以学生的学习成果为导向，使教育目标与学生的实际需求和社会需求相辅相成的OBE理念已然成为教育界的风向标^[1]。自2016年中国正式成为《华盛顿协议》成员以来，工程教育改革在成果导向教育（Outcomes-Based Education, OBE）理念的指导下，已成为推动高等教育改革的重要力量^[2]。OBE理念更加重视学生在学习过程中所获得的实际成果和能力的提升，面对社会对工程人才需求的持续增长和变化，基于OBE理念的教学改革已成为工科教育发展的必然趋势，并将继续引导教育实践，以满足未来工程领域的挑战^[3]。

一.   物理化学实验教学现状

物理化学实验是大学化学实验体系中的基础课程之一，它不仅强调实践性，也突出理论知识的重要性。该课程融合了物理学和化学的基本研究方法与工具，将抽象的理论知识转化为直观的物理现象和化学变化^[4]。在实验操作过程中，学生需要运用所学的知识和技能来完成各项操作、解决实际问题，并深入探讨与分析实验结果。这一过程不仅加深了学生对物理化学概念、定律和公式的理解，而且有效促进了他们动手能力和科学研究素养的提升以及创新思维的培养。然而，当前物理化学实验教学过程中普遍存在一些问题：对学生的能力培养重视程度不够：现有课堂往往以传授知识和指导学生完成实验操作为主要目标，而忽略了对学生创新能力、科研能力等综合素质的培养^[5]。

学生的学习积极性没有被充分调动。物理化学实验内容逻辑性强且概念抽象，目前的教学模式单一、内容陈旧，往往使实验课堂显得枯燥乏味。这种状况导致学生在实验过程中仅遵循既定步骤，而缺乏探索和创新的动力和热情，这限制了学生对实验的主动参与和创造性思考。

评价机制单一。现有的评价体系主要将实验报告成绩作为平时成绩的唯一指标，忽略了对学生课堂参与和表现的全面评价。此外，实验报告中的抄袭问题也严重影响了成绩评价的客观性和公正性，这不仅削弱了学生创新和独立思考的能力，也难以准确反映学生的学习成效。

二.   基于OBE理念的物理化学实验教学改革

OBE理念是一种以明确的学习成果为核心的教育模式，其内涵在于以学生为中心，以成果为导向，追求持续改进。这一理念要求教育活动从预期的学习成果出发，逆向设计教学和评估过程，确保教育活动与学习目标的紧密结合。基于OBE理念对物理化学实验教学进行的改革建设，其目标在于构建一个以学生为中心的教学体系，以明确具体的教学目标、丰富的知识体系、多元的学习模式、和完善的评估反馈机制，充分激发学生在学习过程中的主导性，促进学生在知识、能力、素养和品德等方面的全面发展。

一   教学目标的精细化构建

传统的教学目标往往过于宽泛，难以在教学实践中发挥真正的引导作用^[6]。为强化成果导向教育的实施效果，必须对教学目标进行精细化构建，以使其充分发挥指导教学设计、促进学生参与的重要作用。这就要求教学目标不仅要指明学生应该达到什么学习成果，更要确立可量化的评估指标。由此，将物理化学实验的教学目标分为三个核心模块：概念与知识掌握、操作技能与实践应用、综合能力与素养提升，每个实验内容都围绕这三个维度进行精细化构建，使教学目标能够真正发挥其指导意义，并为教学实践提供清晰的评估框架。

以双液系的气液平衡相图绘制实验为例。该实验以双液系的气液平衡状态为核心内容，以气液相图、理想溶液、拉乌尔定律和折射率等理论知识为基础。通过在实验过程中学习使用沸点测定仪和阿贝折射仪，学生能掌握双组分液体沸点和组成的测定方法，进而深入理解溶液的热力学性质。此实验是验证性实验中的经典案例，也是深化学生对理论知识理解的重要实践内容。利用精细化教学目标，教师可以采用逆向设计策略，有针对性地规划教学过程和目标实现途径，包括教学内容的精选、教学设计的创新、教学方法的多样化等，对学生的相关能力进行精准培养。同时，学生也能够根据明确具体的教学目标有的放矢地制定个人学习计划，完成学习成果自我评估，并据此调整学习规划，发展自主学习的能力。

