SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：以OBE理念为指导，轻化工程专业“现代有机分析实验”教学从专业培养目标出发，对课程的教学目的、方法、模式和考核方式改革进行了研究。通过实验项目设计将有机分析相关的理论与实践课程关联起来，培养学生综合应用所学基本知识和分析方法进行分析研究的能力，切实提高学生创新能力、增强学生社会适应性，结合产业需求，探索建立有轻化工程专业特色的“现代有机分析实验”教学模式。
关键词：OBE；实验；教学改革
本文引用格式：蔡英，等.OBE理念下“现代有机分析实验”课程教学改革研究——以浙江理工大学轻化工程专业为例[J].教育现代化,2020,7(41):85-87,117.
一 引言
浙江省是国内染整大省，行业区域集群特征十分明显，浙江理工大学是省内具有实力的以纺织为传统优势学科的综合性大学。为保证教育部有关“实践育人”文件要求全面贯彻落实，浙江理工大学轻化工程专业坚持“教学与科研相结合，教学与产业相结合”的特色[1]，确立学生培养目标。为实现这一目标，需要把专业培养目标分解到具体的课程中。轻化工程“现代有机分析实验”课程以大型仪器分析实验为主，是轻化工程独立设课的专业实践课程。随着纺织产业对科技创新型人才要求提高[2]，轻化工程专业人才培养中提高学生大型仪器分析测试能力也成为趋势。传统轻化工程专业人才培养由于硬件条件限制等原因，没有专门针对轻化专业学生开设的有机分析实验课程，针对性不强。传统有机分析实验多为课内实验，效果不佳；而且大多以验证性实验为主，学习内容局限于实验讲义和课本，学生缺乏思考空间；而有些自主实验，给定范围太开放与轻化专业关联度不高，也不利达到教学目的[3]。以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的OBE教育理念，教学活动围绕预期学习产出（Intended Learning Outcomes,ILOs）展开[4]，能够很好地弥补上述不足。
轻化工程专业人才培养应与产业需求、社会需求紧密相连，“学生中心，产业导向”，是有效解决市场需求与人才培养割裂的手段之一[5,6]，而基于“学习产出”(Outcome-Based Education,OBE）教育理念的核心精神就是实现教育活动由“教师中心”向“学生中心”的转移[4]，培养学生能力。因此将适用于工程教育的OBE理念应用于指导轻化工程“现代有机分析实验”教学，是非常适合且需要研究探索与融合创新的。课程可以结合目前染整行业急需解决的实际问题提出，这个学习过程需要学生具备敏锐的社会洞察能力，在解决一个个工程实践问题的过程中，学生必须主动应用所学专业知识，主动应用探究式学习方法，避免学生照着教科书做实验，缺乏思考、探究。
二OBE理念指导下轻化工程专业“现代有机分析实验”教学改革实例
浙江理工大学轻化工程专业“现代有机分析实验”以OBE理念为指导的教学改革经过两个学期的试运行，期间的一些过程与大家共同分享。
（一）OBE理念中的“定义预期学习产出”
一是根据专业培养目标确定课程预期的“学习产出”，社会需求、学校定位、专业特色均包含其中。OBE理念主要表现在“反向设计”课程计划，即在课程计划中有机地导入规定的毕业生能力，明确各节课对实现ILOs的贡献[4]。本课程的“预期学习产出”是：通过“现代有机分析实验”课程的学习结合已上课程“有机分析”，学生应了解分析未知化合物现代研究方法的基本原理，掌握有机化合物的基本表征方法及相应的制样技术，能够探讨结构与性能的关系。针对不同未知有机化合物，学生能够综合所学的分析测试手段，合理设计实验方案，并进行分析、表征和论证。
课程培养目标以及实施目标学生所需的知识、素养和能力设为教学的最低标准，学生有更高层次发展需求，也会提供相应的学习条件。
（二）OBE理念中的“实现预期学习产出”
二是根据“学习产出”类型，采取合适的教学策略。为达到该课程的OBE理念下相应的大纲要求及教学目标，在具体教学实施过程中可以划分为以下3个阶段[7]。
第一阶段，以验证性实验为主，通过预习视频和课内学习，了解科学研究特别是仪器分析实验过程的一般性思维与方法。预习视频的时间是弹性的，视频可以反复观看，要求学生了解和掌握实验基本知识，包括一些常用基础大型分析仪器原理的理解、仪器操作、测试范围、样品制备、数据分析等等。
