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摘要：针对既有《仪器分析》课程教学体系中存在的问题，本研究基于成果导向教学（OBTL）模式，以浙江工业大学环境工程专业本科生的《仪器分析》教学班为试点进行了教学改革探索。通过明确细化课程目标、优化教学内容、引入多元化教学方法和考核方式等以提高学生学习的积极性和课程的教学成效。教学改革实施后，《仪器分析》课程目标的达成度具有显著提高，表明基于OBTL模式的教学改革取得了一定成效。
关键词：成果导向教学模式；仪器分析课程；教学改革
本文引用格式：周庆华,等.基于成果导向教学模式的《仪器分析》课程教学改革探索[J].教育现代化,2020,7(51):61-64.
Teaching Reform of Instrumental Analysis Based on Outcomes-based Teaching and Learning Mode
ZHOU Qing-hua,CHEN Jin-yuan
(College of Environment of Zhejiang University of Technology,Hangzhou Zhejiang)
Abstract:In view of the issues in the teaching system of“Instrumental Analysis”course,this study was carried out to perform the teaching reform based on the outcomes-based teaching and learning(OBTL)mode,with the teaching class“Instrumental Analysis”of environmental engineering undergraduates of Zhejiang University of Technology as the pilot.The avenues,including the clear definition of course objectives,optimization of teaching contents,introduction of diversified teaching and assessment methods,were employed to improve the learning activity of students and the teaching effectiveness.After the implementation of teaching reform,the achievement of objectives of“Instrumental Analysis”course has been significantly improved,indicating that the proposed teaching reform based on the OBTL mode has made some effective results.
Key words:Outcomes-based teaching and learning(OBTL)mode;Course of instrumental analysis;Teaching reform
一引言
《仪器分析》是我校环境类专业开设的大类基础课程之一，涉及物理、化学等多门学科，是学生学完并掌握本专业的基础课程，如无机化学、有机化学及分析化学等，并具备了基本的实验操作技能之后所开设的一门基础课程，具有较强的理论性和工程实践性。它要求学生掌握常见分析仪器的基本原理、方法、特点和应用范围，具备使用现代分析仪器对环境污染进行分析测试的能力。然而，在实际教学过程中，教师讲授型的传统教学方式仍占主导地位，在很大程度上影响了学生学习的积极性，无法达到培养学生综合素质能力的目的。我校环境工程专业在工程教育专业认证过程中提出了“以学生为中心”的基本教育理念，强调学生在课堂教学中的主体地位，教师应由课堂的主导者转变为指导者，充分发挥学生学习的主动性。因此，对我校环境类专业的《仪器分析》课程进行教学改革具有重要的意义。
基于成果导向的教学模式（Outcomes-based teaching and learning,OBTL）源自于20世纪80年代的成果导向教育理念（Outcome based education）[1]，是一种以学生学习成果为导向的教学模式。自创立以来，OBTL模式备受世界教育系统的青睐，在美国、英国、澳大利亚、南非等国家得到了广泛的应用[2]。近些年，OBTL模式经台湾和香港学者引入中国，在大陆学者继承和创新的过程中逐渐地应用于高等教育课程的教学改革[3]。如李玲纯等人[1]和董绍增等人[4]将OBTL模式分别应用于《自动控制原理》和《企业管理》的课程改革中，均取得了一定的成绩。因此，笔者在《仪器分析》课程的教学改革中尝试引入OBTL理念，旨在打破“以教师为中心”的传统教学模式，建立“以学生为中心”的教学新模式，充分发挥学生学习的主动性；在课堂教学中实现从“知识传授型”到“能力培养型”的转变，从“书本知识导向型”到“理论实践导向型”的转变。
二《仪器分析》既有课程体系的评估
课堂教学：根据我校环境类专业培养方案的要求，《仪器分析》课程开设于大三上学期，课时为32学时。由于教学内容多、学时短等限制，任课教师多采用讲授型的传统教学方式，与学生互动较少。因此，学生只能从课本上的内容结合老师的讲解自我体会，学习过程中没有明确目标。此外，《仪器分析》课程既有的课堂教学完全独立于实验教学，学生所学的知识基本停留在抽象和模糊的概念，无法做到与实际应用相同步，也无法达培养学生掌握现代化仪器分析手段和方法的目，严重地抑制了学生习的主动性。
成绩评定：对于学生成绩的评价，大多通过课后作业完成情况、每个章节集中练习和期末考试等笔试形式实现。无法精准考查学生独立完成作业的能力和对知识掌握的程度。期末考试的内容则多为基本概念、理论和计算，对灵活运用及实际问题解决的考核得分率很低。