二   课程内容的更新与扩展

在OBE理念指导下，教学内容的更新与扩充是实现教学目标的重要环节，也是当前教学改革的重要任务^[7]。教师需要紧跟社会热点、科技发展，洞察学生兴趣和需求，不断更新和丰富教学内容，构建全面丰富的知识体系。

在双液系气液平衡相图的实验教学中，教学内容的深入和拓展可从以下两个方面着手：（1）理论知识与实际应用的结合：通过引入与相图密切相关的行业案例，展示相图在不同领域的实际应用，如冻干零食对水相图的应用以及太阳能电池板制造过程中相图分析发挥的重要作用。这种案例教学不仅能够增强学生对理论知识的理解，还能够提高他们将理论应用于实际问题解决的能力。（2）实验操作知识的深化：除了传统的教材内容，我们还应该探索双液系体系的选择原则，以及测量组成的替代方法，如折光率法、密度法和饱和蒸汽压法。此外，介绍阿贝折射仪在不同行业中的应用，如食品工业、制药工业及宝石鉴定等，帮助学生理解不同领域的实际需求，拓宽知识视野，实现跨学科的学习。

实施这些策略旨在为学生提供一个更加丰富和多维的知识体系，这不仅能够激发他们的学习热情，还能增强他们将理论知识应用于实践的能力，而教学内容的深化和拓展，则帮助学生构建广阔的知识视野，满足他们对知识深入学习的渴望。

三   教学模式的创新

成果导向教育致力于以学生未来的成就为目标，精心设计并实施教学活动，确保学生在课程结束时能够实现既定的学习成果。其核心点在于激发学生的内在动力，即提升他们的学习主动性。因此，教学改革需要超越传统教学模式的束缚，将学生作为课堂主体角色，为学生营造更加活跃和开放的学习氛围，从而实现多维度、互动性强的学习体验。结合线上线下混合教学模式，构建了以学生为中心的教学框架：对课前、课上、课后三个阶段进行多维度、高度互动的教学设计，进一步提升教学的适应性和动态性。

1   线上线下混合式学习策略

课前学习的核心是构建知识基础和提升学习兴趣。借助线上学习平台的便捷性与灵活性，课前学习以互动式预习任务为主，包括趣味问答、操作视频学习和分配课堂讲解任务等特色内容。预习结束后设置测试题库，检验学生的预习效果，也帮助教师及时调整教学内容。

课堂上，深度学习是掌握能力的基础，而以教促学是实现这一目标的有效途径。为此，将知识讲解与操作演示的任务交给学生，鼓励并帮助学生充分发挥自己的主动性和创造性，通过PPT、视频和现场操作等多种方式展示学习成果。教师则通过提问和引导，促进学生互动讨论和深入思考，在此过程中进行课程内容的补充与思政元素的熏陶。在实验操作阶段，教师则避免事无巨细的指导，为学生营造自由探索和独立解决问题的环境。

课后，学生通过线上论坛进行交流和讨论，可分享实验中的思考或困惑，以及撰写实验报告时遇到的问题，教师则为学生提供专业解答和反馈。同时，设立“反思日志”栏目，帮助学生记录个人的学习体会和改进计划，帮助学生分析自己的学习过程，进而优化学习路径。

2   “趣味问答”与“翻转课堂”

以双液系气液平衡相图实验为案例，具体描述两种创新教学策略的细节：“趣味问答”与“翻转课堂”。在“趣味问答”环节中，科学原理与生活场景的结合，将拉乌尔定律、气液平衡和相平衡等核心概念转化为易于理解和记忆的知识，通过问答的形式向学生传递。这种教学方法既能激发学生的学习热情，也帮助学生加深对基础理论的掌握，具体内容见表1。

