摘 ?要：提升高等學校的教學水平和創(chuàng)新能力、發(fā)展新工科建設，是實現(xiàn)建設世界一流大學和一流學科戰(zhàn)略任務的必由之路。作為水利類工科專業(yè)的基礎課，“水分析化學與實驗”需要參考以成果為目標的教育理念（OBE）進行相應的教育改革。文章結(jié)合具體教學經(jīng)驗，深入分析課程的特點及目前教學中存在的問題。從課程定位、內(nèi)容設計、教學方法和評價體系四方面針對OBE教學模式在“水分析化學與實驗”課程教學中的應用進行闡述。

關鍵詞：“水分析化學與實驗”;OBE;教學改革;水利類工科專業(yè)

作者簡介：路瑩，吉林大學新能源與環(huán)境學院講師，博士，研究方向為水環(huán)境化學、污染水文地質(zhì)學。（吉林 長春 130021）

基金項目：本文系吉林大學本科教學改革研究項目“水分析化學與實驗課程教學改革與學生實踐能力培養(yǎng)”（編號：2019XYB415）的研究成果。

中圖分類號：G642 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2019）24-0030-03

成果導向教育（Outcomes-based Education，簡稱OBE）是指基于學習產(chǎn)出的教育模式，最早出現(xiàn)在美國的基礎教育改革。[1]OBE要求學校和教師應該先明確學習成果，配合多元彈性的個性化學習要求，讓學生通過學習過程完成自我實現(xiàn)的挑戰(zhàn)，再將成果反饋來改進原有的課程設計與課程教學。[2]因此，為有效提高學生的學習效果，基于OBE模式對現(xiàn)有課程進行重新設計與改進已勢在必行。

“水分析化學與實驗”課程是吉林大學水利類專業(yè)的基礎課，是該專業(yè)多門課程的先導課程，學生對該課程的掌握情況直接影響到后續(xù)課程的學習效果。傳統(tǒng)的水分析化學教學以講述化學分析方法為主，但隨著人們生活水平的提高，水環(huán)境污染加劇，水環(huán)境樣品中待測成分越來越復雜，僅憑常規(guī)的化學分析法無法得到準確的結(jié)果，必須借助儀器分析的技術和手段才能完成，所以國內(nèi)外高校已紛紛開展了水分析化學課程的教學改革。[3-6]但是，目前大多數(shù)水分析化學課程都是針對排水工程等專業(yè)開設的，針對地下水科學與工程、水文與水資源工程專業(yè)及其應用的領域則有所差異，同時不同專業(yè)間的課程體系也不盡相同。針對這一現(xiàn)狀，筆者結(jié)合多年的“水分析化學與實驗”課程教學實踐經(jīng)驗，通過對吉林大學新能源與環(huán)境學院的自身條件、課程設置與OBE教學理論的分析，開展有針對性的水分析化學教學改革，致力于促進專業(yè)培養(yǎng)過程中先后課程的銜接，減少重復性的教學，提高教學效率，從而讓學生更加明確本課程的教學重點，旨在加強對學生實踐能力的培養(yǎng)。

一、“水分析化學與實驗”課程現(xiàn)狀與存在的問題

1.課程教學內(nèi)容已無法滿足社會要求?！八治龌瘜W與實驗”課程主要以滴定分析為主，滴定分析的教學課時占總學時的68.75%，儀器分析的學時僅占18.75%。而目前高靈敏度、高選擇性、高自動化、數(shù)字化和智能化已成為分析化學的發(fā)展方向。但目前的學時分配無法對先進的儀器分析方法做過多地講授，導致學生對于水質(zhì)分析僅局限于傳統(tǒng)的分析技術，所培養(yǎng)的學生往往無法勝任實際的水質(zhì)測試研究工作。

2.水分析化學課程學時大幅縮減，水分析化學與分析化學內(nèi)容重疊較多。2018年起吉林大學開始施行本科按專業(yè)類招生，隨之本科培養(yǎng)方案進行了相當大的調(diào)整，“水分析化學與實驗”從原來的48學時縮減至32學時，理論學時縮減了50%，同時水利類專業(yè)公共基礎課增設了“分析化學”與“分析化學實驗”，學時數(shù)分別為40和32學時。由于水分析化學是分析化學的一個分支，所以二者研究內(nèi)容不可避免會有交叉，[7-8]若是依然按原教學構架開展教學活動，一方面課時不滿足需求，另一方面重復內(nèi)容的教學不利于學生對知識的系統(tǒng)掌握及橫向思維能力的培養(yǎng)。

