蔡盼圓 干雨 劉開永 許媛媛

摘?要：通過對儀器分析實驗教學的探索與實踐，提出OBE教育理念指導下的“線上+線下”與虛擬仿真實驗相結合的混合實驗教學模式?；贠BE教育理念，結合預防醫(yī)學學科專業(yè)特點，采用“線上+線下”與虛擬仿真相結合的混合式教學模式，注重學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，由傳統(tǒng)的單一的實驗教學模式轉變?yōu)橐詫W生為主導的教學模式改革；多元考核評價體系的構建有利于客觀、精準地對學生的實驗成績進行評估。

關鍵詞：OBE理念；混合教學模式；儀器分析；實驗教學

中圖分類號：G4??文獻標識碼：B

Exploration?and? Practice?of?Mixed?Teaching?Mode

in?Instrumental?Analysis?Laboratory?Teaching?Based?on?OBE?Concept

Cai?Panyuan?Gan?Yu?Liu?Kaiyong?Xu?Yuanyuan*

Anhui?Medical?University?AnhuiHefei?230032

Abstract：Based?on?the?exploration?and?practice?of?instrumental?analysis?laboratory?teaching，the?mixed?laboratory?teaching?mode?of?"online+offline"?combined?with?virtual?simulation?experiment?under?the?guidance?of?OBE?education?concept?is?proposed.Based?on?the?concept?of?OBE?education，combined?with?the?specialty?characteristics?of?preventive?medicine，the?mixed?teaching?model?of?"online+offline"?and?virtual?simulation?is?adopted?to?pay?attention?to?the?cultivation?of?students'?innovative?consciousness?and?innovative?ability.From?the?traditional?single?experimental?teaching?mode?to?the?studentled?teaching?mode?reform?to?improve?the?traditional?instrumental?analysis?laboratory?teaching?problems.The?construction?of?multiple?assessment?and?evaluation?system?is?conducive?to?objectively?and?accurately?evaluating?students'?experimental?results.

Keywords：OBE?concept；Mixed?teaching?mode；Instrumental?analysis；Laboratory?teaching

“儀器分析”課程是預防醫(yī)學專業(yè)本科生的基礎課程，對預防醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)具有重要意義，科技的進步和發(fā)展使得大型儀器已經廣泛應用于醫(yī)學檢測分析領域，與傳統(tǒng)的化學分析方法相比，大型儀器的特點是靈敏度高、檢出限低和快速智能?！皟x器分析”課程由理論教學和實驗教學兩部分組成，理論知識指導學生選擇合適的檢測儀器和分析方法，系統(tǒng)、規(guī)范的實驗操作可以加深學生對儀器原理、儀器構造和儀器分析方法等理論知識的理解。儀器分析實驗主要內容為各類大型儀器的操作使用和維護，學生通過理論知識、實驗操作步驟和記錄、處理實驗數(shù)據的訓練和學習，鞏固“儀器分析”課程相關理論知識，為學生畢業(yè)論文設計、科研實驗的開展或畢業(yè)后工作提供實踐指導［1］。大型儀器基本實驗操作技能的掌握有利于培養(yǎng)學生的科研意識、科研素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力，以適應當前社會發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的新要求［23］。

OBE（OutcomeBased?Education）是一種以學生學習結果為導向的教育理念，強調教育教學必須以實現(xiàn)預期的學習成果為重點，在整個OBE教學理念中，學生的高度參與始終是教育的中心，所有教學環(huán)節(jié)必須圍繞著學生展開［45］。OBE教育理念指導下的教育教學改革，對解決當前學生畢業(yè)后個人能力與社會需求不匹配的問題具有重要指導意義。醫(yī)學類人才在社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，對保障人類健康和人民生活質量具有重要作用［6］。本文以預防醫(yī)學專業(yè)“儀器分析”課程教學存在的問題為出發(fā)點，提出OBE教育理念下的混合教學模式在儀器分析實驗教學改革中的初步探討，探索融入虛擬仿真技術的“線上+線下”的混合教學模式改革，以期充分調動學生學習的主觀能動性，提高學生實驗課堂參與度和積極性，使實驗課堂更高效培養(yǎng)學生的實踐操作能力，提高學生實驗教學過程的學習積極性和參與度；通過構建多元評價考核體系，完善儀器分析實驗教學考核模式，提高儀器分析實驗課程教學質量，培養(yǎng)專業(yè)知識、能力和綜合素養(yǎng)全面發(fā)展的預防醫(yī)學專業(yè)人才，探索符合當今社會發(fā)展需求的人才培養(yǎng)方案，為復合型預防醫(yī)學人才的教育和輸出提供更加科學的培養(yǎng)模式。