为了了解我校《仪器分析》既有课程的教学效果，本研究采用问卷调查的方式，以2014级环境工程本科生为调查对象，对我校环境类专业的《仪器分析》课程进行了一次系统的教学效果评估，包括学生学习的主动性、学生对教学内容的理解掌握情况、学生心中期望的教学模式和教学内容，具体结果如图1所示。从图1（A）中可以看出，仅有17.9%的学生会进行课前预习和课后复习，表明学生学习的主动性较差。从图1（B）中可以看出，对课堂教学内容完全理解、掌握的学生数仅占7.7%，大部分教学内容不能理解或勉强理解的学生数则占有43.6%，表明既有的教学效果并不理想，这与学生学习主动性差、既有教学模式单一等因素密切相关。从图1（C）中可以看出，“学生自主学习”的翻转课堂和传统教学相结合的混合式教学更受学生的青睐，这是由于《仪器分析》课程具有较强的理论性，“教师讲解”在理论学习中的引导作用是举足轻重的。从图1（D）中可以看出，相比于传统教学中以讲授理论知识为主，学生更期望的教学内容是理论知识和实践科研问题相结合、并重。
三 基于OBTL的《仪器分析》课程设计优化
OBTL模式对学生和老师具有双向引导作用，这种目标性的计划能够显著提高教师“教”和学生“学”的针对性和效率，不仅有助于学生主动发现自身的学习特点，寻找适合自己的学习方法，而且有助于推动学生根据既定的学习目标进行自我监控、自我评估，及时发现和纠正学习过程中存在的不足和偏差。鉴于我校环境类专业《仪器分析》既有课程的局限性，笔者在其教学改革中引入OBTL模式，明确《仪器分析》课程中各章节的学习目标，并于课程开始前告知学生在课程结束后应该掌握的知识和技能；有针对性地制订授课计划，明确达成目标的方法与途径；细化考核标准量化指标，用以衡量学生是否达到学习目标。此次教学改革立足于提高学生学习的主动性和主体性，培养学生分析和解决实际问题的能力，推动专业基础教学更好地服务于解决复杂的环境科学和工程问题，从教学内容、教学方法和考核方式三方面展开。
（一）教学内容的改革
教学内容不再拘泥于教材，而是以教材为基础，以教学大纲为主线，从网络和实际工程中寻找素材、案例。此外，基于“科研反哺教学”的教学理念[5]，课堂教学紧密结合当前的科研热门，及时更新教学内容，将最前言的科研动态带进课堂；任课教师在课堂上向学生介绍自己的科研历程，向学生示范自己是如何解决科研中遇见的问题，向他们分享自己的经验和教训。
（二）教学方法的改革
采用多元化的教学方法，包括教师讲授、案例讨论、学生作业展示等，构建“以问题为导向、从参与中学习”的整体授课与分组研讨的混合式教学模式。例如，结合相关的热点事件，组织学生进行分组讨论，引导学生进行网络资料检索和学习，让学生明确学习本章知识内容能够解决什么样的科研和工程问题，提升学生思考与解决实际问题的能力。同时，课堂教学和课余学习相结合，引导学生自主学习，让学生在业余时间多利用诸如MOOC等[6]教学平台加深学习。
此外，课堂教学与实验相结合。在进行仪器原理和结构的课堂教学中，教学地点由传统的理论教学教室转变为实验室，教学方法由传统的“PPT课件讲解式”转变为“仪器辅助演示式”，以便学生更为直观地理解和掌握教学内容。
（三）考核方式的改革
既有课程的成绩由平时成绩和考试成绩组成，平时成绩主要依赖于课后习题的完成情况，其弊端是课后习题的知识相对滞后，且学生做习题的过程难于监控，存在抄袭现象，期末考试只涉及到部分知识点，对学生学习能力的提升很难评估。实施教学改革后，学生的成绩由以下三部分组成：①案例研讨时，观点的鲜明度（总体考查知识点的灵活运用能力），②学生作业展示时，资料收集、课件制作和知识的应用能力，③期末考试成绩。[7]
四基于OBTL的《仪器分析》课程实施和评价
基于OBTL模式的《仪器分析》课程教学改革实施方案如图2所示。
1.在课程教学开始前，明确课程的整体目标：①掌握常见分析仪器的基本原理、特点和应用范围，并能将所学知识用于解决复杂环境工程问题；②能够基于科学原理并采用科学方法分析与解释实验数据。此外，细化各个章节的学习目标，告知学生在课程结束后应掌握的知识和技能。
2.由于学时的限制，对教学内容和安排进行了优化，在课时分配中加大色谱及光谱分析的比例，特别是对于一些常用的分析方法，如气相色谱法、液相色谱法、紫外吸收光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法和原子发射光谱法等进行重点介绍。根据既定的课程目标，从教材、网络、科研文献等媒介上收集、选择、组织教学素材和案例，以便学生更好地理解和掌握相关教学内容。[8]
3.根据课程目标和教学内容，制定针对性的教学方法。例如，基本概念和理论采用传统的教师讲授式方法，仪器原理和结构采用教师讲授和实验相结合的方法，仪器应用则采用案例分组讨论或学生大作业展示的方法。
4.基于既定的课程目标、教学内容和方法，展开《仪器分析》的课程教学。在实际教学过程中，进行实时的教学总结和意见反馈，便于教学内容和方法的逐步优化。[9]
5.在课程教学结束后，按以下比例评定学生成绩：
①案例研讨时，观点的鲜明度占20%，②学生作业展示时，资料收集、课件制作和知识的应用能力占30%，③期末考试成绩占50%。研讨时的成绩由任课教师和学生以6:4的比例共同给出，期末考试采用半开卷式。基于学生的成绩明细，对课程目标的达成度进行评价。如表1所示，相比于2014级（教学改革前），2015级（教学改革后）环境工程专业《仪器分析》课程目标的达成度具有显著提高，表明基于OBTL模式的《仪器分析》课程教学改革取得了一定成效。在整个教学环节结束后，对整个教学环节进行全面回顾、梳理分析，总结教学改革中的成功与不足，为进一步的教学改革提出意见与建议。[10]
五结语
本文基于OBTL模式对《仪器分析》课程进行了教学改革[11]，通过对教学目标、教学内容、教学方法和考核方式的改革与优化，旨在提高课堂教学中学生的主体性和学习成效。通过教学实践证明，该课程教学改革在一定程度上提高了学生学习的积极性和学习成效。
参考文献
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[10]王秀林,汪葵.基于创新能力培养的《仪器分析》课程教学模式的探索与实践[J].科技创新导报,2018,15(15):201-202.
[11]吴秀红.面向应用型人才培养的《仪器分析》课程教学改革探索与实践[J].创新创业理论研究与实践,2019,2(11):47-48.
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