3.教學結(jié)果評價指標單一?！八治龌瘜W與實驗”是一門實踐性很強的課程，目前該課程的考核和評價主要采用的是30%平時成績和70%期末考試成績計算的綜合成績作為學生的最后考核成績。盡管平時成績的評定有課堂測驗、作業(yè)和實驗報告等多種評價方式，但對于一門注重學生實踐能力培養(yǎng)的課程而言，筆試考核方式顯然不合理，忽略了實驗操作過程中對實驗手法和操作規(guī)程的嚴格要求，在一定程度上影響學生養(yǎng)成良好的實驗習慣和嚴謹?shù)目蒲芯瘛?/p>

二、OBE模式的實施方案和方法

1.教學目標的定位。在傳統(tǒng)教學中，教學內(nèi)容先于教學目標而存在并占據(jù)核心位置;而在OBE教育模式中，教學目標先于教學內(nèi)容而存在，課程資源開發(fā)、學生管理和輔導等活動都要圍繞預期目標而展開。[9]因此，在OBE教育模式中教學目標的制訂很重要。針對“水分析化學與實驗”課程，結(jié)合本專業(yè)OBE工程教育認證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃培養(yǎng)方案確定以水質(zhì)項目為基礎，運用各種分析方法測定水質(zhì)指標的實踐操作能力、測試結(jié)果的數(shù)據(jù)處理能力以及對測試結(jié)果準確性的分析判斷能力為具體課程目標，突出以水為研究對象的水質(zhì)分析實踐技能的培養(yǎng)。

2.教學內(nèi)容改革。圍繞課程教學目標，基于OBE理念反向設計教學內(nèi)容，明確各知識點對于實現(xiàn)預期教學目標的貢獻及程度。[1]“水分析化學與實驗”是一門以實驗為基礎的學科，教學內(nèi)容應分為理論教學與實驗教學兩部分。

結(jié)合該課程知識體系，理論教學內(nèi)容可分為三大模塊：①知識模塊，介紹常規(guī)水質(zhì)指標的含義，水質(zhì)樣品采集、保存、預處理的基本方法以及水質(zhì)數(shù)據(jù)的分析與處理方法;②化學分析方法應用模塊，由于滴定分析原理在先導課程“分析化學”中已講授，對于“水分析化學與實驗”中此部分的理論教學，應以水質(zhì)指標的應用測試為主，在水質(zhì)代表性指標中選擇表征天然水主要特征的堿度、硬度、氯化物、有機污染綜合指標（高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量）為代表性水質(zhì)指標，分別介紹四大滴定分析方法在這些指標測試中的實際應用;③儀器分析方法應用模塊，主要是對酸度計、分光光度計、原子吸收分光光度計、原子熒光光譜儀、離子色譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀的基本原理、儀器結(jié)構進行講解，并介紹各儀器分析方法的基本流程。

實驗教學內(nèi)容應配合理論教學內(nèi)容設置不同的實驗項目，根據(jù)上述理論教學內(nèi)容，本課程擬設計9個實驗項目：①水中pH與堿度的測定;②水中硬度的測定;③水中氯化物含量的測定;④水中高錳酸鹽指數(shù)的測定;⑤鄰二氮菲分光光度法測定水中的鐵;⑥水中鈉、鉀含量的測定（原子吸收光譜法）;⑦水中氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽含量的測定（離子色譜法）;⑧水中砷含量的測定（原子熒光光譜法）;⑨水中有機物含量的測定（氣相色譜法或液相色譜法）。從實驗內(nèi)容可以看出，雖然部分水質(zhì)指標的測定有重復，但不同實驗項目中所用的方法不同，所以設置相同的測試指標，學生還可對比不同分析方法得到結(jié)果之間的差異，從而加深對不同方法的理解。此外，在各實驗項目開展前應設置“實驗指導課”，對實驗操作的規(guī)范性以及可能出現(xiàn)的問題進行講解。為提高學生的學習效果，在所有實驗項目結(jié)束后還應設置“實驗匯報課”，該課以學生為主體，根據(jù)實驗所得結(jié)果匯報水質(zhì)測試結(jié)果，并對結(jié)果的準確性進行分析討論。教師需在學生進行實驗的過程中觀察學生出現(xiàn)的問題，在最終的匯報課上對出現(xiàn)的問題進行總結(jié)。

