新工科背景下以OBE为导向应用化学专业课程教学改革与实践*

王子宜，师海雄，陈 倩，冯志刚

(兰州文理学院化工学院，甘肃 兰州 730000)

基于预期学习成果产出为导向(Outcomes Based Education：OBE)的教育理念在是20世纪80年代由Spady在美国率先提出[1]。OBE教学理念是将传统的以教师教学为中心到以学生具体学习产出为中心转移。2018年9月，习近平总书记在全国教育大会上强调，要提升教育服务经济社会发展能力，着重培养创新型、复合型和应用型人才。我校开设的应用化学本科专业就是以服务经济社会发展需求为导向，注重学术专业知识及专业技能的培训，以培养应用型人才为目标。本文基于OBE教育理念对应用化学专业课程设计并结合近年教学实践，以期进一步提升教学质量从而满足现代化的化工行业对人才的需求。

1 《化工基础》课程的OBE建立

《化工基础》课程作为化工类专业的核心课，课程理论与生产实际相结合，是传统的理论知识转化为实际生产应用的桥梁课程。按照我校应用化学专业人才培养计划要求，需要教师对其进入就业岗位达到的能力有清晰的规划，然后设计适宜的课程结构来保证学生达到这些预期目标。通过课程学习旨在提高应用化学专业学生的工程思维和观点、及工程应用能力和化工操作技能，所以在教学工作中就更应该以实际出发。OBE教学模式是以学生的能力水平定位，预期学习产出为中心来组织、实施、评价教学活动的结构模式，这种模式正好符合应用型课程的教学目标[2]。OBE教学模式是预期结果为导向的教育模式。将OBE教学模式运用到应用化学专业基础课《化工基础》课程中，以应用型人才培养为预期目标。这一目标是化工企业对人才的需求也是学生继续学习深造的主要知识构成，对《化工基础》课程的OBE重新构建中，以“新工科”为背景OBE教育理论为基础[3]，对课程进行定义学习产出、实现学习产出、评估学习成果和使用学习产出，结合本专业学生特点及专业发展方向从而形成了从学生产出评估到教育质量持续改进的闭环。

1.1 定义学习产出

定义学习产出是将学生的预期学习目标作为首要关键环节。对学习过程进行反向设计，定义学习产出要具有较强的实操性和具体性。对于《化工基础》首先确定该课程的总体教学目标，以及不同知识点的能力掌握具体要求进行设计。对于在《化工基础》课程建设体现为专业体系衔接与就业能力之间的逻辑关系。在传统应用化学专业基础课程教学中是以教学内容为核心，忽视具体的学习产出。而新模式下，教学目标(预期学习产出)先于教学内容而存在，课程改革过程围绕具体学习、实践和创新创业能力等活动展开。因此，在以新工科建设背景下因《化工基础》是以在解决实际化工过程问题为目的，OBE教育模式中定义学习产出尤为重要。通过与企业对接调研及分析近几年就业需求，将《化工基础》课程的教学目标定义为更具体、更贴近企业生产需求的模块化目标而不是简单划分为了解、理解、掌握。而是用更清晰化更递进的词去规划学习过程如：记忆、理解、应用、分析、评价、创新。以我们学生就业的企业之一中石化宁波镇海炼化有限公司为例，作为目前国内规模最大，管理水平最高，技术和安全环保最先进，盈利能力最强的炼化一体化企业，它主要是以生产乙烯等工业为主，教学过程中我们会以企业实际生产乙烯流程为导向，结合化工基础课程所学知识以及前期基础课程所学设计项目式教学。打破了常规的章节固定型教学模式，以更加明确的学习目标更加与时俱进的教学设计来定义学习产出。

1.2 实现学习产出

有了前期的对应用化学专业课程学习产出定义，在实现预期学习产出，所有的教学过程内容都是遵循“反向回溯设计”为原则。对课程与课程之间，专业与企业之间完整立体匹配[4]，实现化工基础课程层面的“学习产出”。这期间根据具体“学习产出”种类，使用“理论+实训”的现代化教学方法，以学生为中心创设多样化学习情境，将抽象化工单元操作过程通过化工仿真实训、模拟实验构建立体化教育过程，有效的实现预期学习产出。通过“反向回溯设计”，明确各知识点对于实现预期教学目标的贡献及程度。我们将《化工基础》的知识单元进行解构-重构。把课程分为8个模块，由4个准备模块、2个精修模块和2个浅修模块组成。4个准备模块由“三传一反”和常用的设备知识的基本理论基本概念和基础知识组成；2个精修模块核心是具有实践性，以化工行业需求为主选取相应的生产实例学习；2个浅修模块是以应用型的化工生产工艺设计和化工过程开发与评价。如对《化工基础》课程模二中的“知识点二伯努利方程”教学单元进行对分课堂。首先，本单元通过学生接受一个具有趣味性的生活实例“寻找生活中的伯努利方程”，前期通过线上资源自学伯努利方程基本概念，再通过小组选择相应的趣味实验(如足球中香蕉球的解释、飞机为什么设计为流线型等等)展现学生的思考、质疑、研究、决定和呈现的能力。最终将其与化工生产中相关流体输送问题结合，在轻松交互的过程中完成了抽象理论的学习，老师不再是教授者而是作为学习引导者，小组伙伴们也为达成相应学习产出提高了协作能力。实现课程从最初的基础目标到实际化学工程应用目标的递进，从理论知识到实践应用转化，从最初的“学”到最终的“做”。避免了传统教学中不能很好的学以致用，企业需求和高校教学脱节的问题。更好的完成从课程到专业，从专业走向企业的顺畅过度，真正做到应用型人才的培养。

