基于OBE-CDIO理念的水质理化检验教学体系设计与实践论文

2024-06-15 14:07:28 来源: 作者:liangnanxi
摘要:水质理化检验是卫生检验与检疫专业的重要核心课程,以往传统教学模式存在需要改进的问题。因此,通过不断实际探索,文章基于OBE-CDIO理念,以培养基本理论知识扎实、创新实践能力强、综合素质高的卫生检验与检疫人才为目标,设计线上线下混合式教学体系,在落实立德树人根本任务的同时,完善教学内容,强调以学生为中心,创新多元化考核评估方式以提升学生自主学习兴趣。实践结果表明,学生对基于OBE-CDIO理念的线上线下混合式教学模式满意度高,育人效果良好。
摘要:水质理化检验是卫生检验与检疫专业的重要核心课程,以往传统教学模式存在需要改进的问题。因此,通过不断实际探索,文章基于OBE-CDIO理念,以培养基本理论知识扎实、创新实践能力强、综合素质高的卫生检验与检疫人才为目标,设计线上线下混合式教学体系,在落实立德树人根本任务的同时,完善教学内容,强调以学生为中心,创新多元化考核评估方式以提升学生自主学习兴趣。实践结果表明,学生对基于OBE-CDIO理念的线上线下混合式教学模式满意度高,育人效果良好。
关键词:水质理化检验;OBE-CDIO;卫生检验与检疫;混合式教学
1概述
水质理化检验是沈阳医学院卫生检验与检疫专业的重要必修课,也是本专业的核心课程之一。其以分析化学、仪器分析等课程为依托,采用多种化学分析、仪器分析手段对水质物理指标、无机非金属指标、金属指标、有机污染综合指标、有机物指标等进行检测以及包括水质的现场快速检测。水质理化检验涵盖的课程内容贯穿于环境质量检测和评价的全过程,具有知识点繁多、复杂的特点,是一门实践性强、专业性强的课程,较难被学生理解和掌握。
随着经济的快速发展,我国面临的环境问题日益复杂和多样化,水污染问题层出不穷,这对卫生检验与检疫人才提出了新的挑战和更高要求。目前,卫生检验与检疫专业的学生普遍呈现理论知识有限,实践创新能力不足的现状,因此,探索优秀的教育理念,以期能培养出专业知识完备,综合实践能力和创新能力强的复合型卫生检验与检疫人才的教学改革势在必行。
OBE(outcome-based education)教学理念,指的是成果导向教育,其以“学生为中心,成果为导向”。OBE教育理念解答了“培养什么人”的问题,其强调学生对知识内容理解后所展现出的认知应用能力,为将本科生培养成岗位胜任力强的高素质人才提供了有效的途径[1]。CDIO(conceive design implement operate)教育模式,由conceive(构思)、design(设计)、implement(实现)与operate(运作)构成,是工程领域教育教学改革的最新研究成果。CDIO教育模式解决了“如何培养人”的问题,其注重将学生理论学习和实践应用高度融合,通过引导学生主动学习并不断实践,提升学生实际应用能力[2]。将OBE与CDIO两种理念相融合,更能有助于培养社会需求的应用型人才。目前,OBE-CDIO教学理念已在控制工程、计算机应用等课程中进行应用,但还未有卫生检验相关专业课程的实践[3-4]。因此,本设计将OBE-CDIO理念应用于水质理化检验的教学设计与教学实施中。
2水质理化检验课程设计
2.1水质理化检验课程培养目标
水质理化检验重“实践性”,传统的“教师主导”型教学模式易限制学生的想象力,使实践与理论衔接弱化。基于OBE-CDIO理念,构建交互混合式教学设计过程,以培养基本理论知识扎实(知识层面)、创新实践能力强(能力层面)、综合素质高(素质层面)的卫生检验与检疫人才为目标。
2.2水质理化检验课程设计方案
2.2.1教学内容整合优化
水质理化检验课程内容繁多,涉及多种水质指标的检测,然而每种指标在水样前处理和检测方法上具有一定的共通性。传统教学方式常单独介绍每一指标的水样前处理方法、检测手段和注意事项,然而随着教学进程的推进,学生对多种水质指标的检测方法逐渐混淆,不利于记忆的同时也降低了学生的学习热情。因此,本设计将教学内容整合优化,通过知识对比让学生总结规律,比如具有相似化学性质检测对象的样品前处理方法整合、检测方法整合等,在简化知识内容的同时增强学生创新思维能力和解决实际问题能力。
2.2.2构建实践能力为核心的理论教学体系
