OBE理念导向下无机化学理论及实验教学改革研究*

张 谱

(太原科技大学 晋城校区，山西 晋城 048000)

OBE理念是spady于1981年提出的，通过逆向设计，反推如何培养学生，怎么培养学生，为谁培养人才的思路[1]。国际工程教育认证正是以OBE理念为核心。2016年我国加入《华盛顿协议》，中国工程教育认证正式与国际教育接轨[2]。聚焦OBE理念的化学教学改革成为研究热点，大部分研究是从广义角度上，以整个课程体系作为研究焦点，以学生的毕业能力和社会需求为最终达成目标[3-5]；而我们更应该从狭义角度思考，当具体到每一门课程时，即基于OBE理念探索具体一门课程的教学改革：学生学完这门课程应具备什么样的能力，达成什么样的目标。

无机化学及实验作为化学化工类专业学生步入高校的第一门化学基础学科，肩负引导学生学习方式、学习思维的转变的重大责任，同时要实现中学化学到大学化学教育的顺利衔接过渡。基础学科是国家创新发展的源泉、先导和后盾，所以培养基础学科拔尖人才是高等学校的重大战略任务[6]。因此以OBE理念为导向，以学生的形成发展为核心，探索无机化学课程的持续改革创新，对培养基础学科拔尖人才、提升教育教学质量意义重大。

1 学情分析

维果斯基的最近发展区理论研究表明：在学生原有知识水平基础上，通过适当的教育方式，深度挖掘学生内在潜力，能够帮助其超越现有水平，迈进更高阶的水平[7]。最近发展区理论遵循学生身心发展规律，有利于学生身心健康成长。故对学生的学情进行调查分析，了解学生现有的认知水平非常有意义，不仅有利于大学四年课程的意义学习，更有利于学生健康的形成发展。

高中化学教材包括两本必修和六本选修，选修包括化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、化学实验六个模块。化学反应原理都选修，有机化学基础与物质结构与性质大部分学校选修其中一本。虽然必修一、必修二中涉及不少探究实验，但基本是讲实验而非做实验。高中化学实验开放情况不容乐观，甚至有的学校不开设化学实验。尽管高考设置实操考试，但基本属于通过性考试，学生基本操作技能几乎是零起步。

高中与大学的教学方式差异，高中教学重在强化训练，内容会反复讲解巩固。而大学教学速度快，知识范围广。因此高中与大学的学习方法与方式也就不同，高中更多是在被管理的状态下学习，而大学更加注重自主学习，学生应学会加强自我管理。

2 无机化学及实验教学现状

2.1 学生发展意义上的教育衔接断裂

从实验教材内容设置上看，高中与大学无机化学教材内容基础知识基本一样，包括化学实验室安全知识，以及仪器的认识、洗涤，过滤、萃取、蒸馏等单元操作，溶液配制等。调查研究发现，高中实验设施条件基本具备。化学实验基本知识与基本技能理应在高中得到训练以及掌握，步入大学前理应已形成自己的最近发展区，但从学情分析结果显示，高中化学实验开设频率非常低，实验没有得到应有的重视，造成了学生发展意义上的教育衔接断裂。

因此，在大一年级，必须夯实专业基础知识与加强学生的基本实操训练，填补高中与大学的衔接断层。如若一味的寻求创新，揠苗助长，基本操作不规范，基础知识不扎实，即使有创新的想法，也只是纸上谈兵。

2.2 应用型大学转变过程中理论课学时压缩

2014年3月30日，教育部以教基二〔2014〕4号印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》[8]。该意见指出，高校应坚持立德树人根本任务，通过全面深化课程改革扭转重智轻德现状，培养具备综合素质的应用型人才。因此，我门学校在向应用型大学转变过程中，压缩理论课时，适度增加实践课时。大学无机化学课程是在高中化学基础上进行的更高层次的学习，内容更具深度与广度。但从学情分析结果看，中学实验开设情况不容乐观，硬件设施条件好的学校学生有机会做实操，而条件一般甚至没有条件的学校基本就不开设实验课程。因此造成学生专业基础参差不齐。再加上步入大学后基本靠自主学习，此种学习方式的转变，导致部分缺乏自我管理能力的学生更加跟不上大学的节奏。久而久之，大学作业与考试抄袭现象变得越来越严重。因此在高中与大学的学习方式、学习习惯与学习思维都有很大的不同。在学生专业基础参差不齐，缺乏自主学习性，理论课时缩减的现状下，根据OBE理念重新进行教学设计与评价，帮助学生提高自我管理能力，缩小学生之间的差异性，最终每个学生都可以从被动学习转为主动学习。即使理论课时压缩，也不会影响整个课程教学目标的达成。