3.教學方法改革。在傳統(tǒng)的教學過程中，教師往往通過一些例題、習題進行知識模塊的訓練和教學。這種方式往往只注重知識點的講授，缺乏確定的使用環(huán)境，依然無法脫離“理論灌輸”的教學模式。因此，在進行理論教學內(nèi)容拆分的過程中，在現(xiàn)有多媒體教學手段的基礎上，引入實驗教學視頻以及虛擬實驗平臺，講解相應知識模塊的體系。能夠避免理論灌輸，同時，讓學生學以致用。另外，本門課程中還涉及很多計算的內(nèi)容，而OBE教學理念是應突出“學生的主體作用和教師的主導作用”，[10]所以教學方法的改革要突破傳統(tǒng)的“灌輸式”教學模式，在基于實驗原理的基礎上，調(diào)動學生的思考，引導學生開展課堂討論，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)學生的思考習慣，使學生的學習狀態(tài)由“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”。[11]

在實驗教學中要加強師生互動，可嘗試將演示實驗由教師演示改為由學生演示、同學評議、教師總結(jié)的形式，從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。為使學生在開展實驗前充分了解實驗內(nèi)容，實驗前學生需完成實驗報告中實驗目的、實驗試劑、儀器、用品和實驗步驟等部分內(nèi)容的撰寫。

實驗時，應采用“一人一組”的形式，保證每人均能獨立自主完成實驗，如果部分儀器分析實驗受儀器數(shù)量的限制需采用多人一組，每人都需有明確的分工。而且由于學生數(shù)量較多，每次實驗應平行開設多個實驗項目，學生輪流操作，最大限度地提高教學效率，但由于實驗中涉及多臺儀器的教學，這種教學方式務必要保證每類實驗儀器有專業(yè)人員從旁協(xié)助。為防個別學生捏造數(shù)據(jù)，每個學生得出的實驗數(shù)據(jù)需經(jīng)指導教師簽字后方為有效，最后寫出實驗報告，在實驗報告中還應強調(diào)對實驗成功與失敗經(jīng)驗的總結(jié)與討論。

4.教學結(jié)果評價方式的改革。評估學習產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)，合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續(xù)改進有非常重要的作用。[12]結(jié)合本門課程的畢業(yè)要求，其評價體系應著重強調(diào)水質(zhì)分析相關實踐操作、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)果檢驗三方面內(nèi)容的考核。首先，實踐操作的考核應采用面試的形式，一人一題，題目從多個實驗中抽簽產(chǎn)生，主要包括考核取樣、溶液配制、濃度標定和測定水中某項指標等內(nèi)容;數(shù)據(jù)處理能力的考核比較適合沿用試卷考試的形式;對水質(zhì)分析結(jié)果準確性的檢驗，結(jié)合實驗測試結(jié)果，通過撰寫水質(zhì)分析報告及答辯的形式，在實驗項目結(jié)束后的實驗總結(jié)課上，學生將各自的實驗結(jié)果以水質(zhì)分析報告的形式呈現(xiàn)，同學之間互相對比，展開對結(jié)果差異與準確性的討論。通過這種形式，有利于活躍學生的思維，發(fā)揮學生的主動性，使學生在學習過程中保持較高的學習興趣和飽滿的狀態(tài)，積極主動地完成相關學習思考。

三、結(jié)語

OBE模式應用于“水分析化學與實驗”課程教學中，雖然對教師、學生提出了更高的要求，但其教學效果是顯著的。首先，在課程定位上更加明確清晰，結(jié)合具體專業(yè)要求設置教學內(nèi)容;其次，在教學過程的實施上更加切合學生學情，改變單一全程灌輸?shù)姆椒ǎ\用多種教學法，最大限度地調(diào)動學生學習的積極性和主動性;最后，在課程評價標準和方式上更加靈活化和多樣化，考核的力度更大、覆蓋面更廣。

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責任編輯 ?陳 ?佩