学课程设计4个课程目标(表1)：目标1主要围绕学科素养设计，重在知识体系的构建、思想与方法的形成、实践能力的培养；目标2围绕专业发展设计，重在知识结构的更新、创新能力的培养；目标3围绕学科育人设计，重在通过课程思政教育落实“立德树人”根本任务；目标4围绕交流合作设计，重在社会交往能力的培养。

表1 动物生理学课程目标的设计及其对毕业要求的支撑

2 课程内容的重构

依据课程目标和动物生理学研究的水平(整体水平、器官和系统水平、细胞和分子水平)，突出多学科融合，体现“两性一度”(高阶性、创新性和挑战度)，动物生理学课程设计细胞生理、循环生理、呼吸生理、消化生理、肾脏生理、神经生理、内分泌生理、生殖和泌乳生理8大教学模块，将血液部分整合到细胞生理模块。每个模块设计3个层次，即在学生学习生理学基础知识、原理和机制的基础上引入知识背景(生理学发展史)，并延伸到发展性前沿动态[4]，充分体现课程内容的引导性、基础性、综合性、前沿性和时代性。知识背景重在讲好生理学发展史上的优秀科研成果、里程碑式的重大发现，特别是诺贝尔奖获奖成果。前沿动态要结合学科特点和生产实际，依据专业发展趋势针对性设计，例如，对于动物科学和动物医学专业，将动物营养与生理结合，在消化生理模块增加胃肠道微生物区系与动物体健康、胃肠道健康的营养调控，在生殖和泌乳生理模块增加产后感染性和代谢性疾病的发生机制、子宫和乳腺健康的营养调控，在内分泌生理模块增加各种应激因素(环境应激、管理应激、代谢应激)对动物体内分泌和免疫功能的影响以及缓解应激的营养措施。

生理学是一门实验性科学，实验内容的整合在课程内容的重构中占有举足轻重的地位。对于动物生理学实验部分，构建3大模块，形成基础性、综合性和设计性相结合的实验教学模式。选取生理学经典实验作为基础性实验(模块1)，如离体蛙心灌流实验、离体小肠平滑肌的生理特性、去大脑僵直现象的观察等。将多个体现单一知识点的相互联系的实验或多个相互关联的系统实验整合为综合性大实验(模块2)，如将坐骨神经-腓肠肌标本制作、骨骼肌收缩观察、神经干动作电位传导和不应期测定、心肌期前收缩和代偿间歇观察4个实验合并为1个实验。依据生理学前沿研究动态、结合导师科研项目、考虑学科交叉，增设自主设计性实验(模块3)，如探究不同环境、不同形状和颜色的饲料对家禽胃液分泌的调节，探究硒与甲状腺激素代谢的关系及其对幼龄动物生长发育的影响等。此外，在理论和实验教学中适时穿插动物实验基本技术和前沿性技术在动物实验中的应用，如绑定、麻醉、造瘘、插管、采血、血细胞计数、活体组织采样等基本技术，组学分析、细胞培养、基因敲除和导入、同期发情、超数排卵、胚胎移植、克隆等前沿性技术。

3 思政教育的融入

立德树人是我国教育改革发展的根本遵循，是新时代中国特色社会主义教育的核心精髓[5]，是中华民族永恒的教育价值追求。德育不仅是思政教师的本职，也是专业课教师的本职，在学科教学中融入思政教育是落实“立德树人”根本宗旨的有效途径，结合专业知识进行思政教育更便于学生良好思想品德的形成和道德理性的发展。如果把学科教学比作一碗汤，那学科育人就相当于融化在汤里的盐，只有二者有机结合，才能使这碗汤变得更加美味可口。事实上，学科育人相当于学科教学的“魂儿”，为学科教学指明了“方向”。

动物生理学课程中蕴含着丰富的思政教育元素，关键在于如何挖掘并将其有机结合到专业知识教学当中，实现知识与价值的同频共振，立德与求知的协调统一，润物无声地进行思政教育。实际教学中要避免“喊口号”、“贴标签”，真正做到让学生感悟、认同、并内化于心。结合多年来的教学实践和经验，笔者将在动物生理学教学中融入思政教育的途径总结为以下几点：一是利用生理学学科发展过程中的重大发现以及取得这些成果的科学家的研究历程，以讲故事的形式进行思政教育。如通过讲述哈维发现血液循环、巴甫洛夫建构条件反射理论、班廷发现胰岛素、贝利斯和斯塔林发现促胰液素、马歇尔以胃试菌、屠呦呦以身试药等内容，培养学生求真务实、严谨治学、潜心研究的科学态度和敢于质疑、敢于挑战、勇于创新、献身科学、造福人类的科学精神[6]；通过讲述我国老一辈生理学家在生理学领域的杰出贡献和爱国事迹，感召和培养学生的爱国情怀和时代担当。二是利用生命活动现象及其运行规律有机融入思政教育。如通过讲解内环境保持相对稳定是保证细胞、器官、系统正常功能活动的必要条件，衍生到外环境对机体功能的影响，进而引入新冠病毒对呼吸系统造成损害的机制，引导学生要尊重自然，认同人与自然和谐共处的观点，进而自觉树立环境保护意识和绿色发展理念[7]；通过讲解吸气与呼气、收缩与舒张、产热与散热、凝血与抗凝血、摄食与排泄、刺激引起局部电位达到阈电位引发动作电位等生理现象，渗透对立与统一、量变引起质变等辩证唯物主义观点，引导学生树立辩证唯物主义思想，培养辩证思维能力[8]。三是利用教师自身的学识、品质、言谈举止、仪表风度、师德修养等综合素质影响学生，充分发挥道德表率作用，达到思政教育的目的。如与学生相处过程中采取的诚信、友善、公平、公正和民主的方式，表达的正确的政治立场、观点和信念，坚持的科学的世界观，保持的积极乐观的人生观，坚守的正确的价值观等[9]。此外，通过讲解生理学内容中随处可见的结构与功能的统一，引导学生感受生命的奥妙，结合生理学实验中对实验动物的处理，强调要敬畏、善待和珍爱生命。

