基于OBE理念的色谱分析实验教学

赵龙山，赵晶，熊志立

沈阳药科大学药学院 (沈阳 110016)

色谱分析在分析化学中是发展最快、应用最广泛的分离分析技术。目前，75%的分析工作均采用色谱分析完成[1]，其主要内容是对复杂混合物进行分离分析。随着现代仪器分析技术的逐渐发展，学习该课程的学生以及从事有关色谱分析的工作者面临着巨大的挑战，了解和掌握色谱分析技术尤为重要。长期以来，色谱分析教学形式单一枯燥，教学效果有待提高。实验课程作为色谱分析教学内容中不可缺少的部分，是培养应用型人才的重要环节[2]。色谱分析是一门实践性很强的学科[3- 4]，通过实验课程的教学，让学生了解各类色谱分析方法所使用的仪器，加深学生对理论知识和实验操作技能的理解，理论联系实践，培养学生科学严谨的科学作风和较强的实验操作能力以及独立分析问题和解决问题的能力，提高学生的创新能力和专业水准[5]。

Outcome based education(OBE)即成果导向教育，这一教育模式20世纪80年代兴起于美国，主要包括以下五个问题：让学生取得的怎样的学习成果？为什么要让学生取得这些学习成果？如何有效地帮助学生取得这些学习成果？如何知道学生已经取得了这些学习成果？如何保障学生能够取得这些学习成果？该模式首先关注学生应取得怎样的学习成果，然后通过一定教学方法和教学计划来达到预期的成果。该理念以学生为中心，以成果为导向，逐步改进的理念，是由国家社会及教育的发展需要、行业产业的发展需求、学校定位和发展目标以及学生未来的发展决定的[6-10]。笔者结合学校色谱分析教学现状，从多个层面进行探讨色谱分析实验教学，以期提高学生的创新能力[11]和逻辑思维，满足社会对应用型人才的需求。

1 传统色谱分析教学中存在的问题

1.1 理论与实践脱节

色谱分析课程综合性较强，传统的色谱分析教学将重点放在基本知识、基本方法的阐述上，实际应用较少，难以调动学生学习的积极性。此外，学生主动应用分析原理的能力明显不足，在实际操作环节，有一部分学生对所学知识比较模糊，无法将理论知识和实践有效结合，导致基本理论与实践能力的脱节。以讲授为主的传统教学方法，不利于学生的逻辑思维和创新能力的提高，改革色谱分析教学很有必要。

1.2 基础性实验与综合性实验割裂

基础性实验是指将相关理论知识直接应用于实验中，具有一定的针对性，而设计性、综合性实验不仅仅是理论知识的简单应用，它涉及面广，要求学生具有较强的综合能力，综合运用所学知识，设计一个最优方案。在以后的科学研究或解决实际问题的过程中需要面面俱到，综合考虑所有要点。开设设计性、综合性实验对锻炼学生的实践能力十分必要。学习是一个循序渐进的过程，一般实验课的开设也应遵循先易后难的原则，在学生掌握基础实验基础上再开设综合性实验。但在具体的实施过程中，基础实验和综合实验往往被割裂，影响了实验实践训练的系统性。

1.3 考核方式单一

OBE理念重点关注的问题之一是“如何知道学生已经取得了这些学习成果”，教师只有充分了解学生对知识的掌握程度及存在问题，结合学生实验课中的具体表现，才能给出公正合理的成绩。传统模式下的考核方式仅关注实验报告的准确性及出勤率，并没有考虑学生的实验操作能力，导致学生忽视动手能力的锻炼。

2 色谱分析教学现状

色谱分析课程是沈阳药科大学药学专业研究生的核心课程，开设在研究生一年级上学期，总学时为62学时，其中理论学时32，实验课学时30，学分3.0。主要内容包括毛细管电泳、气相色谱、液相色谱、联用技术，还包括很多分支内容。

