PBL—LBL相結合教學模式在材料化學課程教學中的應用探索

柴波+高新蕾+王婷婷+朱玉嬋+楊曉鴻

摘要：針對《材料化學》課程的特點，在課程教學中實施PBL-LBL相結合的教學模式，探討了實施該教學模式的必要性及具體實施過程，并對PBL—LBL相結合教學模式中應注意的問題進行探索。

關鍵詞：PBL-LBL教學模式；材料化學；創新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0165-02

《材料化學》是一門以材料科學和化學學科相結合的新興交叉學科課程，它是綜合了材料科學、無機化學、物理化學、有機化學、高分子化學、分析化學、結構化學等內容的一門課程，是目前我國高等學校化學化工類專業常常開設的一門專業基礎課程。課程的開設有利于化學化工類專業學生了解掌握材料化學的基礎知識、基本理論，了解新材料的發展動向，可為學生畢業后從事材料的研究和開發工作奠定基礎。因此，如何在有限的學時內，提高《材料化學》課程的教學效果，對培養具有創新精神的化學、化工應用型人才至關重要。本文結合教學實踐，提出以問題為導向的PBL教學與傳統的LBL教學相結合的教學模式，并應用于《材料化學》的課程教學中，以期達到提高教學效果的目的。

一、PBL-LBL教學模式概述

基于問題為導向的教學（Problem-Based Learning，簡稱PBL），是以問題為導向，學生為主體的一種教學方法，它由美國的Barrows教授1969年首創，其內涵是將學生置于復雜的、有意義的問題情景中，通過對問題的解決來學習相應的科學知識，進而培養學生自主學習能力和創新精神。這種方法最早應用于醫學相關領域的教學，由于其教學效果顯著，目前已擴展到其他的學科與專業。PBL教學要求學生具備較為系統的基礎理論知識和實踐能力，因此開展此類教學通常是在中高年級的本科生中進行。這種教學模式能為學生營造一個自主學習的氛圍，讓學生去積極思考問題，并充分表達自己的觀點，尋求解決問題的途徑，使課堂氣氛輕松、活躍。教師提出問題后，學生可以通過查閱書籍、文獻，或使用互聯網查找，再進行分組討論。分組討論不僅能發表自己的見解，而且還能從其他同學那里獲取知識，通過溝通、協作，培養團隊工作意識。

傳統教學模式（Lecture-Based Learning，簡稱LBL），是以教師為主體，注重教師對課堂知識的講授。這種模式教師能夠系統、全面地傳授課程的基礎理論知識，能夠有效地完成課程的預定目標。LBL教學法由于其系統、完整、深入等優點在許多課程的教學中仍廣泛應用。但這種教學模式，忽視了學生學習的主觀能動性，削弱了學生的學習興趣和好奇心，教學中的雙向互動較少，極大地制約了學生學習的主動性和創新能力的培養。

鑒于兩種教學模式的特點，目前已有許多教學工作者嘗試將PBL和LBL教學模式進行整合，充分發揮二者優勢，彌補各自的不足。

二、PBL-LBL相結合教學模式在《材料化學》課程中的應用

當前，國內很多高校對《材料化學》課程的教學內容通常設置為二個模塊，第一模塊主要涉及材料化學的基礎知識，如材料的結構、性能、制備和材料化學熱力學等；第二模塊主要按金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料、功能材料、納米材料等介紹一些材料的特點和性質。從課程的內容來看，第一模塊主要是一些基本概念、基本定理或基礎知識；第二模塊主要是對傳統材料和新型功能材料的了解和認識，這部分的內容量較大，而且由于材料化學發展變化十分迅速，各種新型材料不斷涌現，材料化學的教學內容也須不斷更新。由于該課程是一門交叉性很強的學科，同時涵蓋的知識內容又非常廣，加之課程的學時有限，所以在以往的傳統LBL教學中教師只能對基礎理論知識和各種材料的基本性能做簡要的介紹，這就造成講授的內容量少且淺，而且這種被動式的教學方式扼殺了學生學習本課程的主動性、積極性和實踐性，不能很好地將所學的知識與實際問題相結合，不能很好地激發學生學習的興趣和創新精神。

