OBE 理念下环境微生物实验教学改革设计与实践

OBE（Outcomes-based Education）理念即成果导向教育理念，其核心是从重视资源投入的传统教育转变为重视学生“产出”，以预期学习产出为中心，组织、实施和评价教育的结构模式，是工程教育专业认证的三大基本理念之一 [1]。2006 年，我国教育部、工程院联合成立了“全国工程教育专业认证委员会”，开始对化工、机械、食品、环境等专业进行高等工程教育专业认证试点工作。目前很多高校积极探索OBE 理念在教学中的应用，获得了一些实践经验[2-3]。

环境工程微生物学实验是环境工程专业的核心专业基础课，本课程的应用性和实践性很强。通过本课程的学习，可以使学生获得环境微生物学实验技术的基本操作和技能的训练，使学生具有从事相关学科的基础理论研究与实际生产应用的知识与能力。但目前在高校微生物实验教学中，大多数仍然采用传统教学模式，主要存在教学内容简单、教学模式单一等问题，无法满足工程教育认证对应用型、实践型及创新型人才培养的需求。

针对传统教学存在的问题，基于 OBE 理念，本课程教师坚持以学生为中心，以学习成果为导向，优化课程考核目标，对教学内容、教学模式进行教学改革的探索与实践，以提升课程教学效果。

1 优化课程考核目标

OBE 理念下，课程目标的确定要依据毕业要求。课程具体目标（见表1）如下：

2 OBE 理念在教学中的实施

2.1 以成果为导向，构建分层次的实验教学内容体系

本课程以支架式教学理论为依据，将实验项目划分为三个层次，即基础性实验、综合性实验、设计性实验。从宏观上将基础性实验视为综合性实验的支架，综合性实验视为设计性实验的支架。在具体实施过程中，又以任务为导向，分别搭建不同形式的学习支架，使学生在实验课程的学习过程中同时实现理论知识 + 实验技能、实验技能 + 实验设计的整合，为培养既有扎实的微生物学理论基础，又有较强创新能力的“应用型”环境污染治理综合素质人才的培养目标奠定基础。

基础性实验部分主要搭建技能训练、实验理论基础。细化实验方案，通过视频资源演示示范重要的操作技术，使学生在验证重要基础理论的过程中，牢固掌握相关基本的微生物学实验技能，夯实基础，如显微镜观察方法、细菌计数法、微生物染色等。

综合性实验部分主要搭建问题引导支架，设置一些能够重复训练基本技能的实验，如培养基的配制环境中微生物的检测，该实验涉及多个基本单项实验：消毒与灭菌，无菌操作技术、菌株的分类鉴别鉴定等。该过程需要教师启发、引导，让学生主动学习和探讨。学生用心体会每一个实验环节，既巩固了基本操作技能，又能锻炼综合分析能力，在“框架内”提升综合素质。

设计性实验部分主要搭建建议支架和能力支架，以创新能力的培养为主要目标，分小组自选研究内容，完成文献的查阅、方案设计、实验准备和操作、互动讨论等任务，从而完成知识建构。

2.2 以学生为中心，创建多资源融合的线上 + 线下混合式教学模式

教学过程以任务为导向，以教师为主导，学生为主体，充分利用网络资源，在课前、课中、课后 3 个环节开展线上 + 线下多资源融合的混合式教学模式改革。

第一个层次基础性实验主要侧重基础性实验技能的掌握。教师利用雨课堂的功能将平台分为互动交流模块、测试模块和自学模块。自学模块利用网络平台将优质的网络学习资源推送给学生，内容多样、生动活泼，增加了教学内容的厚度，让广大学生学习更加容易，从而有效提升学生的学习高效性、自觉性。测试模块主要训练学生对基础实验原理和技能的掌握，学生在完成预习任务后进行自测检验效果。交流互动模块学生可以就自己感兴趣的话题，或者预习中存在的疑问发言，实时互动。

第二个层次综合性实验在掌握了基本实验操作技能的基础上，实验内容进行了知识整合，难度有所提升。课前，教师利用雨课堂将多种形式的学习资源推送给学生，学生自主安排时间进行线上预习。课上，老师只对实验步骤、注意事项等进行重点讲解和必要的示范。学生在课上分组开展实验，各组内同学互相录制操作视频，并发到网上进行互相评分。实验结束后选取有代表性视频集体观看、学习讨论、教师点评，以加深学生对实验规范操作的掌握。

第三个层次设计性实验在基础性、综合性实验所学习实验技能的基础上，分小组进行问题调研和实验方案设计。课堂上各小组进行汇报并研究讨方案的可行性，教师负责把握方案的方向。本部分教学面向问题，引导学生将所学理论和技能进行综合运用，将所学知识与具体问题情景相联系，通过小组协作学习和研究，确定实验方案、具体实施、解决实际工程中存在的问题。

3 教学改革成效

通过教学改革的实施，学生的学习兴趣显著提升，成效显著，教学效果较好，近 3 年来学生成绩、优良率逐年提高。同时本门课程开设后，极大地激发了学生自主学习的积极性，很多学生在完成课程学习以后对微生物学的学习和研究保持了持续的热度，积极参与各项大学生科技立项研究和创新实践能力竞赛，取得卓著的成绩。通过这些教学改革措施的实施，学生能够将所学知识在较高的层次上得到检验和提高，有效提升了实践创新能力和研究能力；同时使学生的分析解决问题能力、团队合作能力也得到很好提升。

4 结束语

基于 OBE 理念，本课程以工程教育认证的毕业要求为依据，进行了环境工程微生物学实验课程系列教学改革。本课程的教学改革优化了课程目标，改革了教学方法和教学模式，充分保证了课程目标和毕业要求的达成。通过教学改革，大大增加了学生的学习兴趣，不仅使学生系统地掌握了微生物实验研究的原理方法，培养了创新能力和意识，科学素养与环保素养也得到提升。

参考文献:

[1] 宋晓红 , 李艳红 , 张立浩等 .OBE 理念下的《环境工程微生物学实验》教学改革与实践—以桂林理工大学为例 [J]. 高教学刊 ,2020(07):136-138.

[2] 廖文超 . 基于 OBE 理念的“生物医学工程”教学模式研究 [J].教育教学论坛 ,2020(17):236-237.

[3] 胡磊 , 纪靓靓 , 袁旭因 , 等 .OBE 理念驱动的环境监测实验教学改革尝试 [J]. 教育现代化刊 ,2016(25):44-45.

基金项目： 2023 年校教研项目；项目编号：JY23-76