结合地方特色资源基于OBE理念的项目式实验教学探索

葛利 蒋琼 伍娟 廖碧莲 杨克迪

摘  要：天然药物化学实验是制药工程、药学、中药学专业核心课程天然药物化学的重要组成部分，是培养学生专业技能的必须环节。以广西大学天然药物化学实验课程为例，结合广西特色药食两用金花茶资源，引入OBE理念设计开发实验项目教学案例。以培养学生的自主学习能力和解决问题能力为目标导向，采用项目式实验教学方法及多元化的评估方式，通过实验设计方案和数据分析模块化，鼓励学生自主选择、设计、实施实验方案，综合考虑学生实验方案设计、实验实施过程、实验结果分析和讨论与反思等多方面表现，客观全面地评估实验教学效果。项目式实验教学模式的实施有利于培养学生专业技术应用能力和创新精神，同时为高等院校开设专业实验项目教学、结合地方特色资源开发教学案例提供参考。

关键词：OBE理念；项目式教学；天然药物化学实验；教学改革；地方资源

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）11-0092-04

Abstract： Natural Medicinal Chemistry Experiments course is an integral part of the core curriculum of Natural Medicinal Chemistry for Pharmaceutical Engineering， Pharmacy， and Chinese Pharmacy majors， which plays a vital role in developing students' professional skills.A new experimental teaching method was designed and developed based on Camellia nitidissima， a characteristic medical-food dual-use plant in Guangxi with rich natural resources. The method aims to cultivate students' independent learning ability and problem-solving skills by introducing the OBE concept， project-based teaching mode， and diversified evaluation methods into Natural Medicinal Chemistry Experiments course. Students are encouraged to choose， design， and complete the experiment independently by modularizing the experimental scheme and data analysis， and the effects are evaluated based on their experimental design， experimental process， results， analysis， and discussion. This project-based experimental teaching method helps cultivate students' professional technology application ability and innovative spirit and serves as a reference for other universities to design professional experimental teaching cases with local characteristic resources.

Keywords： OBE concept; project-based experimental teaching; Natural Medicinal Chemistry Experiments; teaching reform; local resources

习近平总书记在扎实推动教育强国建设中指出“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题”，为教育改革奠定了方向[1]。天然药物化学实验是药学、中药学、制药工程等相关专业的重要课程，通过天然药物化学实验教学，让学生将天然药物化学的理论知识应用于实践，深入了解天然产物有效成分提取、分离、鉴别的技术，掌握天然药物化学应用及研究的基本规律和方法，了解药效成分的结构修饰途径等，为培养学生在药学相关领域的工作技能奠定基础。

目前，天然药物化学实验教学均以经典常用的天然药物为原料，如大黄、槐米、穿山龙和虎杖等，进行有效成分的提取、分离及鉴定，虽为综合性实验项目，但实验内容通常以验证性为主，采用固定的实验方法，以教师讲解、学生按照流程操作的教学方式，效果评价机制以实验结果为导向评分，这种教学模式难以培养学生从事天然药物方面的研究、开发、生产和应用能力，与企业对专业人才能力需求脱节，也不符合新时期高等院校药学专业技术人才的培养目标。近年来，多个省份的高校毕业生就业数据显示，超五成以上的毕业生在本省市就业。因此，了解地方特色天然药物资源及发展方向有助于药学相关专业毕业生的就业衔接、职业规划等，同时对推广地方特色天然药物资源具有积极意义。根据为党育人、为国育才、培养党和国家需要的人才这一初心使命，本文通过以广西大学天然药物化学实验为例，结合广西地方特色药食两用金花茶资源，基于OBE理念，积极探索项目式实验教学方法及多元化的评估的实验教学模式，设计开发天然药物化学综合实验教学案例，为培养药学相关专业学生的实际应用能力和创新精神及高等院校結合地方特色资源开设专业实验项目教学提供借鉴。

一  基于OBE理念的项目式教学概述

（一）  基于OBE理念的项目式教学内涵与特点

OBE（Outcome Based Education， OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育[2]。它是一种以学生为本，以成果为目标导向，采用逆向思维的方式进行课程体系建设的教育理念。OBE教育理念强调教育的目标是学生的最终学习成果，而不仅仅是先前学习结果的累计或平均。这些成果不仅包括学生对于知识和技能的掌握，更包括他们能够内化为自身能力、态度、价值观等方面的提升[3]。