表  1  知识点与趣味问答表

	趣味问题	知识点/目标
问题1	为什么某些香水的香味似乎很快就消失，有些香水却能持久留香？考虑到拉乌尔定律，香水中的哪些成分特性会影响其持久度?	拉乌尔定律的学习与应用
问题2	为什么打开碳酸饮料瓶盖时会听到气泡的声音，并且饮料会迅速冒泡？基于气液平衡的原理，饮料中的二氧化碳在不同条件下的行为是如何变化的？	相平衡基础与气液平衡基本概念
问题3	在白酒的酿酒工艺中，为什么需要进行分馏步骤，而这个过程中又是如何利用分馏原理来提高白酒的品质和口感的？	分馏的概念与应用
问题4	为什么在下雨之前我们经常会感到特别闷热？这种闷热感与大气中的水蒸气含量和相平衡有何联系？	相平衡状态的条件和特征
问题5	阿贝折射仪主要基于光的折射原理来测量溶液的组成，它还可以用于宝石的鉴定，你认为是如何鉴定的？	阿贝折射仪的原理及应用
问题6	拉乌尔定律中，组分的蒸汽压根据其在溶液中的摩尔分数来确定，在家庭/班级中，你在用什么样的方式提升自己的“蒸汽压”？	引导学生发现并发挥自己的价值
问题7	当代大学生面临的机遇与挑战是什么？你在大学生活的学习中遇到了什么困难，你认为更好的应对方式是什么？	引导学生积极面对困难与挑战

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“翻转课堂”则是实现深度学习的重要手段。在这一模式下，教师将划分好的知识点（包括知识讲解和实验演示等核心内容）分配给学生，要求他们在课前进行深入学习，并在课堂上以“小老师”的身份展示学习成果，以加强学生对核心科学概念的理解和语言表达能力，具体内容见表2。

表  2  “小老师”备课知识点

	知识讲解与实验演示	目标导向
问题1	环己烷-乙醇平衡相图特点及偏离拉乌尔定律的原因	了解拉乌尔定律在气液平衡相图的指导意义
问题2	如何解释非理想溶液的气液平衡行为与理想溶液的差异	了解非理想溶液正偏差和负偏差的行为
问题3	本体系的相图中单相区、两相区和三相区分别在哪里	熟悉相图的组成，了解其基本元素
问题4	本体系的液相线、气相线、恒沸点分别代表了什么含义	了解相平衡的基础知识
问题5	双液系气液平衡相图在工业蒸馏过程中如何应用	对引导学生将理论与实际相结合
问题6	回流法测溶液沸点的原理是什么	对分馏概念与作用的掌握
问题7	阿贝折射仪的原理是什么，其优点是什么	对阿贝折射仪原理的深入了解
操作1	双液系溶液的配置与操作细节	对基础实验操作的熟练掌握
操作2	阿贝折射仪的使用要点与注意事项	重要仪器操作步骤的熟练掌握
拓展1	讲述科学家拉乌尔的背景与故事	学习科学家不畏艰难，追求真理的精神

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教学过程中注重落实学生的课堂主体身份，加强学生的互动体验和参与感。创新的教学策略，意在提供自由开放的课堂环境，提升学生的学习主动性，为他们的能力培养提供广阔的空间与机会，从而落实成果为导向的教育理念，实现对学生知识、能力和素养的培养。

四   评估体系的完善

传统的评价方式主要侧重于考试成绩和实验报告，而OBE理念则强调对学生能力的全面培养，更注重考查学生在课堂上的实践操作能力、知识应用能力和问题解决策略等关键技能。构建多元化的评价体系，该体系覆盖了整个学习过程，并对学生的课堂即时表现进行细致的跟踪与评估，以更准确地反映学生的能力。此外，在期末考核中加入实验操作考试，不仅能检验学生对理论知识的掌握，更重要的是检验他们将知识应用于实践的能力。