3 OBE理念导向下无机化学教学设计与评价方式

针对大学无机化学及实验的现状与问题，以OBE理念为导向，依托建构主义理论进行教学设计。建构主义理论强调知识的动态性与主观性，知识不是一成不变的，而是会随着社会经济的发展不断变化的，学生通过主动探索知识，对吸取的知识进行编码与重塑，最终建构成自己的经验与知识体系[9]。故教学设计要重视学生现有的经验与知识体系，从学生熟悉内容部分开始逐步延伸，帮助学生顺利过渡。

3.1 无机化学理论教学设计与评价方式

我们选用天津大学无机化学教材，教学内容主要概括为四个模块，包含化学热力学的基础知识、化学热力学在化学反应的应用、物质结构与性质、元素性质。无机化学理论教学共设计三个模块，第一个模块为学生自主学习模块：首先在课前学生自主预习新知识、回顾以往学过的知识或者已涉及过的知识，并且各自课前提出至少三点疑问，并附上自己的思路与疑惑点，在上课前一天提交到云平台；其次为引导学生养成主动预习的习惯，在课前设置自主测验环节，教师在课前完成批阅。第二个模块为知识衔接引导模块，教师将高中与大学相似但又有区别的知识进行对照讲解，并将第一个模块中存在的问题在授课过程中逐一渗透并完成解答。第三个模块为总结归纳、汇报模块，在学完每章内容后，学生利用图形组织形式进行归纳与总结，并在下节课前以小组形式进行汇报，根据汇报的成果，进行生生互评与师生互评，其中生生互评占比大于教师评价，更多发挥学生的主观能动性。

从教学内容上看，热力学知识贯穿了化学课程体系始终，故以高中以有涉及的化学热力学基础知识部分为例进行理论教学设计，具体做法如下：首先第一个环节部分与高中知识联系非常紧密，学生利用课余时间将已学过的内容进行复习巩固，如：什么是反应热？如何表示反应热？盖斯定律的应用？自发过程的判据等等？其次，在第二个环节部分为衔接环节，在学生已有认知的基础上，教师通过讲授如何定义焓，焓与焓变的区别？焓变熵变以及吉布斯自由能判据的区别与联系？进而引出自发过程的判据。最后一个环节，通过逻辑图形的方式由学生自主完成该部分内容的归纳与总结，并且加以汇报，由教师与全体学生进行评判。

根据学生的认知特点改革后的教学表现形式为熟悉内容由学生课前自主完成，而教师只需将延伸的部分进行引导讲授，因此尽管课时压缩仍然能够完成该课程的人才培养目标。理论课程成绩评定由线上测验环节(10%)+绘图归纳(生生互评25%+师生互评15%)+期末考试(50%)构成，此种考核在于能够削弱学生期末临时抱佛脚的态势，重在自学重在平时，学生在任务驱动的情形下逐步转为主观意愿求学，在与同学之间的竞争与合作中建构起自己的知识体系。

3.2 无机化学实验教学设计与评价方式

中央全面深化改革委员会第二十四次会议审议通过了《关于加强基础学科人才培养的意见》。意见指出基础学科不能因为投入大、周期长、见效慢等“基础性”特点而忽略和忽视相关人才的培养[6]。因此，高校应厚植长远发展的思想根基，足够重视大一新生化学实验习惯的培养以及基本操作技能的训练。为此，实验课教学实施采取技能大赛驱动法实施，我们选用十二五规划教材无机化学实验教材，教学大纲共五个实验，分别为CO2相对分子质量的测定、溶液的配制和酸碱滴定、醋酸解离平衡常数的测定、溶度积常数的测定、化学反应速度和活化能测定、硫酸亚铁铵的制备。从大纲看，也是注重学生练就扎实的实验操作技能，技能大赛驱动实验教学，规范基本操作、练就心理素质、培养安全意识，为国家和社会培养应用型、综合性人才。