1?現(xiàn)行實驗教學模式與人才培養(yǎng)需求有失匹配

扎實的專業(yè)知識和過硬的實驗操作技能是當前預防醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)的重要內容，現(xiàn)行傳統(tǒng)的實驗教學模式還無法完全達到當前人才培養(yǎng)需求，加強預防醫(yī)學專業(yè)學生實驗操作能力的培養(yǎng)是當前儀器分析實驗教學面臨的難題。讓每個學生都實際參與到實驗操作中，培養(yǎng)學生協(xié)調合作、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和獨立解決問題的能力，為復合型預防醫(yī)學人才的培養(yǎng)提供保障，探索預防醫(yī)學專業(yè)儀器分析實驗課程教學改革。

1.1?教學模式單一

傳統(tǒng)的實驗教學模式是教師課堂講授實驗原理、操作步驟和注意事項，學生按照講義進行機械的實驗操作、獲得實驗結果和提交實驗報告的過程，涉及的實驗也多為驗證性實驗［7］。學生在實驗課前雖然已經學習了儀器分析相關理論知識，但對實驗操作過程、儀器操作程序和實驗方法選擇等實驗內容的預習環(huán)節(jié)所占比重較少，對整個實驗課程的學習缺乏自身的思考。學生進入實驗室后，教師講授實驗原理、實驗步驟和儀器操作步驟，并進行實驗操作演示，學生根據講義按部就班地完成試劑配制、儀器操作和數(shù)據記錄，機械的實驗操作貫穿于整個實驗過程。學生雖然了解基本實驗操作步驟，但對實驗實操過程中的考核知識點和規(guī)范的實驗操作技能還無法完全掌握，對實驗中產生的誤差缺乏思考，學生以照著實驗課本抄寫實驗目的、實驗原理、實驗步驟和注意事項的形式撰寫實驗報告，沒有學生個人思考和創(chuàng)新點的融入，因此學生提交的實驗報告千篇一律。這種被動式教學方式不利于學生自主思考和創(chuàng)新合作能力的培養(yǎng)。

1.2?實驗教學資源有限

儀器分析實驗教學需要各類大型儀器設備和理化分析實驗室，實驗儀器價格昂貴，使用和維護成本高，并且需要專業(yè)的實驗技術人員進行管理和維護保養(yǎng)［8］。我院儀器分析實驗課程多為分組教學，一般3～5位同學為一組合作完成實驗項目，由于實驗儀器數(shù)量不足、實驗教學時間和教師資源有限等問題無法使每個學生都能進行一套完整的實驗操作流程，教師也無法及時糾正每組同學實驗過程中的錯誤操作。另外，在學生沒有預習的情況下進行實驗操作，經常因為試劑配制錯誤造成實驗材料浪費，增加實驗成本；儀器操作不當使實驗儀器出現(xiàn)故障，課程進度拖慢導致教學效果不理想。

1.3?教學內容陳舊

儀器分析實驗課程是依附其理論課開設，儀器分析實驗課程內容單一，且多年來內容沒有更新；多數(shù)實驗以驗證性實驗為主且實驗操作重復較多，綜合性和設計性實驗所占比重較少；“儀器分析”課程各部分內容之間相互獨立缺少連貫性，并且實驗課堂教學內容與專業(yè)理論知識聯(lián)系不夠密切，缺乏實驗內容與實際案例的結合，脫離生產和生活實際，使學生認為課堂所學與實際工作聯(lián)系不大；知識的碎片化使學生學習效率低下，無法將所學理論知識與實驗技能操作融會貫通，并且學生在實驗過程中缺少獨立思考過程和機會，對儀器分析實驗這門課程無法形成完整認知［9］。目前的實驗課教學模式不利于學生對原創(chuàng)性實驗的探索和實驗過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.4?考核方式單一