以双液系气液平衡相图实验作为案例，确立了与精细化教学目标相对应的评分准则。评价内容由过程评价和结果评价两个方面构成。过程评价以课堂表现为主，包括实验操作细节和能力与素养两个维度，后者涵盖学生课堂讲解、问题解决、团队协作和德育成效等综合表现。成果评价包括平时成绩和期末成绩两部分，涵盖线上预习成绩、实验报告成绩、期末笔试成绩和期末操作考试成绩。其中，操作考试内容源自实验内容的核心，学生现场抽取题目后进行操作，教师现场评分，以确保评价的公正准确。这种多元化的考核方式能够全面且准确地评估学生的综合能力，同时以考核促进学习，最大限度地挖掘学生的潜力，推动学生的全面发展，实现教学目标中知识、能力和素养三个维度的均衡发展。

五   课程思政的融入

将课程思政教育融入专业课程教育，其目的在于实现对学生能力与品质的双重培养，以满足社会对全面发展人才的需求^[8]。为进一步达成上述教育目标，教师需精选与学生生活紧密相关的教学内容，以期在教学过程中能够如春风化雨般融入思政教育，引发学生共鸣。同时，教师应设计教学活动，将思想政治教育与专业知识传授相结合，引导学生在掌握专业技能的同时，培养责任感、道德感和正确的价值观。

以双液系的气液平衡相图实验为例，针对当代年轻人的特点，从支持和鼓励年轻人努力奋斗、积极进取以及培养学生的家国情怀和社会责任感的角度切入，提取了实验教学环节中所蕴含的思政元素，以期实现教学成果和品德培育的双轨并进。同时思政教育的实施也不仅限于课堂内的师生互动，而是渗透到教学的每个环节，从而在潜移默化的过程中实现课程思政的教育目标。这种教育模式不仅引导学生主动学习知识，还鼓励他们深入理解知识的内涵和意义。这有助于在物理化学实验课堂上构建一个既强调科学探究又注重价值引导的教育环境。

三.   基于OBE理念的教学改革成效

在推行OBE理念的物理化学实验课程改革过程中，特别是以双液系气液平衡相图实验为实践案例，本文记录并分析了以下教学成效：

一是学习主动性提升。课前，学生能积极参与线上平台的预习，达到超过90%的完成率。不少学生还在线上预习讨论区针对相图的应用提出了具有洞察力的问题，显示出他们对实验背景的深入理解。课上进行知识讲授任务时，学生能熟练完成知识讲解，且积极地加入与教师的互动交流活动中，并与同学主动分享沸点和折光率准确测定的经验与体会。

二是实践能力增强。在实验操作中，学生展现出了更高的精确度和熟练度，尤其是对沸点测定仪和阿贝折射仪的准确使用。面对实验中遇到的难题，尤其是阿贝折射仪的调节和折光率的准确读取，学生们不再依赖于教师，而是独立思考并科学分析问题，积极寻找解决方案。实验过程结束后，学生还利用统计软件对数据进行分析与拟合，以绘制更准确的气液平衡相图。

三是综合素质提升。在小组合作实验中，学生们能够积极沟通和协作，共同解决问题，展现出了良好的团队合作精神和互助精神。在实验报告中，不仅抄袭现象大大减少，学生还能够更加系统地组织内容，清晰地表达实验过程和结果，并结合自己的操作细节对实验结果进行深入分析和对实验方法的创新思考。

四是教学效果可量化评估。通过线上平台的数据分析工具，教师能够实时监控学生的预习情况和课堂参与度。这些数据帮助教师了解学生的学习进度和理解程度，从而及时调整教学策略。学生在实验操作和课堂讨论中的表现也为教学效果提供了量化的反馈，使教师更准确地评估教学活动的有效性。

四.   结语

针对物理化学实验教学中存在的教学目标模糊、学生主动性缺失以及评价体系单一等挑战，迫切需要对传统教学方法进行革新，以实现教学效果的显著提升。改革的关键在于唤醒学生的内在学习动力，并辅以一系列创新策略：从精细化构建教学目标到持续更新课程内容，从丰富知识体系到创新教学模式，从完善评价体系到融入课程思政，旨在营造一个充满生机与探索精神的学习氛围。期望通过这些深入而全面的改革，能够培育出具备创新精神、批判性思维和实践能力的工程领域新一代人才，为推动国家和社会的持续进步提供强有力的支撑。