验证性实验阶段，采用自学与讲授、演示实验与上机实验相结合的教学方式，完成指定实验，如未达到预期实验结果可反复实验，找到实验制样、实验操作、实验条件设置对实验结果的影响，达到知识巩固、经验积累和熟练掌握实验技能的学习目的。“现代有机分析实验”课程一般安排在大二下学期，是学生完成包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“高分子物理及化学”、“有机分析”等相关理论课以及“基础化学实验”、“合成化学”等相关实验课程的学习后，开设的独立设课实践课。此时，学生对有机分析原理有较深入了解，具备一定基础化学实验技能。“现代有机分析实验”课程安排主要涉及包括光谱类（uV、IR）、色谱类（gC、HPLC、gPC、gC-MS）、有机元素分析仪等与专业相关使用频率较高的大型仪器分析。课程开始前建立QQ群，群里发布与有机分析实验课程相关的视频资源、课程要求、自主实验项目等。为保护学生的学习兴趣，教师准备的原理介绍动画，简短、生动、有趣，培训视频是自制的仪器操作视频。
第二阶段，以自主实验为主，结合目前染整行业中需要解决的问题，学生通过市场调研，拟定出项目设计方案。培养学生综合应用所学基本知识和分析方法进行分析研究的能力，切实提高学生创新能力、增强学生社会适应性。
学生分为三批次，3-4人为一个小组，经过检测需求可行性分析，拟定出检测方案。小组成员根据自身情况和实验室开放时间安排，在保证安全的前提下，实施方案。这些方案既可以是对单种检测手段测得数据的反复检测、验证或完善，也可以在已有检测结果的基础上分析利用多种检测手段相互验证，还可以结合社会关注热点或检测需求、仪器、化学药品选用等诸多因素拟定自主设计，建立成体系相互验证的检测方案。例如，有些小组针对纺织品涂层整理所用涂料进行有机化合物（VOC）含量检测。通过参考国标（gB/T 20623-2006）挥发性有机化合物的含量的测试方法，制定了相应的检测方案。然而，大多数小组的检测方案出自其成长导师课题组的研究课题。比如：未知成分表面活性剂结构的测定、印花墨水组分分析、通过uV测定微胶囊乙醇萃取液的浓度并计算出其包覆率等，但由于未知化合物成分过于复杂，干扰因素太多，往往得不到理想的测试结果，影响到教学效果。后期考虑优选从成长导师课题组收集的检测样品，并与课题组主要研究方向相关的经典分析方法相结合,例如：HPLC法研究活性染料水解动力学等，加强检测方案的可行性讨论，以期提高实践教学效果。
第三阶段，学生完成总结汇报，重点突出如何建立“分析方法”。每组团队完成了符合要求的项目之后，需要撰写课程总结报告，包括在协作中进行自主实践和探究式学习的过程中所遇到的困难和问题，涵盖设计、构想、实施、展示和改进的全过程，还有总结的经验、解决方案、实验体会、改进意见和存在的不足等项内容，重点突出通过实验如何得出未知化合物的“分析方法”。最后，团队成员以实验汇报方式介绍给其他小组的同学们。详见图1。
如图1所示，该课程原来的验证性实验经过上述3个阶段OBE理念指导下的实践手段和教学内容改革后，拓展成了包含复杂任务OBE全过程的学习任务，复杂性任务能促使学生团队精神的发挥。
学生可自主调研社会上的热点社会问题，提出检测方案，使学生置身于染整行业大系统中，自主学习的积极性提高。学生在学习实践中得到综合锻炼，包括灵活运用知识的能力、表达能力、动手能力和文档写作能力，综合能力得到提升。学生能够体会探索与发现的乐趣，找到运用大型精密仪器进行“有机化学分析测试”的感觉，学习热情被激发。
（三）OBE理念中的“评估学习产出”
三是采用预习报告、课堂表现、项目合作、课程总结等多样化评价方法，对学生实际“学习产出”进行总结性与形成性评估，自编包括《课程总结评价表》、《课堂表现评价表》、《学生小组项目合作学习评价表》等，详见表1。为了解学生是否达到预设目标，多角度、多侧面考察学生，根据学生反馈，持续改进。学生参照《课堂表现评价》、《学生小组项目合作学习评价表》等过程评价，自觉规范自己的实验行为、培养良好实验素养[8]。