项目式教学是一种以实际项目为基础，通过学生自主学习、实践、合作，实现教学目标的教学方法[4]。将项目式教学方法应用于专业实验教学环节，称为项目式实验教学法，它强调学生的主动性和实践性，要求学生通过实验探究来解决问题，而非传统的验证性实验，学生在教师的指导下，以小组合作的形式完成一个实际项目，通过自主实验方案设计、实践操作、分析与讨论，加深对知识技能的理解、掌握、应用，以培养学生的实践能力、团队协作能力、解决问题的能力[5]。例如，针对同一个实验对象，学生可以自行设计一系列不同的实验方案，通过文献调研、设计实验、进行实验和分析实验结果，得出结论并完成实验。

因此，项目式实验教学是一种实现“以学生为中心、成果为导向”OBE教育目标的有效手段。通过项目式实验教学方法的实施，能为学生的未来职业规划提供更为实用的技能基础和实践经验[6-7]。

（二）  基于OBE理念的项目式实验教学方式的特点及创新之处

1  基于OBE理念的项目式实验教学的特点

1）紧密联系实际：实验项目的主题通常来自真实案例，或接近生产、研究中的实际的问题，可操作性及实际应用性强。

2）发展核心素养：实验项目的实施能够发展学生的一种或几种核心素养，能够培养学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

3）多学科交叉：实验项目内容具有多学科、多领域知识共存、交叉的特点，能够引起学生的研究兴趣。

4）可评价性：实验项目实施过程具有可评价性，能够有统一的评价标准。

5）基于正常的教学环节：实验项目是在正常的教学环节和教学进度的基础上实施的一种探究式教学活动，是正常教学的深入和拓展。

2  基于OBE理念的项目式实验教学方式的创新之处

1）目標导向：基于OBE理念的项目式实验教学以学习成果为目标导向，注重培养学生的全面实验技能，而传统实验教学往往以传授知识为目的。

2）自主学习：基于OBE理念的项目式实验教学鼓励学生自主学习、自我探索，通过自主设计实验方案、实践操作解决问题，培养学生的自主学习能力和问题解决能力。而传统教学则往往采用“填鸭式”固定实验方法，以验证实验结果为主，学生按部就班地进行实验操作，缺乏自主性和创新性[8]。

3）团队合作：基于OBE理念的项目式实验教学方式注重培养学生的团队合作和沟通能力，通过小组成员合作的方式，学生可以相互学习、互相帮助，提高团队协作能力。而传统教学则往往以个人完成实验任务为主，缺乏团队合作的机会。

4）实践应用：基于OBE理念的项目式实验教学注重实践应用，通过实验内容和数据分析模块化，使学生能够深入理解和应用所学知识，提高学生的实践能力和应用能力。而传统教学则往往偏重于理论知识的学习，忽视了学生的实践应用能力[9]。

5）评估方式：基于OBE理念的项目式实验教学采用多元化的评估方式，综合考虑学生的文献检索、实验方案设计、实验操作、实验结果分析、讨论和过程反思等方面，更加客观全面地评估学生的学习效果。而传统实验教学则往往采用单一的实验结果及实验报告作为评估方式，难以多方位全面反映学生的表现及实际能力[10]。

二  结合地方特色资源的基于OBE理念的项目式实验教学实践探索——以广西大学天然药物化学实验为例

金花茶（Campllia petelotii）是山茶科（Theaceae）山茶属（Camellia）金花茶组常绿灌木或小乔木，目前已发现金花茶组植物有42种和5变种，2010年被列入“药食同源”目录新资源食品。金花茶具有降血糖、降血脂、抗抑郁、抗肿瘤、抗炎、肝脏及神经保护等功效，《中国壮药学》《广西中药材标准》中记录金花茶“微苦，涩，平，可清热解毒生津、利尿消肿”，在民间作为茶饮料和传统中药有着悠久的历史。广西桂西南地区是世界金花茶植物的分布中心，金花茶植物资源丰富。近年来，随着金花茶产业的发展，不同品种的金花茶等获得了大面积人工栽培、种植及深加工，形成了年产值近20亿的地方金花茶产业经济。金花茶的叶、花富含叶绿素、黄酮、萜类和木脂素类化学成分，其含有的黄酮类成分包含黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮和二氢黄酮醇等类型，含有的萜类成分有齐墩果烷型及乌苏烷型五环三萜、达玛烷型四环三萜等，均为天然药物化学成分中的经典结构类型，作为实验对象，符合天然药物化学实验的基本要求。

