基于OBE理念下大型仪器实验教学改革的探索

摘要：在本科教育教学审核评估的背景下，基于OBE教育理念，在高效液相大型仪器实验教学中融入成果导向教育理论，对于学生未来的发展以及推动本科教育教学审核评估具有非常重要的意义。从教学实践出发，以成果导向为教育理论指导，从高效液相大型仪器实验教学设计的整理思路入手，全面阐述基于OBE理念的高效液相大型仪器实验教学改革的探索，以期达到良好的教学效果，并满足社会对人才的需求。

关键词：OBE理念；HPLC；实验教学改革

在传统教育模式下，学生无法很好地将理论知识应用在实际实践活动中，导致教学效果不尽如人意。OBE（Outcomes-basedEducation）理念是“以学生为中心，成果为导向，持续改进”的一种重要的教育理念［1-3］。以OBE教育理念为引领，引导教育教学改革，有效提升教育教学质量。因此，需要更新教学理念，突出以学生为中心的教学方法，开展课堂教学改革［4-5］。OBE理念强调的是学生的学习成果，以及掌握知识和能力的程度，而不是教师如何教，教什么。教师的角色也需要从传统的灌输式教学方式转变为引导和激发学生自主学习的方式。因此，课堂教学改革应该以学生为中心，关注学生的学习需求和兴趣，激发学生的学习动力和创造力，促进他们在实际实践活动中将所学知识运用到实际中去。

在OBE理念指导下，要求教师更加注重培养学生的实际操作能力和创新能力。传统的教育模式下，学生大多只是被动地接受知识，很少有机会去动手实践和动脑思考。而OBE理念强调的是学习成果和能力的培养，这就要求教师创造更多的机会让学生参与到实际的实践活动中去，让他们在实践中不断探索、实验和总结，从而提高他们的创新能力和实际操作能力。

大型仪器具备精确度和灵敏度高、自动化程度高、简便高效等优点，已成为科学研究领域不可或缺的技术支撑［6］，对于创新人才的培养具有不可替代的积极作用。培养具有创新意识和创新能力的高素质人才是高校教育教学改革的方向标，也是培养创新型人才的基本要求［7］。因此借助先进大型仪器的水平优势，培养、锻炼学生创新精神和自主学习的能力［8］，已成为目前高校培养创新人才的重要途径之一。

现在高效液相实验在教学中通常存在以下几个问题：（1）教学手段单一；（2）学生多仪器少；（3）场地有限、经费投入不足，课时少，操作机时少；（4）实验多以验证性实验为主，学生只需按实验讲义上的步骤进行实验，无须联系理论知识就能得到既定的结果，学生没有独立思考的科研意识和解决问题的能力，更是缺乏创新精神。以上这些都没有从学生培养需求反向设计相关实验［9］。采用结果导向型教育，以学生发展为中心，以“基于高效液相色谱仪的开放性实验项目”为例，探讨大型仪器实验教学模式。从培训、分组、课题选题、课题设计、课题实施和撰写报告等方面介绍了该模式的全过程，鼓励学生积极主动参与到学习过程中，提升学生参与感，提高学生学习兴致和效果。

一、基于OBE模式的教学目标改革

根据学校人才培养方案的要求，从满足国家标准和行业、企业需求角度出发，增设开放性实验设计内容提高学生的科研思维能力，培养具有创新能力的应用型人才。

二、基于OBE模式的考核方式改革

（1）线上：预习、参加培训考试、在线讨论。

（2）线下：查阅文献、设计实验方案、正式实验、数据处理、撰写论文等。

（3）线上考核占总评成绩的30%，线下考核占总评成绩的70%。采用形成性评价成绩，开展线上线下多元化学习评价。

三、基于OBE模式开展大型仪器实验教学改革

大多医学院校的实验教学多以验证性实验为主，学生思维比较固定，没有创新思维，现以成果为导向的教学理念，以高效液相开放实验为例，倡导以学生为主体，可以更有效触动学生的求知内驱力，是实践教育教学改革的重要内容，也是高等教育培养创新人才、实现一流人才培养目标的重要方式之一［10-11］。

在实验教学中，目标明确化至关重要。它能够帮助教师和学生明确实验教学的具体目标，使教学过程更加有针对性和高效。OBE模式主要是以学习结果为导向的教育理念，强调学生的学习成果和应用能力。其核心原则包括选定学习成果、评估学习成果、课程设计和教学改进等。通过OBE模式，教师可以更加清晰地了解学生需要达到的学习成果，从而有针对性地设计实验教学的目标。OBE模式除了帮助教师确定实验教学的目标外，还可以帮助学生理解实验教学的目标。有了具体的学习成果和能力要求，学生对学习目标和方向更明确，从而更加有针对性地进行学习。同时，学生也可以通过评估自己的学习成果，及时调整学习方法，提高学习效果。