水质理化检验理论教学内容具有抽象、不易理解、枯燥的特点,依赖于板书和课件的传统输入式教学方式易使学生学习兴趣下降,教学效果差[5]。本设计将被动输入知识的课堂向输出为主的课堂转变,让学生成为提出问题而主导学习的角色,在实践中寻找答案,激发学生主动思考的积极性,比如借助环评云助手App,让学生自行查阅检验标准,相互补充并提出问题,最后教师总结归纳。此外,将封闭课堂向实验室延伸,即将小型快检设备或某一仪器构件(如色谱柱)等引入课堂,使理论知识与学生实际操作相衔接,使理论和实践真正成为一个整体,提升学生学习兴趣,使学生更好地理解掌握教学内容。
2.2.3落实立德树人根本任务
水质理化检验是环境质量控制过程中的一个重要环节,和生态安全以及人民群众的安全密切相关。卫生检验专业人员作为“守护人”的角色,要有良好的职业道德,因此,本设计将引导学生树立正确价值观,明白卫检工作的重要性,培植爱国情怀、科学精神和使命感。
2.2.4线上线下混合式教学模式的构建
在教育信息化背景下,线上线下混合式教学模式能更好地调动学生学习积极性,提高学生自主学习能力。鉴于此,根据课程章节特点和知识点难易程度采用基于OBE-CDIO的混合式教学模式,以实现培养卫生检验高级人才的目标。
2.2.5创新多元化考核评估方式
传统以期末笔试考试成绩为主的课程成绩评定方式往往导致学生平时学习不认真,考前临时抱佛脚,对学生的综合能力难以考量。因此,本设计将开展以能力为导向的多元评价,突出学生学习能力、实践能力和创新能力的考核,建立多元化考核评估方式。
3水质理化检验课程内容安排
3.1课程实施内容
以第五章金属指标为例,开展基于OBE-CDIO理念的水质理化检验线上线下混合式教学设计,具体课程实施可分为课前准备、课堂实施、课后提升三部分:
(1)课前依托长江雨课堂教学平台,学生可登录平台获取课件、思维导图、慕课、微课以及课前测试,实现主动学习。教师通过在后台监督,进行线上答疑讨论,使得学生及时获得反馈,随后在课堂上“以问为引”,加深对知识点的理解记忆。之后,向学生发布预习任务书,借助环评云助手App,使得学生利用碎片化时间随时随地进行课前自主预习,通过在软件上搜索检测对象、检测指标、检测方法等查阅水质检测标准,同时也可获取有关环境保护科普知识、法律法规、技术解析等最新资讯,在了解水中重金属污染物危害的同时,快速获取检测方法以及相关注意事项,增强学生学习参与度。在此基础上,教师根据预习完成情况,收集问题,总结学生线上预习情况,引导学生更好地理解水质检测指标的测定原理、测定步骤和监测意义。
(2)课堂实施首先从2018年石滩村血铅超标事件讲起。在此基础上,以小组为单位分别汇报重金属离子的来源和危害,教师点评并总结水体中重金属离子超标对人民群众的健康和生活造成的危害,让学生意识到水质检测的重要性,提升学生的社会责任感和职业认同感。同时,将课前学生自行查阅的重金属指标检测标准(借助环评云助手App)进行汇总,不同小组可补充或提出疑问,教师解答并进行知识解锁,从中梳理出共性问题和个性问题,有针对性地引导学生寻找答案。比如金属指标中汞、镉、锌、铅金属离子性质相近,将其样品前处理方法、测定手段和注意事项整合归纳,找到相同之处和不同之处,总结区别存在的原因并与学生互动讨论,通过总结对比加深理解记忆金属指标的测定方法。在此基础上,引导学生在分析问题时,可针对性质相近和性质不同的检测对象探索不同解决问题的方式,以此提高学生分析问题和解决问题的能力。
在知识点讲授之后,依托雨课堂平台发布随堂检测练习,能够即时、自动反馈答题情况,根据测验结果考查学生实际掌握知识点状况,对学生尚未掌握的知识点进行点拨,真正实现传道授业解惑。最后,引入最新水质检测相关文献和科研热点话题,以此促进学生应用多种文献检索网站,如中国知网、PubMed等查阅水质分析检测相关研究进展,将科研融入课堂教学,实现从课内到课外的学生科学素质的提升和创新思维能力的增强。如分享分析科学学报期刊发表的采用离子色谱-电感耦合等离子体质谱技术,实现对环境水中10种形态砷、铬、溴、碘的同步分离测定的文章,引导学生要学会采用合适的分析手段检测不同形态的金属离子[6]。此外,通过介绍《Carbohydrate Polymers》期刊发表的新型环糊精聚合物吸附分离水中重金属离子和有机污染物的文章[7],吸引学生关注水质检验中的新方法新技术,激发学生科研兴趣,增强学生“科研敏感性”。
(3)课后通过单元测验、知识拓展性视频、科学任务拓展训练等实现综合能力提升,最终实现知识转化学以致用的目的。在线上方面,学生可自行观看雨课堂平台上上传的科普视频,实现线上知识拓展和科普素养的提高;在线下方面,教师与学生结成科研小组,开展科学研究训练,如参与教师科研子课题或大学生创新创业项目。通过真正的科研实践培养学生科研思维,团队协作能力和解决问题的能力,促进课程理论与科研实践紧密结合,以科研反哺教学,以教学带动科研,全方位实现人才培养。值得一提的是,在教学改革实践过程中,引发了学生对环境保护相关研究的浓厚兴趣,主动联系授课教师参与了2023年“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,获得了省级二等奖的荣誉。