實驗課程的考核總評成績包括教學過程和教學結果考核兩部分內容。教學過程（包括考勤、實驗操作過程、實驗報告和課堂測驗等），教學結果主要是期末考核（考核理論知識或者某一實驗的完整操作過程）。由于儀器分析這門課程為30人班教學，學生人數(shù)較多，教師在課堂教學過程中無法關注到每位學生的完整實驗操作過程，因此對于平時成績的考核無法做到精準把控。儀器分析實驗是一門操作性極強的課程，考核方式的完善有利于學生知識體系的形成和應用。

1.5?數(shù)字教學資源對傳統(tǒng)實驗教學模式的沖擊

教師講授和演示—學生觀看—課后撰寫實驗報告的傳統(tǒng)教學模式無法滿足當下復合型預防醫(yī)學人才的培養(yǎng)需求，受上課時間和空間等客觀條件限制，學生在時間相對緊湊的情況下需要完成全部實驗操作內容，無法對實驗進行探索和創(chuàng)新。網絡信息技術輔助手段和網絡教學平臺的建設，虛擬仿真教學作為一種數(shù)字教學資源共享模式正不斷沖擊著傳統(tǒng)的實驗教學模式，對推行實驗教學模式改革具有重大意義，從以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為主導開展實驗教學，教師在課堂上發(fā)揮指導作用，虛擬仿真憑借其獨特的優(yōu)勢和特點，不斷沖擊著傳統(tǒng)的實驗教學模式，為提高實驗教學質量和效率提供了重要手段。

2?混合教學模式的設計與實施

2.1?混合教學模式的設計

以儀器分析實驗課程教學大綱和現(xiàn)行實驗教學模式存在的問題為出發(fā)點，設計適合我院儀器分析實驗課程的“線上+線下”與虛擬仿真實驗相結合的教學模式，包括課前、課堂和課后三個部分。課前，教師通過雨課堂線上提前發(fā)布實驗課相關內容和預習要求，學生學習講義中基本理論知識后在線上虛擬仿真系統(tǒng)進行虛擬實驗操作練習，學生通過自主學習發(fā)掘問題，及時與教師和同學交流討論或帶著疑問進入課堂學習；課堂教學是在OBE教育理念的指導下，教師對學生預習中的問題進行答疑解惑，通過提問的方式引導學生理解實驗原理和操作步驟，重點強調實驗操作知識點和注意事項，通過與學生交流互動指導學生完成線下實驗操作環(huán)節(jié)；課后，學生通過虛擬仿真平臺完成虛擬實驗練習和測評習題，對課堂知識進行加深和鞏固并撰寫實驗報告。

2.2?混合實驗教學模式的實施

2.2.1?課前自主學習

（1）雨課堂平臺的自主學習：教師通過雨課堂發(fā)布儀器分析實驗課程的教學講義（包含教學目標、實驗目的、實驗原理、實驗步驟、注意事項和思考題）和實驗操作視頻，學生根據自己的時間開展課前預習，通過線上平臺完成預習工作。學生在預習過程中遇到的問題可以及時與教師和同學交流討論，也可以將自己的問題帶入線下課堂教學，在課堂教學中尋求答案。這種課前自主學習模式可以滿足不同認知速度和接受水平的學生對理論知識的理解和吸收，結合線上教學資源，充分調動學生學習的主動性，將知識點的被動傳輸轉變?yōu)橹鲃游?。雨課堂的應用有利于有效跟蹤學生學習效果，對課程的評價機制的建立和教學改革具有重要輔助作用。

（2）虛擬仿真平臺的操作練習：通過對實驗講義的預習，學生利用虛擬仿真平臺進行完整的實驗操作流程，如試劑的配制、儀器的開關機流程、儀器操作步驟、分析方法的建立、標準曲線和樣品的檢測以及實驗數(shù)據的處理等。以原子熒光光譜法測定砷含量實驗中砷標準應用液的試劑配制為例，為學生提供了有購買于國家標準物質中心砷標準儲備液（GSB0417142004）、容量瓶、吸量管和洗耳球等，學生通過計算得出砷標準儲備液的需求量，采用逐級稀釋的方法，單次稀釋不超過100倍，用吸量管吸取砷標準溶液、容量瓶定容的方式，最終稀釋為20μg/L的砷標準應用液備用。對操作錯誤的步驟重點關注，學生也可以通過主動預習的方式以更好地理解和掌握實驗原理和操作知識點；教師通過平臺及時查看學生預習情況，獲得反饋并及時解決學生提出的問題。