经调查发现，研究生通过本科阶段的学习，已经能够熟练掌握定义定理以及技术要点，但分析、概括、整理、归纳及逻辑思维等能力等仍有待提高，这就提示授课教师应在重难点问题的转弯处和关键点上给予必要的提示和解答。另外，由于研究生来自不同的学校、专业，甚至是跨学科报考，对色谱分析这门课程的认识水平及掌握程度大相径庭，这就要求授课教师在讲授基础知识的同时，重点引导学生认识自己的长处和不足，及时查漏补缺，开拓学生的思路，达到引导发散思维的效果。

3 色谱分析实验教学改革

随着我国教育改革的深化与发展，高校越来越重视培养应用型人才，促使教师改善课堂教学方式。课程组针对色谱分析实验当前存在的问题，结合学生的实际情况，以提高学生的创新能力、开拓学生的逻辑思维为目标，调整课程体系，优化教学内容，改进教学理念，对课程进行了多方面改革，以满足对高水平人才的需求。

3.1 以学生为中心，改进传统教学模式

传统教学方法以教师为主体，学生被动接受知识，没有足够的时间去思考，更无法真正地参与课堂教学，导致课堂氛围不活跃，教学效率不高。基于OBE理念，教师要调动学生的积极性，提高学生的课堂参与度，就必须改变传统的教学方法，坚持以学生为中心的原则，激发学生对色谱分析的兴趣，增强其综合实践能力。

借助各种网络平台或微信小程序，教师提前发布课程内容，包括PPT、仪器操作视频、动画等，来引起学生的好奇心。结合教学大纲，强调重难点，让学生在自主学习的同时把握主次。根据教学内容，教师可适时提出问题，让学生在课前有充足的时间去了解并查阅资料及文献，为课堂教学留出足够的时间。在课上，首先根据学生课前预习情况进行答疑，师生共同讨论，增强其教学参与感，进一步提高课堂效率和教学质量。让学生学会独立分析问题、解决问题，以此来激发学生的逻辑思维，提高创新能力。也可采用开放式教学方式，根据下一节课的教学内容，让学生提前查阅相关资料，做成课件进行讲解。学生和教师角色互换，既带动了课堂的氛围，又激发了学生的主观能动性，调动学生学习的热情。

3.2 加强实验教材改革,提高实验课科研含量

开设实验课的目的，除了配合理论教学以外，更是为了提高学生的动手能力。实验课程是理论知识的延续，是考查学生基本技能的主要依据，也是理论应用于实践的完美体现。这就要求教师在设计实验教材时，要以精练且实用的实验为主，注重系统性和针对性、实践性和实用性、创新性和前瞻性，培养学生独立分析问题、解决问题的逻辑思维和创新能力。实验内容要反映学科的新方向，要结合学生学习程度，使实验内容符合学生的实际情况，难度适中、重点突出，取得最大教学成效。在学生掌握理论知识的基础上，可以进一步开放实验室,让学生利用空闲时间熟悉仪器操作和使用，给学生提供更多锤炼实际操作技能的机会。

随着现代仪器分析技术的更新，为了适应目前药学专业的需求和国内外的发展，学校需要打破以往单一性的实验教学理念，实验教材要跟上时代发展的潮流，适当丰富实验内容，提高实验讲义的水平，让学生充分了解色谱分析的发展趋势。尽量做到每一学年更新一次实验内容，逐步完善实验教学体系。

3.3 转变传统教学理念,开展设计性实验

在对实验课程进行改革的基础上，教师应以培养学生的创新能力以及开拓学生的逻辑思维为导向，着重开展设计性、综合性实验，激发学生的潜力，引导学生逐步提高实验技能及创新能力。设计性实验，即教师结合课堂内容以及仪器分析原理、使用方法等给学生一个小实验任务，要求学生根据之前所学过的相关仪器和通用方法，在创新基础上自行组成小组查阅文献资料，然后设计实验方案，对实验条件进行考察，确定最终方案，鼓励学生讲解自己设计实验的思路。若这种方法效果良好，则可进一步加大难度，如将科研课题与实验相结合，选择一些目前受关注且新颖的研究课题作为实验内容，让学生站在“面向未来，面向世界”的高度，学习和掌握色谱分析的基本理论和基本操作。