课程经过OBE理念指导下的教学改革后，经过两个学期试行，第一学期运行中的许多问题通过学生反馈在第二学期运行中得到很好的解决，后期运行还将持续改进。如第一次试行时学生成绩与最后评价体系尚未一一对应，没有学生主动参与，第一学期试行效果不明显；第二学期运行时学生成绩与最后评价一一对应，每位同学都组队参与，并主动联系成长导师、查阅文献、确定合适的检测方案，试行效果明显改善。第二学期试运行时，学生项目选题范围较狭隘，多为成长导师正在进行的课题，后期考虑提炼经典分析方法。发现问题通过学生反馈持续改进，基本符合CDIO运作模式[9]，也完成了课程的“学习产出”从“定义预期”—“实现预期”—“评估”—“定义预期”—“实现预期”—“评估”……实现螺旋式上升的周期运行。
学生积极性得到明显提升，课后基本都会留堂实验，主动找任课老师解答问题，主动查阅资料，甚至自己发现实验中出现的问题并解决问题，实行效果良好。团队各成员也能很好地分工协作，有的负责查阅资料、有的负责文案，有的负责实验，相互协作完成实验的，试运行效果良好。继续完善评价体系，鼓励学生积极思考、发现问题、解决问题，提升学习兴趣。在实验过程中对照行为评分规范，学生基本能自觉规范实验行为，养成良好实验素养。
节选学生课程总结：“我们通过本课程的学习，可以深入地了解同一物质的化学组成研究可以有各种不同的分析方法，同一分析方法可以研究不同物质中的同一成分，而相同的分析方法其条件不同时可以得到不同的现象和结果。激发我们进行创造性的思维，努力通过实践去认识事物的客观规律，从而培养我们的创新精神，提高我们的实践能力，为将来从事科学研究打下良好的基础。”“经过这次合作实验，我们有不少收获，一方面加深了我们对课本理论知识的认识，另一方面也加强我们的实验操作能力。同时，在实验过程中培养了我们在实践中研究问题、分析问题和解决问题的能力，并提升了我们的团队精神、交流能力、独立思考的能力。”“′现代有机分析实验′除了教我们理论知识，带我们了解并学会使用各种不同的化学分析仪器，培养了我们的动手能力。同时，在小组合作中，还锻炼了我们的团结互助和沟通的能力。在学习知识，锻炼自己能力的同时，我认为在科研实验过程中保持一颗永远好奇和不满的心更为重要，因为只有好奇才会对实验中出现的问题刨根问底，只有不满才能对实验操作精益求精。也许我们的第一次自主实验并不尽人意，但是这是我们尝试的第一步。功夫不负有心人，我们相信在未来我们现在打下的基础，收获的感悟，总会长成参天大树。”
三结语
浙江理工大学轻化工程“现代有机分析实验”经过OBE理念指导下的教学改革后，融合原有的轻化教学特色，通过实验项目设计将有机分析相关的理论与实践课程体系联系起来，完成了学生为中心的“预期学习产出”从“定义预期学习产出”—“实现预期学习产出”—“评估学习产出”，实现螺旋式上升的周期运行，以学生创新、思维能力培养为核心，学生学习方式由被动的接受型转变为主动学习型，探索建立符合学校实际的、行之有效和有特色的轻化专业特色的专业实验课教学模式，以期为正在进行OBE实验教学改革的同类课程提供思路。
参考文献
[1]胡毅,吴明华,余志成，等.优化卓越工程师培养模式，造就“面向产出”型染整工程技术人才[J].教育现代化，2019,6(46):9.
[2]孙妍妍,毕松梅,袁惠芬，等.新工科背景下基于OBE教育理念的纺织工程专业工程教育模式构建--以针织方向为例[J].纺织教育,2018(3):50.
[3]王岩,耿金灵,徐烜峰,等.基础分析化学实验课程中开展自主实验的探究[J].大学化学,2019,34(05):9-14.
[4]顾佩华,胡文龙,林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014(01):35,29.
[5]赵军,申怡,夏建国.产教合作命运共同体导向的地方高校新工科建设研究[J].中国高教研究,2018,7:76.
[6]安俊健,张光彦,王鹏.“新工科”理念下轻化工程专业人才培养探索[J].教学研究.2019,42(5):74-81.
[7]刘京锐,吴敏华,李志平.CDIO理念在计算机硬件实践课程教学改革中的应用[J].实验技术与管理,2011,28(07):154-156.
[8]蔡英,吴明华.TnPM应用于高校科研实验室仪器设备管理探索[J].浙江理工大学学报(社会科学版)，2014,32(3):256.
[9]梁玲琳,杨放勋,赵蕙，等.工业设计卓越工程师培养的“X+CDIO”实践教学模式研究[J].浙江理工大学学报(社会科学版),2019,42(2):208-215.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/30989.html