2.2.2?課堂教學活動

教師通過對學生線上教學平臺的學習和虛擬仿真操作練習反饋進行全面評估，針對學生的共性問題，引導學生進行課堂討論，重點講解學生操作錯誤較多的地方和注意事項，在線下課堂教學活動中，學生自由分組，分工完成試劑的配制、儀器操作和數(shù)據處理等步驟，整個實驗過程中，學生起主導作用，在教師的指導下小組內成員通過溝通協(xié)調和交流合作共同完成實驗內容；教師在整個實驗過程中起輔助作用，教師有更多的時間糾正學生在操作中出現(xiàn)的錯誤，引導學生學會發(fā)現(xiàn)問題和解決難題。在完成實驗操作后，教師針對出現(xiàn)錯誤較多的步驟和學生提問進行回答和總結，討論本次實驗課的重點內容和注意事項，并引導學生分享本次實驗的心得體會和收獲，不僅可以有效培養(yǎng)學生實踐操作能力、合作協(xié)調能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決難題的能力，還對學生綜合素質的提升、科研思維和科研態(tài)度的培養(yǎng)具有重要意義。

2.2.3?課后教學反饋

課后，學生在虛擬仿真平臺上對實驗操作流程進行再次練習并完成測評習題，對自己課前預習和課堂實驗操作的掌握情況進行評估，從而改進學習方法，提高學習效率；同時，學生根據實驗數(shù)據撰寫實驗報告，實驗報告除包含實驗目的、實驗原理、實驗步驟、注意事項和實驗結果分析外，還應當加入個人總結反思和心得體會，最后形成一篇完整的實驗報告。教師通過實驗報告和學生考試測評結果，評估學生對本次實驗課的掌握程度；教師根據學生的反饋結果及時整理和總結整個實驗教學過程中出現(xiàn)的不足和需要改進的地方，積極調整和優(yōu)化實驗教學方案；教師還可以利用線上教學平臺向學生推送與實驗課程相關的前沿科研資料信息，以改善實驗內容陳舊的狀況。

2.2.4?多元考核評價體系的構建

“線上+線下”與虛擬仿真實驗相結合的實驗教學體系是在OBE教育理念的指導下考核學生的綜合素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和實踐操作能力，最終達到理想的教學效果?？己梭w系主要包括課前成績（20%）、課堂成績（30%）、課后成績（20%）和期末考核（30%），該考核體系既強調教學過程的考核，也注重教學結果的考核。課前成績主要考查學生自主學習能力和發(fā)現(xiàn)問題能力，提高學生學習的主觀能動性；課堂成績是對學生實踐操作能力、合作協(xié)調能力和解決問題能力的考核；課后成績則是對學生實驗掌握程度和綜合應用能力的評估。考核評價體系的構建有利于更加客觀、精準地評估學生的實驗成績和知識掌握程度，促進學生知識、能力和綜合素養(yǎng)的全面發(fā)展。

3?總結與展望

將基于OBE教育理念的混合教學模式引入儀器分析實驗教學中，從傳統(tǒng)單一的教學模式轉變?yōu)橐詫W生為主導的教學模式，打破時間和空間的限制，學生可以利用零碎時間進行預習和復習，提高學生學習的主動性和積極性；將虛擬仿真實驗融入實驗教學，多元化考核評價體系可以對學生的實驗成績進行精準評估，有效提升學生的綜合素養(yǎng)、創(chuàng)新實踐能力和綜合應用能力。在數(shù)字教學資源的沖擊下，開展OBE教育理念指導下的“線上+線下”與虛擬仿真實驗相結合的混合教學模式改革，優(yōu)化儀器分析實驗教學體系，彌補傳統(tǒng)實驗教學的不足，加強預防醫(yī)學專業(yè)學生實踐操作能力的培養(yǎng)，提升學生就業(yè)競爭力和崗位勝任力，為進一步深化實驗教學體系改革提供新思路，助力高水平公共衛(wèi)生學院建設。

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基金項目：安徽醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院預防醫(yī)學國級一流專業(yè)建設規(guī)劃項目（No：AHMUPM3015）

作者簡介：蔡盼圓（1996—?），女，漢族，安徽宿州人，碩士研究生，助理實驗師，研究方向為生殖發(fā)育毒理學。

*通訊作者：許媛媛。