基于OBE理念的SPOC物理化学实验教学改革探索
吴佳雯
（广西民族大学 化学化工学院，广西 南宁）
摘 要： 针对目前物理化学实验教学的现状和弊端，引入OBE教育理念，结合SPOC现代教育技术，从教学模式转变、考核方式转变和实验室开放等三个方面对物理化学实验改革进行了探讨。
关键词： OBE教育理念；物理化学实验；教学改革
物理化学是四大基础化学课程之一，是“新工科”概念下培养化学化工类专业人才实践创新能力的关键核心课程，主要包括理论和实验两部分[1,2]。物理化学实验课的学习不仅能帮助学生巩固理论知识，加深理解，还能提高学生的动手能力，培养学生的科研能力以及分析处理问题的能力。然而传统的物理化学实验教学模式比较单一，通常是老师讲解实验步骤及注意事项，学生机械重复实验，不能充分调动学生的学习积极性，教学效果不甚理想。2017年2月召开的高等工程教育发展战略研讨会上提出了“新工科”概念，这就要求相关的专业人才培养需要进行改革以适应新的要求，作为化学化工类专业基础课的物理化学实验教学改革势在必行[3,4]。
更新改造前，唐山全市范围内泵站能耗大约为 7～8kWh/（kt·m）， 距部颁泵站能源单耗 e＜5kWh/（kt·m）的标准相距甚远，机组效率衰减到额定效率的60%左右。改造后，能源单耗明显降低，机组效率平均提高15%左右，单是上述4个站每年即可减少耗电 22万 kWh。
OBE（全称： Outcomes-based Education），即成果导向教育，在1981年提出后获得了极大的认可及广泛的应用，发展到现在，已经形成了一个相对成熟完善的体系，至今仍是欧美国家教育领域十分流行的教育理念[5]。该理念以学生为主体，目的是让学生获得知识和技能，是以产出为导向的，有利于培养创新应用型人才。这与教育部最新发布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》里三大原则之一的“突出产出导向”相符合，因此把OBE理念融入高校教学具有重大意义[6]。
SPOC（全称：Small Private Online Course），即小规模限制性在线课程，是一种新型的教学方式[7]。只要有互联网，学生可以随时随地学习，有利于培养学生的兴趣，调动起学习的积极性，可以弥补传统教学模式产生的教学分离、学生被动性学习等不足[8-10]。
方案一：谷物即为粮食。不再将谷物、豆类和薯类合并称为粮食，用谷物替代原有的“粮食”，并继续执行国家统计局制定的《统计用产品分类目录》，将谷物、大豆、杂豆、薯类与油料、糖料、蔬菜及食用菌等并列统计。这里谷物包括稻谷、小麦、玉米、小米、燕麦、黍、高粱、荞麦等。同时，将木薯纳入薯类统计，所有薯类按照鲜重计算，不再进行折算。
一 传统物理化学实验教学模式存在的问题
随着高等教育的发展，人才培养模式逐渐转变为应用型，实践及分析解决问题的能力已成为重要考核指标。但目前物理化学实验教学中存在不足，不利于培养创新应用型人才，主要包括：①教学模式陈旧，往往遵循固定模式，即学生预习，老师讲解及演示实验，学生操作，记录数据，撰写实验报告。整个教学过程中学生处于被动学习状态，实验报告常常存在抄袭现象。这种教学模式无法调动学生的积极性，不利于培养学生的科研能力和创新实践能力，难以满足新时代、新形势的要求。②教学手段落后，停留在老师讲述和学生被动接受的阶段，未结合现代教育技术，与理论课授课形式相似，以至于让学生有种实验只是理论的实物化演示的错觉，造成学生对实验课不够重视，从而影响教学效果。③考核指标单一片面，成绩以实验报告成绩为主，缺乏全过程的评价。教学过程中老师和学生的互动较少，对学生的能力缺乏全面的观察和评价。
二 基于OBE理念的SPOC物理化学实验教学改革
（一）教学模式的转变