（一）安全通识培训、考试

高校实验室安全是学校管理的重要部分，也是高水平大学建设的重要支撑。近年来，我国高校越来越重视信息化系统在实验室安全准入制度中的应用［12］，同时意识到通过网络在线学习、考试等形式进行安全教育培训具有较明显优势。学校建立统一的实验室安全教育平台，不仅包括文字资料和图片介绍，还有视频演示、模拟实验等多种形式，以便更生动直观地向学生传授实验室安全知识，为学生提供线上学习的资源和环境。学生通过平台自主学习安全知识，掌握实验室操作规范、应急处理流程等必要的安全技能。同时注重培养学生的安全意识和自我保护能力，通过各种案例分析、角色扮演等形式引导学生主动思考和解决实验中可能遇到的安全问题。根据实际情况，制定不同级别的安全考核，确保学生对安全知识的掌握程度符合要求。学生进入实验室前必须进行相应的实验室安全教育，通过线上资源自学完成实验前的安全教育考试，考试通过才能进入下一阶段学习。

（二）建立线上资源，引导学生自主学习

充分利用网上课程资源，让学生对HPLC仪器硬件结构的原理、仪器硬件软件的操作流程和仪器的维护技巧等有大致的了解。在网络课程中设置相应的习题点，学生通过学习HPLC仪器视频和模拟演练，避免在正式实验操作时出现原则性问题。

首先，通过网络课程为学生提供HPLC仪器各单元部件的小视频，让学生可以直观地了解HPLC仪器的硬件结构原理。通过视频，学生可以清晰地看到HPLC仪器的各个组成部分，包括进样器、流动相输送系统、柱温箱、检测器等，并了解它们各自的功能和作用。其次，提供HPLC仪器的运行演示视频，让学生可以观看HPLC仪器的实际运行过程。通过演示视频，学生可以学习到HPLC仪器的操作流程，包括开机步骤、系统预准备、样品进样、柱温控制、流速设定、检测器参数设置等内容。学生可以模仿实际操作过程，提前熟悉HPLC仪器的操作流程，为以后的实验操作做好充分的准备。最后，借助模拟操作软件，让学生进行HPLC仪器的模拟操作。通过这种方式，学生可以在模拟的环境中，自己操作HPLC仪器进行样品分析实验，包括参数设置、峰识别、定量分析等内容。通过不断模拟操作，学生可以熟练掌握HPLC仪器的操作技巧，加深对HPLC仪器的理解。

（三）带教培训和考试

经过视频学习后，学生对HPLC有了非常深入、系统的学习，但是印象未必深刻。为确保万无一失，在学生独立操作前，需通过有HPLC带教资质的同学或教师带教培训，至少8次，同时建立QQ实验课群。学生在实际操作中遇到困难可以随时提出疑问，有经验的同学或教师在群里及时解答，帮助学生提高学习效果。学生培训达到一定课时，还需参加实验室组织的考试，通过考试才能申请独立使用仪器。通过考试的同学基本能自主自信地操作高效液相色谱仪，执行分析任务，进行方法的编辑和优化，独立运用HPLC进行科学研究。

（四）HPLC开放性实验训练

（1）改革实验课的考核机制，建立全方位的考核体系。协调实验室的开放时间，鼓励学生积极参与科研训练。增设开放课题，学生自由组合，每组3～4人，自行协商分工，通过查找文献，撰写实验方案，小组开会讨论、完善方案，制作PPT汇报，由相关教师组成专家组进行论证。各实验小组错开时间开始正式实验，处理实验数据，最后撰写论文。该培养模式通过以成果为导向，进行综合性评价，达到培养实用型人才的目的。

（2）HPLC实验训练选题。对于HPLC实验课程教学，选择的测定样品需要满足几个条件［13］：①样品安全无毒无害，不易挥发；②样品前处理过程简单，缩短实验耗时；③样品出峰时间短、峰形好、灵敏度高；④选题与实际生产生活相关性较大，这样更有利于激发学生的兴趣，如槐米中芦丁的含量测定是很典型的案例。

（3）HPLC实验方案可行性评估。学生通过查找相关文献，设计好实验方案，在开展实验前进行PPT汇报本组实验研究背景、目的、内容、研究方法、预期结果等。为充分保障实验项目的顺利开展，带教教师需对学生课题予以论证，并进行点评，提出修改意见或建议，学生根据带教教师提出的意见或建议进行修改，方案通过后才能开展正式实验。

（4）HPLC实验技能和操作方法。在实际操作过程中，各组使用的仪器或色谱柱不完全一致，导致保留时间不同、拖尾、峰形差等问题，需要学生结合前期积累的理论知识，根据实际情况优化色谱条件，再次实验，从而达到理想的检测结果，最后再进行数据处理。

（5）HPLC实验评价体系。带教教师全程观察并做好记录，后续对学生操作进行点评和指导。实验完成后，要求学生撰写论文，规范论文书写格式。通过督促学生对课题深入研究，独立解决和分析问题，培养规范撰写学术论文的素养，能够有效促进学生自学、创新能力发展；同时提高学生动手能力和科研思维能力；另外，这些基础科研训练为学生后期做毕业论文课题实验起到良好的铺垫作用，提高学生毕业论文质量。