根據《材料化學》課程的特點，我們嘗試在該課程的教學中采用PBL和LBL相結合的教學模式，避免單一傳統模式的不足。對于《材料化學》課程第一模塊中基本概念、基礎知識和基本定理，我們采用傳統的LBL教學方法，以教師為主導作用在課堂上進行統一講解，通過一定學時的講解，學生能夠基本掌握材料結構，材料制備等基礎知識。第二模塊的教學，我們采用PBL教學方法，通過前面內容的學習，學生已掌握一定的基礎知識，能夠對課程學習中遇到的問題進行分析，總結和討論。如在學習“金屬材料”章節，提出如下相關問題：金屬的提煉方法有哪些？鋼鐵材料的分類、冶煉原理如何？儲氫合金電極材料研究進展？等；在學習“無機非金屬材料”章節，提出如下問題：傳統無機非金屬材料分類、原料、制備方法有哪些？如何從廢鋼渣中提取白炭黑？鋰離子電池正極材料的研究現狀與發展趨勢？石墨烯材料制備的方法及應用有哪些？材料常用的表征方式有哪些，各自的作用是什么？在學習“高分子材料”章節，提出的問題有：常用高分子材料分類，特點及應用是什么？結合懸浮聚合的原理，說明懸浮聚合工藝所需的主要組分及其作用？結合生活實際，談談一種功能性高分子材料？按照上述相關的問題，學生們分成小組，課下查閱資料做好PPT，然后在課堂上講解，教師最后再對相關問題進行總結和補充。通過這種模式的教學，調動了學生自主學習的主動性，同時可將學到的理論知識來解決實際的問題，這極大地提高了學生學習該課程的興趣。

三、PBL-LBL相結合教學模式應用中的幾點思考

1.基于問題的PBL教學模式中，設置的問題是學生學習的興趣源泉，是課堂教學的起點，對培養學生的自主學習能力、分析問題及解決問題能力起重要作用。教師應根據授課大綱和教學目標與要求，由易到難地設計與課程教學內容相關的教學問題，而且提出的問題應多與社會生產或科研實踐相結合，從而達到提高學生學習主動性和創新能力的教學效果，并最終實現提高課堂教學質量的教學改革目標。因此，《材料化學》課程中設置的問題，我們還需要不斷的修訂和完善。

2.在PBL-LBL教學模式中，教師扮演著多重角色，對教師的綜合素質提出了更高的要求，教師需要不斷加強理論學習，掌握科技前沿發展的動態，拓展知識面，并將最新的一些科技發展成果不斷充實到課程教學中。教師要認識到自己既是知識的傳授者，又是知識的傾聽者、解答者和總結者。在教學過程中，學生通過LBL和PBL兩個階段的學習，既夯實了基礎理論知識，又在小組討論和資料查閱中擴展了大量的課外知識，當學生在討論過程中提出問題，教師應能夠自如地解答。

3.需要建立和完善與PBL-LBL教學模式相適應的課程教學效果評價方法。要改變傳統的重結果輕過程的評價方式，大力推進過程性評價與終結性評價相結合的評價模式，加強學生學習過程的監控，注重學生學習能力和創新精神的培養，克服學生將學習的最終目的定位于考試成績的“應試教育”弊病。把知識傳授為導向的評價模式轉變到以能力發展為導向的評價機制上，要不斷完善成績評分體系，學習評價應貫穿于整個課程學習之中。如《材料化學》課程第一模塊學習后，進行一次課程學習評價；在對PBL教學效果評價中，應從以下幾個方面進行綜合評價：回答問題的內容是否準備充分、PPT制作效果如何、講解是否清晰準確、回答問題是否正確等，同時為鼓勵學生積極參與PBL教學過程，對積極提問、發言的同學也應給予加分獎勵。

四、結語

PBL-LBL相結合的教學模式適合《材料化學》課程教學改革的要求，能夠幫助學生在學習和掌握基礎理論知識的同時，提高學生應用知識解決實際問題的能力，同時也培養了學生的創新和團隊合作精神。探索運用PBL-LBL教學模式有助于學校進一步推進學習、應用、探究、創新“四位一體”應用型創新人才培養進程，達到深化教學改革的目標。

參考文獻：

[1]占丹，肖作安，王艷玲.《材料化學》課程教學模式的探討與思考[J].教育教學論壇，2015，（12）.

[2]韋國兵，何玲玲，胡奇軍，張偉.PBL結合傳統教學法在分析化學教學中的應用探索[J].亞太傳統醫藥，2016，（6）.

[3]曹騁.PBL聯合LBL教學模式在藥學專業分析化學教學中的應用[J].衛生職業教育，2015，（11）.

[4]蔡奇嶗，蘇淑華.PBL-LBL相結合教學模式在微分幾何課程中的應用研究[J].東華理工大學學報，2015，（2）.

[5]顧金英，王曉崗，許新華.PBL教學法與LBL教學法相結合在化學實驗教學中的應用[J].實驗室科學，2014，（6）.

Application and Exploration of PBL-LBL Teaching Model in Material Chemistry Course

CHAI Bo，GAO Xin-lei，WANG Ting-ting，ZHU Yu-chan，YANG Xiao-hong

（School of Chemical and Environmental Engineering，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，China）

Abstract：According to the character of material chemistry course，the PBL-LBL teaching model had been applied. The necessity and steps of its implementing have been explored in this paper. In addition，the possible existing problems in the implementing PBL-LBL strategy process have been provided.

Key words：PBL-LBL teaching model；material chemistry；innovation