实验教学以典型的酸碱滴定为例，规范操作标准，样品称量依据天平水平是否检查、取样敲样是否规范、是否有重新称量、称量完毕是否整理归位占10%；溶液的配制依据容量瓶洗涤试漏是否规范、样品溶解是否正确、溶液转移摇匀与容量瓶定容是否正确占20%；滴定管操作根据滴定管洗涤、试漏、润洗、装液是否规范是否有排气，滴定速度适当与否，终点控制与判断是否正确占40%；数据读取是否规范正确占5%；数据及现象记录是否完整准确占10%；数据处理结果依据是否在误差允许范围占5%；整个实验报告依据书写是否完整规范清晰占10%；如果问题反思与讨论环节酌情加分(1～10分)。

实验前通过学习通进行预习测验，考核预习效果；实验课堂一人一组，以往实验两人一组，经常有一名学生在做，另一名学生在看实验，基本不动手，因此一人一组进行实验可摒弃依赖思想，所有学生都可亲自动手操作，发现自己的不足，并经过不断的训练达到熟能生巧，有助于锻炼沉稳的心理素质以及沉着冷静、持之以恒的科研素养。实验课程成绩由预习测验20%+实验操作技能40%+理论笔试40%组成，预习测验与评分在课前线上完成，无需占用课时；而实操这部分采取实验室半开放形式，学生只要有时间便可预约来进行练习。

3.3 无机化学理论课与实验课教学效果与评价实施效果反馈

理论课教学与评价效果通过问卷调查形式收集，问卷调查结果显示：学生对无机化学理论课教学设计满意度达90%。他们认为，第一个模块设计的自主学习与课前测验环节起到了监督与督促的作用，促使他们不得不进行提前预习，长此以往，也就逐步养成了提前预习的习惯；第二个模块的知识衔接设计，学生认为能够更好地帮助他们由高中的基础知识顺利过渡到大学更专业深层次的知识，不仅填补了中间的衔接空白部分，而且还解答了学生的课前疑问；第三个模块设计，学生评价很高，不仅能够利用图形组织的形式清晰明了的建构起自己的知识体系，而且通过小组形式的汇报在加深了知识掌握的同时知识也得到了的内化与升华。对与无机化学理论课评价环节，有85%的学生(成绩好)认为重在平时、学生参与的评价方式很客观合理；有15%学生(成绩一般)认为只需期末考试进行评价即可，针对此种现象，希望通过循序渐进的疏导交流方式，逐步引导他们认识到平时学习的重要性。

实验课教学与评价效果通过与学生实地交谈形式收集，结果显示：无机化学实验环节满意度达95%。一是学生表示整个实验操作练习环节时间自由，学生可根据自己的时间来熟悉掌握实验基本操作；二是一人一组的上课模式让学生的懒惰与依赖心理无处遁形，只能脚踏实地认认真真的完成实验；三是竞赛驱动型实验教学评价帮助他们练就了扎实的基本功的同时，理论知识部分掌握更加稳固，而且在不断的练习过程中科研素养也在无形中得到了培养。

4 无机化学理论与实验课程思政元素的渗透与挖掘

在无机化学与实验教学过程中，无时无刻地渗透着思政育人的思想理念。比如，在理论教学环节中，根据学生认知特点，在任务的驱动下，主动预习主动归纳整理，增加学生评价的占比，发挥学生的主观能动性，由被动学习化为主动学习，整个过程在无形中影响着学生的思想意识与求学精神；无机化学实践环节中，在学生自主自由操练的前提下，采用竞赛驱动模式进行单人操作考核，每一个环节均有评分标准，既练就了学生的严谨的科研素养，更在无形中培养了学生的工匠精神与规范的行为举止。

专业课程思政元素的挖掘本质还是育人，重心应在立德树人。因此在OBE理念指导下，无机化学课程及实验环节的教学设计评价均是在潜移默化中达到育人的效果。

5 结语

本文在OBE理念导向下，针对大学无机化学理论课及实验课的现状以及学情分析，对无机化学理论课教学与评价进行了重新设计，重新设计后的无机化学和实验教学与评价环节均有课程思政的渗透。无机化学理论课环节通过层层引导的方式帮助学生由低阶向高阶水平逐步发展，课程评价环节的方式也展现出多元化、过程化的特点；在无机化学实验课程教学中以技能竞赛的形式进行教学与评价，以此练就学生扎实的操作技能与沉稳应对心态，以期对后续化学课程体系的学习奠定牢固的基石。研究调查表明，OBE理念导向下的无机化学及实验教学设计与评价实施效果良好，希望对同行业有所借鉴与帮助。