OBE教育理念是以学生为主体，强调合作学习，是以学习成果为导向的。传统的教育是以教师为主体，学生只是参与者，处于被动接受状态。学习过程中，学生容易觉得教学内容枯燥乏味，注意力不集中，教学效果不理想。这就要求我们要把教学模式由“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。
多年后的今天，广州日报传媒副总经理、董事会秘书郭献军回忆起出版“97版”报纸时感慨道，那时集团只有4台小型印报设备，一次最多印刷8个版，印刷速度仅有每小时40万对开张。当时生产条件如此简陋，广州日报人硬是克服各种困难，以大无畏的气概在“小米加步枪”的条件下，把报纸印了出来。“97版”见报当天，场面火爆，万人空巷排队求购，以致警察都出来维持秩序。进入大报阵营后的广州日报从此踏上了发展快车道，逐步将版面数量、经济效益做到了地方报业中最大、最好，高峰时发行量达到180万份，2000年千禧日版面曾达到过200版。
课后，学生撰写实验报告，完成SPOC平台上的课后讨论题及实验有关的测试题，如学生答题错误，系统提示并给出正确答案及详解，有利于学生更好地掌握知识点，测试结果作为课程考核成绩的一部分。
建立科学严谨的实验成绩考核方式，提高平时成绩的比例到60%，强调过程考核，平时成绩包括考勤、预习、SPOC平台小测试、实验操作、数据处理等。期末成绩占40%，采用理论和操作结合的方式来进行，实验操作考试不固定考题，以随机抽签的形式确定，督促学生自觉掌握所学的实验内容。
课前预习。预习的主要目的是了解实验内容，掌握知识点，培养自我学习的能力。目前学生大多通过阅读实验教材或查阅资料这种形式进行预习。物理化学实验仪器多种多样，且不同学校所用的实验仪器不同，实验教材很难具有普适性。如一级反应蔗糖水解动力学实验，步骤较多，操作繁琐，测试精度高，时效性强。学生在预习阶段如果只通过阅读实验教材这种形式，很难达到预期的预习效果，以致于实验过程中经常出现对实验内容一知半解，实验操作手忙脚乱的现象。且物理化学实验学时有限，在有限的上课时间内，学生不仅要接受大量的理论知识，还要记住繁琐的实验步骤和注意事项，导致学生对实验内容不能完全消化，往往是走马观花式学习，过后就忘，对知识没有深入的了解，不利于培养学生分析解决问题的能力。SPOC平台可以帮助学生更好更有效地进行预习。物理化学实验任课教师预先在实验室拍摄8-10分钟的实验操作小视频，将相关实验材料上传到物理化学实验SPOC平台，比如ppt、flash动画等。学生通过观看SPOC平台上的视频等进行预习，可以预先了解实验常用的仪器及使用方法，对实验内容有更具体直观的认识。实验前要求学生在SPOC平台上完成预习测试，预习测试设置10道较简单的选择题，将预习测试的成绩作为考核成绩的一部分。教师查看学生回答问题情况获知预习效果，容易出错的题目可在课程中有针对性地重点讲解。同时预习过程中学生有疑问可以直接在平台提问，老师在线答疑。这样预习方式不仅增加了教学互动，调动了学生学习热情，引发了学生的学习兴趣，也培养了学生自主学习和独立思考的能力。在物理化学实验燃烧热的测定实验前，环境工程专业共43人通过SPOC平台进行预习，95%的学生认为与传统模式相比，SPOC平台形式新颖直观，提高了学习主动性和积极性，所有学生均完成了测试。通过测试老师更容易把握学生的预习难点和疑问，做到有针对性的教学，从而达到更好的教学效果。
引起疼痛的最低刺激量，被称为痛阈，每个人的痛阈是不同的。因此人体对疼痛的敏感性和耐受性也存在个体性差异[20]。临床可以使用测痛仪获得人体对压力刺激、热刺激和电刺激痛阈的客观数据。痛阈受个体年龄、性别、生理、心理状态、人种和宗教背景等多种因素影响[21]。同时疼痛具有保护机体避免伤害的作用，通过对痛阈分析，有助于术后疼痛耐受性的预测和止痛药物的选择。对痛阈和疼痛基因的关系、痛阈和疼痛耐受性的相互关系、痛阈分析和止痛效果评估的关系等问题，有待进一步明确和深入研究。