4 教学方式的改革

动物生理学课程以“立德树人”为根本任务，以培养“高素质、创新型”人才为导向，基于OBE以学生为中心的教学理念，构建“课前自学+课堂教学+课后作业”三大系统(图1)，采用线上、线下混合模式组织实施教学活动，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的主观能动性，提升自主、合作、探究学习能力，进而实现从“怎么教”向“怎么学”、从“教得好”向“学得好”、从“讲全、讲细、讲透”向“学懂、学通、学透”的转型。

图1 动物生理学课程教学模式

在课前自学系统中，围绕基础知识、学科背景知识和动物实验基本技术，课前明确学习目标和重难点，引导学生充分利用线上资源自学，包括在学习通上传的多媒体课件和微视频，在爱课程网和中国大学MOOC学习平台上的优质精品在线课程资源，要求学生充分利用课下自由时间进行碎片化学习，及时梳理问题并在学习通、QQ群或微信群进行线上讨论，在通过师生互动解决问题的同时发现新的问题，带着高质量的问题进入课堂。在课堂教学系统中，教师的讲授重点针对教学难点和学生自学过程中产生的问题和疑惑进行，并结合知识点和生理学发展史融入思政教育；围绕学生在课后作业系统中完成的拓展延伸式作业，在课堂上主要由学生进行汇报展示和分享，或以翻转课堂的形式进行讲解，并进行讨论总结。在课后作业系统中，设计复习巩固式、归纳总结式和拓展延伸式三大类作业。复习巩固式作业主要以线上作业为主，围绕学科基本知识和生活应用，以比较分析和论述题为主，呈现形式为文档。例如：从机制上比较分析组织液生成和原尿生成的异同，从机制上比较分析大量饮水导致尿量增加和大量出汗导致尿量减少的异同，综合分析血液中 PCO2、H+浓度和 PO2改变对呼吸运动的影响及其作用途径，推导分析每搏输出量、心率、外周阻力、大动脉管壁弹性改变分别对收缩压和舒张压的影响。归纳总结式作业以线上作业为主，围绕知识点以节、章、模块为单元进行梳理，呈现形式以思维导图为主，也可以是表格或图片形式。拓展延伸式作业以线下作业为主，围绕学科前沿动态，教师发布任务主题、告知学生获取文献的途径，学生以小组为单位，查阅相关文献，从解决什么问题、提出什么假设、采取什么方法、取得什么结论、有待进一步研究的问题等方面梳理文献，撰写读书报告、Mini review，以课堂讨论、翻转课堂或Seminar的形式进行汇报、展示、分享和交流[10-11]。

生理学实验部分的教学模式与理论部分相似，本文不再赘述，需要明确的是：基础性和综合性实验的作业以实验报告形式呈现，设计性实验以小论文形式呈现。

5 评价体系的完善

如本文前言中所述，OBE理念关注的是学生的学习成果，需要通过教学评价了解是否已经取得和取得什么样的学习成果，教学评价是持续改进教学过程的重要依据。传统的考核评价多为期末考试决定制，即使有平时考核，也多以考勤+简单作业为主，不能及时反馈教学效果，无法全面反映学习成果，难以有效驱动主动学习。

针对上述情况，动物生理学课程加大平时考核占分比例，丰富平时考核项目，构建“知识结构+高阶能力+情感体验”的三维考核评价体系(图2)，采用直接与间接相结合、过程与结果相结合、线上与线下相结合的评价方式进行，尤其注重过程性评价和激励性评价，使学生在获得知识、提升能力的同时，体验到学习的乐趣，感受到基于顿悟的舒畅。

图2 动物生理学课程教学评价体系

6 结语

几年来的实践表明，基于OBE理念的动物生理学教学改革取得了显著的成效。直接评价结果显示，学生期末考试的不及格率显著降低，课下自学、课堂汇报、展示和课后作业完成的积极性和质量明显提高，合作学习中体现出的各种能力和素质显著提升。间接评价结果显示，绝大多数学生对生理学学习非常感兴趣，从中获得了积极、舒畅的体验。对课程目标达成度的分析表明，4个目标的达成度均在80%以上。