天然药物化学实验是广西大学药学专业课程之一，在已有的教学实验项目基础上，引入了基于OBE理念的项目式实验教学模式，以广西天然资源丰富的金花茶为实验对象，设计天然药物化学综合实验项目教学案例。实验内容涵盖金花茶有效成分的定性、定量分析，提取、分离、纯化，化合物结构鉴定，生物活性评价四个部分。根据基于OBE理念的项目式教学法，以学生为中心，将实验内容模块化，学生自主选择模块，在教师指导下进行模块组合，完成文献检索、实验方案设计、实验过程实施和结果分析与讨论等内容[11]。

（一）  背景知识学习

需要先了解和掌握天然药物化学的基本概念、理论、技能，包括植物化学成分的提取、分离、结构鉴定等。

（二）  实验方案设计

指导老师将金花茶实验项目内容模块化，各小组自主选择实验模块并设计相应的实验方案。具体模块如下（图1）。①必选模块。实验安全教育学习及准入考核，该模块为前置模块，考核合格后才可进行后续实验。②实验内容模块组合。各小组同学结合自身能力和兴趣，选择实验内容模块组合，包括如下几个组合。

1）有效成分提取模块。在教师指导下，查阅天然药物化学相关书籍、天然药物提取分离、金花茶化学成分研究的相关背景文献，了解金花茶植物中所含化学成分类型及特征，根据含量测定和有效成分分离纯化的模块内容，选择合适的提取方法。

2）含量测定模块。金花茶中主要含有黄酮、三萜、酚类及叶绿素类成分，学生在四个含量测定内容模块中自由选择两个模块，通过查阅相关文献和书籍，设计相应的实验方案，并将初步实验方案上传至课程群供指导教师审核，该方案经审核确定后，其他小组同学不能同时采用相同方案。例如，A小组同学选择了金花茶总黄酮含量测定的模块内容，方案拟采用AlCl3-NaOH-NaNO2显色法进行测定，其他小组同学如同时选择了总黄酮含量测定的模块内容，则不能再次使用该方法。

3）有效成分分离、纯化模块。各小组自由选择对金花茶总黄酮、总萜、多酚和总叶绿素中的两种进行富集、分离纯化，或对金花茶中含量较高的芦丁、齐墩果酸、儿茶素和叶绿素a等某一单体成分进行分离纯化。由于单体化合物的制备具有一定难度，花费时间较多，可对选择分离纯化单体化合物的小组实验成绩总分上浮10%。

4）单体结构鉴定模块。各小组选择NMR、IR、MS等不同测试方法对分离得到的单体化合物进行结构测定与数据分析。对没有选择制备单体化合物的小组，由教师指定化合物进行结构测定。

5）生物活性测试模块。金花茶具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤和抑菌等生物活性。各小组根据选择的实验内容模块，在文献基础上，根据提取物、化合物或总成分性质，结合药理实验中的细胞体外药物敏感性实验的方法，选择两种不同的生物活性进行测试。

各小组根据选择的实验内容模块完成实验方案设计，提交指导教师审核，审核通过后，指导教师讲解实验操作过程中需要注意的关键点，小组成员可通过群共享书籍、文献、慕课、多媒体教学资源学习实验操作和仪器设备使用；若提交的实验方案不完整或存在弊端等问题，指导教师判断无法进行，则及时向小组成员提出质疑，并指出并解释实验方案中存在的问题，小组应及时修改方案重新提交至审核合格。