（二）考核方式的转变
在教学过程中，以学生为主体，教师起辅助作用。将学生分成2-3人的实验小组进行实验，实验开始前设置讨论环节，学生提出预习过程中的疑难点，和小组同学、老师讨论，解除疑惑后再进行实验。实验过程中有疑问的地方，可以查看SPOC平台上的相应步骤视频反复观看学习。如遇到不能解决的问题，可以和老师或同学讨论，寻求解决办法。燃烧热的测定实验中， 我们讨论了燃烧丝的安装，燃烧丝的安装是实验的关键步骤，安装不正确导致点火失败，从而会导致实验失败。经过讨论，学生理解了燃烧丝的安装不能过紧或过松的原因，过紧燃烧丝容易断裂，过松容易接触到样品锅。在课堂中设置讨论环节，有利于增加教学互动，培养学生主动思考、提出问题、分析问题的能力，这也是OBE教育理念所倡导的。
在物理化学实验教学中结合SPOC平台有利于这种教学模式的转变。物理化学实验教学应当是一个完整系统的过程，主要包括课前预习、课中指导、课后考察，并实现线上教学手段和线下实践的有机结合。具体实施方案如下：
课程结束后，对SPOC线上及线下结合的教学模式进行调查，从学生反馈的意见中发现问题，改善不足。
（三）实验室开放转变
OBE理念强调实践教学，SPOC平台增加了实践教学的便捷性、灵活性。如果要最大限度地贯彻OBE教育理念，充分利用SPOC平台，就需要实验室实行开放管理。实验室开放有利于培养学生分析解决问题的能力，还能激发学生的科研热情，提高自主学习和创新实践能力。实验室开放包括时间和内容的开放，实行全天候开放，鼓励学生走进实验室动手操作，给学生提供科研探索的机会，同时也增加了实验室的使用率。鼓励学生以团队为单位进行实验，培养团队合作能力和沟通能力。
三 基于OBE理念的SPOC教学模式的效果
基于OBE理念的SPOC物理化学实验教学模式，以学生为主体，以产出为导向，利用互联网的方便快捷，让学生随时随地参与到课程学习中，激发学生兴趣，增加师生教学互动，在学生中有较高的认同度。该模式可以有效提高物理化学实验教学质量，提高学生独立思考能力，实验操作能力、分析解决问题能力、交流沟通能力、团队协作能力。将现代教育技术手段和互联网结合的实验教学体系改革是高校教学改革的一个重要方向。
实验成绩考核方式的转变有利于督促学生积极参与，让学生对物理化学实验的预习更加重视，提高学生的学习钻研能力，为高效教学打下基础，实现真正的素质教育。
四 结语
主要介绍了基于 OBE 教育理念，引入SPOC现代教学手段，对物理化学实验教学改革进行了探索。阐述了目前物理化学实验教学存在的不足，提出通过改变教育模式、考核方式等激发学习兴趣，提高创新实践能力，培养适应社会需要的高素质应用型人才。
参考文献
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本文引用格式： 吴佳雯.基于OBE理念的SPOC物理化学实验教学改革探索[J]. 教育现代化,2019,6(77)：73-74,96.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.77.023
基金项目： 本文系“2018－2020年度广西本科高校特色专业及实验实训教学基地（中心）建设项目”（文件号：桂教高教[2018]52号），“新世纪广西高等教育教学改革工程项目”（2018JGZ2114），“广西民族大学高等教育教学改革工程项目”（2017XJGZ01），“广西高校中青年教师基础能力提升项目”( 2017KY0164) , “广西民族大学校级科研项目”( 2018MDQN004)“的研究成果。
作者简介： 吴佳雯，浙江衢州人，广西民族大学化学化工学院，硕初。
标签：OBE教育理念论文; 物理化学实验论文; 教学改革论文; 广西民族大学化学化工学院论文;