3.2课程实施设计图
课程实施设计图如图1所示。
3.3课程考核评价体系
为开展以能力为导向的多元评价,强调学生综合能力的培养(包括学习能力、实践能力和创新能力),基于OBE-CDIO理念的水质理化检验线上线下混合式教学考核评价体系由形成性评价和终结性评价有机结合的方式组成,具体成绩构成如下:
(1)线上线下平时学习评分占20%,具体包括线上雨课堂平台视频学习与讨论(5%)、线上线下测试题(5%)、小组讨论或翻转课堂表现(10%)。
(2)线下实验成绩占20%,具体包括实验报告的书写(10%)和实验操作能力(10%),主要考核学生实验操作的规范性、实验结果的准确性以及报告书写的正确性等。
(3)理论笔试成绩占60%,以便于考查学生对知识点的理解和掌握情况。
通过形成性评价和终结性评价有机结合的方式,能够更好地调动学生学习积极性,更系统地评价教学效果,全面考查学生的综合能力。
4课程初步实施及效果评价
4.1学习效果得到提升
教学团队采用问卷星平台向2020级卫生检验与检疫专业55名学生发放了对水质理化检验“基于OBE-CDIO理念的线上线下混合式教学模式”评价的调查问卷,回收有效问卷55份,有效率为100%,反馈评价结果如表1所示。总体来看,大多数同学认为该教学模式有助于激发学习兴趣,有利于提高学习效率,对理论学习和实践能力的提高大有帮助。在教学融入的思政内容方面,大多数同学认为融入思政内容的方式合理且思政内容对学习生活有较大帮助,说明大部分同学对“基于OBE-CDIO理念的线上线下混合式教学模式”较为满意。
表1学生对“基于OBE-CDIO理念的水质理化检验线上线下混合式教学模式”的评价
4.2科研素养得到加强
对卫生检验与检疫专业学生的毕业论文环节进行调查,96.36%的学生认为OBE-CDIO理念的水质理化检验线上线下混合式教学模式对毕业论文中文献的调研、论文方向的选取和论文的书写等起着积极的促进作用,使得学生的科研思路更加具有逻辑性,书写更加具有规范性,加强了学生的科研素养。
5结语
本研究基于OBE-CDIO理念,借助长江雨课堂平台和环评云助手App,构建了水质理化检验线上线下混合式教学模式。通过该教学模式,统筹利用教师和学生的线上线下时间,实现了课内外信息的互动交流,强化了以学生为中心的教育观念,不仅激发了学生的学习兴趣,还有助于提升学生的创新实践能力和综合素养,为创新型、综合型、应用型卫生检验人才的培养提供了新视角。此外,基于OBE-CDIO理念的混合式教学模式在卫生检验与检疫专业中的探索还在起步阶段,针对教学目标和教学体系的不断优化,今后将持续跟踪并完善教学改革中遇到的问题,以期丰富卫生检验与检疫专业教育教学研究,为其他领域的教改研究提供参考。
参考文献:
[1]赵美卿,张立仁,赵丽.基于OBE-CDIO机械电子工程专业人才培养模式的研究[J].科技经济导刊,2020(33):86-88.
[2]赵龙山,王洋,熊志立.基于OBE-CDIO分析化学专业人才培养模式的研究—以沈阳药科大学分析化学教学为例[J].广东化工,2021,48(7):206-207.
[3]李小红,常振云,朱旭育.基于OBE-CDIO的多元化课程考核模式研究—以“Java程序设计”课程为例[J].现代信息科技,2020,4(15):179-182.
[4]张丽,介婧,朱文.基于OBE-CDIO理念的自动控制原理课程教学改革探索与实践[J].高教学刊,2021,7(36):128-131.
[5]郭连莹,姜梦琪,于叶,等.基于OBE理念的食品理化检验课程教学体系设计及实践[J].化工管理,2023(28):22-25.
[6]杏朝刚,王娇娇,黄锦春,等.离子色谱-电感耦合等离子体质谱同步分离测定环境水中砷、铬、溴、碘的10种形态[J].分析科学学报,2023,39(2):207-212.
[7]BIE W,ZHANG S,ZHANG L,et al.Thioether-functionalized porousβ-cyclodextrin polymer for efficient removal of heavy metal ions and organic micropollutants from water[J].Carbohydrate polymers,2024(324):121509.