四、采用OBE教学模式取得的成效

基于OBE理念高效液相实验教学模式，突出了“以学生为中心”，学生之间的互动与协作也得到了充分的展现。通过小组合作的方式，共同商讨并解决实验中出现的问题，培养了团队协作能力和沟通能力。更为重要的是，该教学模式不仅注重学生对专业知识的理解，更注重学生的应用能力和创新能力。通过自主设计实验方案和解决实际问题，学生们逐渐培养出了解决问题的能力和创新思维能力。在这样的实验教学模式下，学生的素质和能力得到了全面的锻炼和提升，为他们未来的就业和发展打下了坚实的基础。采用线上线下相结合的混合式教学法，提高了实验效率，解决大型仪器设备数量不足和课时不够对实验教学的限制；科研反哺教学，将科研项目引入实验教学中，解决了实验内容单一和设计性不够的问题［14-15］。开放实验设计以新时代一流人才培养为契机，取得了良好的成效。

结语

OBE理念是一种以结果为导向的教学模式，需要从关注教师的输入（教学内容或教学大纲）转向关注学习者的成果。这是一种先进的教育理念，为高等教育教学改革提供了新思路。它强调从“传递”模式转向建构主义、以学习者为中心，是一个积极的学习过程。基于OBE理念，大型仪器高效液相实验课采取了“线上+线下”混合式教学模式的改革实践，坚持以学生为中心的教学理念，摒弃了以前灌输式的教学方法，精练教学内容，优化教学方法，激发学生学习兴趣，充分发挥学生学习的主观能动性，较好地实现了人才培养目标。这也将为其他课程教学改革提供借鉴和参考。

参考文献：

［1］谷龙艳，钞春英，葛素香，等.基于OBE理念的“物理化学实验”课程建设及教学方法设计［J］.广州化工，2020，48（15）：198-200.

［2］刘国清，袁正求，曾令玮，等.基于工程教育认证的精细化工方向课程体系探讨［J］.安徽化工，2022，48（3）：150-157.

［3］徐永霞，赵洪雷，李学鹏，等.基于OBE理念的“食品化学”课程教考分离改革探索［J］.食品工业，2022，43（6）：262-264.

［4］牛余忠，孙昌梅，马松梅，等.工程教育专业认证背景下毕业要求达成情况评价机制的建立与实施［J］.高分子通报，2022（7）：89-96.

［5］夏秋瑜，陈建平，宋文奎，等.工程教育专业认证背景下《食品加工机械设备》教学改革探讨［J］.粮油食品科技，2022，30（4）：218-222.

［6］王晓岗，郝志显，许新华，等.以大型仪器为依托的化学基础实验教学改革与创新［J］.中国大学教学，2016（4）：81-84.

［7］何亚群，刘怀宇，谢卫宁，等.探索大型仪器开放共享对提高理工科大学生创新能力的新途径［J］.实验室研究与探索，2019，38（8）：261-265.

［8］黄海波，李凡.高校大型仪器教学改革的探讨——“扫描电子显微分析”精品课程的建设［J］.实验室研究与探索，2011，30（11）：317-320.

［9］牛佳，张涛，刘江晟，等.“OBE”教学模式在“水处理生物学”实验课教学改革中的应用探讨［J］.教育理论与实践，2020，36（40）：56-58.

［10］许治，张建超.新中国成立以来政府对科技人才注意力研究——基于国务院政府工作报告（1954—2019年）文本分析［J］.科学学与科学技术管理，2020，41（2）：19-32.

［11］薄贵利，程志勇.人才强国战略是实现国家强盛的第一战略［J］.行政管理改革，2017（10）：56-59.

［12］陈志民，许家熙，黄柯伟，等.高校实验室安全与环保知识教育考试系统的开发与应用［J］.教育教学论坛，2018（38）：142-147.

［13］杨腊祥，姚盖雄.大学分析化学中高效液相色谱实验教学改革与探索［J］.山东化工，2020，49（3）：115-116.

［14］张园，梁广，王学宝，等.以就业为导向的大型仪器设备实验教学及培训模式的探索与实践［J］.中国现代教育装备，2018（9）：9-11.

［15］牛燕燕，李小宝，张晓萍，等.仪器分析实验课程教学设计——以高效液相色谱分析为例［J］.化工高等教育，2020，37（4）：125-128.

基金项目：广西中医药大学2023年校级教改重点项目（XGJ23061）——OBE理念下基于中药研发过程的中药学综合实验教学探索与实践

作者简介：吴秀彩（1992—），女，侗族，广西柳州人，医学硕士，实验师，研究方向：高等中医药实验教学与实验室管理。

*通讯作者：潘真真（1991—），女，瑶族，广西荔浦人，医学硕士，实验师，研究方向：实验教学与实验师管理。