自主设计实验的目的是考查学生的动手能力、独立分析问题和解决问题的能力、小组合作能力、整组实验的完成度以及最终实验报告的可行性和创新性。在开放性实验中，实验方法、实验结果等没有标准的答案，只是希望学生通过思考或者小组成员之间的合作来拓宽视野、丰富知识，从而积累经验，为接下来的实践夯实基础。设计性实验的开展，弥补了传统教学模式下单一实验的不足，给学生提供了相互学习交流的机会，增强了学生的合作意识，调动了学生学习的积极性，锻炼了学生的表达能力，培养了学生分析问题和解决问题的能力。学生对整个实验的掌握更为透彻，分析复杂问题的时候更加得心应手，也为走向工作岗位奠定了扎实的基础。开放性实验涉及多学科知识，内容繁多且复杂，要求学生具有扎实的理论基础并能将其巧妙合理地运用于实验设计。这就要求教师把握适度原则，才能收到应有的教学效果。

3.4 完善教师队伍，提高教学水平

教师是学生的“眼睛”，是学生科研路上的引路人，也是决定能否达到预期教学成果的关键因素，所以建立一支具有丰富实践能力和责任心的教师队伍很有必要。

在传统教学体制的影响下，理论课多由副教授及以上职称的教师承担，实验课则以讲师为主，相对而言，实验课的教师队伍更需加强，加之实验室的工作比较复杂，需要不同层次的教师共同管理。实验教师不仅需要具有较高的学术造诣，不断提高教学水平，还要了解国内外最前沿的技术和信息，更要积极学习国外相关领域的先进技术和经验，不断壮大实验教学队伍。实际上，上好一堂实验课比上好一堂理论课需要付出更多的时间精力，从实验内容的选择、讲义的编写，到实验课的讲解和实验过程中的指导以及最后的实验考核，都需要教师认真对待。这就要求课程组在选择实验教师时，除了需要具有良好的动手能力外，还需要有责任心，秉承对学生认真负责的态度讲好每一节课，是教师应该具有的优良品质。

3.5 建立多层次、全方位的考核方式，培养良好的实验作风

色谱分析的实验课占比较重，约为总课时的一半。传统模式实验课程的考核方式以提交实验报告为主，导致学生对实验过程无法引起足够的重视，只是片面地追求实验报告的正确性，教师很难评价学生的实际水平。只有建立科学合理的考核方式，才能加强学生对课程的重视程度，对提高学生的创新能力具有一定的促进作用。

基于OBE理念，学校必须对现有的考核方式进行改革，建立多元化、全方位的考核方法，以完善考评机制：①实验课前，学生必须提前预习本堂课内容；②教师在课前需针对本堂课所讲内容进行随堂测试，检查学生预习的情况，根据提问情况适当调整讲授内容；③在实验中，教师要注意观察学生的基本操作是否合乎规范，及时讲解；④要求学生现场做好实验记录并保证数据的真实性；⑤为了检验学生的实际操作能力，学期末进行实验操作考核，课程组采取抽签的方式决定考核内容。

考核评价内容不仅局限于学生得到的实验结果，更需要重视整体实验过程，包括操作细节以及实验结论。教师应根据学生完成情况对学生进行综合评价，这样既可做到公平、公正、公开，也可改变以往学生“浑水摸鱼”的想法，引起学生对实验课的重视，调动学生学习的主观能动性。学生亲自设计、参与实验，创造性思维得以激发，独立分析问题、解决问题的能力有所提高。完善的考核系统既能在一定程度上提高学生的学习效果，也能帮助学生发现自身问题，收到令人满意的学习成果。

4 结语

为了满足新时代对应用型人才的需求，课程组结合研究生自身特点及目前色谱分析实验教学中存在的问题，基于OBE理念，对传统的教学方法、教学模式、教学理念等进行了探索和改进，坚持以学生为中心的原则，将理论与实践充分结合，促使学生在掌握实验操作技能的同时，提高发现问题、分析问题和独立解决问题的能力，培养学生的思维能力和创新能力，以提高色谱分析实验课的教学效果。