1.3 评估学习成果

评估学习成果是OBE教育模式中十分重要的环节。OBE理念下对学生学习成果评价不再以记忆性知识为考察重点，弱化终结性考核强调过程性考核。通过实现学习产出阶段的训练使学生建立对课程总体认知，引导他们将碎片化知识构建成完整的知识体系进而与人才培养目标对接。

前期多样化的教学模式对学生不再形成单一结论性的评价，而是对其在整个学习活动形成了实际“学习产出”进行过程性评估与总结性评估。因此《化工基础》利用“学习产出”评价：第一阶段为诊断性评价即对本阶段的学习初期进行课程、专业问卷调查，评估学生能力水平的同时可以帮助教师制定个性化教学计划；第二阶段为形成性评价：对本阶段学习是否实现每一个具体学习目标及存在的问题进行反馈，从而提高本阶段的教与学质量，如通过小组任务、问卷调查、实训项目、课堂展示、项目汇报等多样化评价方法；最后为阶段终结性评价，这个过程既评估学生对课程学习水平又评价了教师的教学水平。这些评价中形成性评价最为重要，这阶段评价可以帮助教师调整教学方法，改进教学模式，从而根据不同班级不同学生具体情况做出对应调整。如这个过程发现某一班级学生们对课程中“三传一反”理解只停留在简单的理论公式计算，很难建立对化工工艺过程有相关工程思维，这样我们就适当增加化工仿真实训的课时以及化工工艺设计内容增强工程思维能力，弱化理论验证教学过程。

1.4 使用学习产出

在OBE教育模式中，最终的呈现形式就是学生的产出。也是构成OBE闭环理论重要的结构。OBE的闭环结构不是简单重复的循环，而是一个螺旋上升的过程[5]。在工程教育专业认证教育模式中，传统教学模式下必修课的课时均要求压缩，增加学生自我探索、钻研的时间与空间[6]。课程在定义学习产出时针对学生课程实践、创新能力培养进行的教学设计。将“以学生为中心”的理念在课程教学实践中有效贯穿于各种教学活动中。针对《化工基础》的课程内容及特点，我校应用化学专业创新能力通过与实习企业对接培养，开发了系列化工创新实训项目。并在课程教学的不同阶段，任课教师为学生规划、布置相应的化工企业产品实训项目。通过训练，本课程最终以具体化工生产工艺设计和相关的化工过程开发与评价作为具体学习产出，将多个独立的化工工作任务交给学生，由学生按照项目策划、统筹、预演、实施、汇报和评估的步骤进行，进而完成对应课程任务[4]，采用多种形式考核调动学生主观能动性。通过个人思考和团队合作完成具体的学习结果作为课程项目产出。

1.5 OBE教学思考

上述环节构成了《化工基础》课课程建设的立体完整结构。不但提高学生创新能力也锻炼了学生化学工程应用能力，为企业输送应用型和创新型人才为目标，整个课程实施的过程以学生为中心。学生不仅可以得到对应专业人才能力培养，而且教师也在教学过程中建立了多角度、多层次的“教学资源”。从传统的《教学大纲》、《授课日志》、《课程教案》到基于OBE教学模式下设计出的《课程教学思维导图》、《课程学习成果及评价标准》、《课程实训操作手册》等课程建设成果。最终形成了在课程层面相对完整的OBE的教学体系闭环。

2 结 语

爱因斯坦曾说过：“每个人都是天才，但如果你以爬树的能力来评判一条鱼，他将一辈子相信自己是个笨蛋”。人生是一场马拉松，教育的路也很长，我们真正需要做的是，激发学生的内在动力，呵护他的梦想，引导他成为更好的“自己”。在“新工科”的背景下，通过OBE的教育理念的引入，对课程解构-重构，构建立体多维课程内容设计、考核评估方法，以期更好的为培养学生，使其在毕业之后具有更好的终身学习和进步的能力，助其成为一名优秀化工人。