（三）  实验过程实施阶段

各小组按照指导教师审核通过的实验方案进行操作，完成拟定的实验模块内容。在此阶段，指导教师需要对学生的实验操作进行指导和监督，及时指出不足或纠正错误。

（四）  数据分析与讨论

各小组完成选定的实验模块内容后，进行数据处理并提交，教师将根据实验模块内容对各小组实验数据实行分类，并进行小组间对比，各小组分析讨论自己组数据与其他组数据产生差异的原因，找出影响实验结果的主要因素或评估实验过程中的哪些步骤需要改进，有助于学生更好地理解实验全貌，以达到实验项目培养目标。同时，鼓励学生进行讨论和交流，分享小组和个人的发现和想法，借此培养学生的批判性思维和问题解决能力。另一方面，指导教师根据实验数据提供反馈和指导，帮助学生正确理解和分析实验结果，鼓励学生积极制定改进措施。

（五）  评估反馈

教师根据实验方案设计30%+实验操作30%+数据分析30%+实验报告10%+浮动加分对实验项目全流程进行评价。

①实验方案设计：从实验目的是否明确、问题陈述是否清晰、方案设计是否合理和文献书籍调研是否充分四个方面进行评价。②实验操作：对实验器材选取的正确性、使用的规范性和熟练度、实验流程完整性、实验习惯、职业素养、安全意识和应急处理能力方面进行评分。③数据分析：对实验数据真实性、完整性、准确性和分析与讨论的合理性进行评分。④实验报告：对实验目的、流程、数据分析和实验总结几个方面进行评价。

三  基于OBE理念的项目式实验教学方式对学生核心素养的影响

增强学生解决问题的能力：以实际问题为核心，学生需要运用所学知识和技能，通过实验探究解决问题，实实在在地提高解决问题的能力，促进对所学专业知识的理解和应用。

培养团队协作能力：小组形式完成实验项目，学生需要与同伴合作，共同解决问题，可以提高其团队协作能力，学会与他人合作、交流与共处。

提升创新思维和创新能力：注重学生的自主性和实践性，学生需要在探究过程中发现问题、提出问题并尝试解决问题。这种教学方式可以提高学生创新思维和创新能力，促进学生的个性发展和全面发展。

促进学科交叉和知识融合：实验内容通常具有多学科、多领域的知识共存特点，可以帮助学生将不同学科领域的知识融合在一起，促进学科交叉和知识融合，提高学生的综合素养。

培养自主学习和终身学习能力：以学生主体，需要学生自主探究、自主思考、自主解决问题，有利于培养学生自主学习和终身学习的意识和能力。

四  结束语

通过引入OBE理念的项目式实验教学方法，结合广西地方特色药食两用天然植物资源金花茶，通过实验内容和数据分析模块化，采用多元化评估方式，设计天然药物化学项目式实验教学案例，教学实施效果良好，有利于培养和提高学生的专业技术应用能力和创新精神。该教学案例的实践探索为制药工程、药学、中药学的天然药物化学实验教学提供了借鉴，同时为高等院校开设专业实验项目教学、结合地方特色资源开发教学案例提供参考。

参考文献：

[1] 石戴镕，刘攀.着力增强高校基层党组织政治功能和组织功能推进新时代“育人、育才、育干”三位一体深度融合[J].学校党建与思想教育，2023（19）：8-11.

[2] 孙建博.基于OBE理念的天然药物化学在线教学改革[J].药学教育，2023，39（5）：53-56.

[3] 顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[4] 李祺，徐天一，李孟国，等.项目式实践教学与课程思政的融合探索——以电工电子综合课程设计课为例[J].大学教育，2023（3）：84-86.

[5] 陈久强，崔文婷，高巍巍.基于OBE理念的“理实一体项目式教学”实践探索[J].计算机教育，2022（12）：214-220.

[6] 邹汉波，杨伟，陈胜洲，等.化工专业项目驱动与O2O融合教学模式的实践与思考[J].化工高等教育，2022，39（6）：68-74.

[7] 李华，梁永波，杜晓霞，等.“医学电子仪器设计”课程的项目化教学设计与实践[J].科教导刊，2023（2）：93-96.

[8] 康海仙，陈伟杰，陈维春.“从头到尾”的主动参与式核心实验课程教学改革[J].基础医学教育，2023（10）：885-889.

[9] 赵呈领，贾永娜，程明凤.基于任务驱动教学法的现代教育技术实验课教学设计研究[J].现代教育技术，2011，21（1）：142-146.

[10] 曹双双，李超，李鑫，等.基于SSM框架的教育技术学专业实验课程评价系统的设计研究[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2019，39（1）：30-34.

[11] 宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：91-93，132.