PBL教學模式在化工專業實驗教學改革中的應用

【摘要】針對當前化工專業實驗教學現狀，結合實驗特有的應用性和創造性特點以及傳統教學模式的局限性，開展了在實驗中培養學生創新能力及工程素養的實踐教學。為提高化工專業實驗教學質量，將以問題為導向的教學方法（PBL）思路浸入到專業實驗教學當中，顯著提高了學生的綜合實踐能力，對培養學生科學研究和分析解決實際工程問題能力奠定了基礎。

【關鍵詞】化工專業實驗 實驗教學 PBL教學模式

【中圖分類號】G206 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）34-0055-03

隨著社會的發展，化工行業新技術、新產品涌入市場，使得兼具創新能力和工程意識的化工專業型人才在人才競爭中脫穎而出，而實驗教學是培養學生創新意識和實踐技能的有效途徑[1]。為了適應社會發展需要，各校在教學改革與實踐方面做了大量工作。近年來，教學研究者們的目光開始聚焦在以問題為導向的教學模式（PBL）的改革實踐上，并在各學科教學中獲得了顯著成效[2]。PBL教學模式是一種以學生的為中心的，以自我指導和小組討論為教學形式的教學活動[3]。本文對當前化工專業實驗教學的現狀進行全面分析，充分考慮了傳統教學模式和PBL教學法的利弊，結合本校學生專業水平，將以培養學生創新意識為目標的PBL教學法引入化工專業實驗教學中，取得了較好的效果。

一、化工專業實驗課的作用與研究現狀

化工專業實驗是我校為了提高化工專業學生的專業實驗技能和實際操作能力而獨立開設的一門教學實踐類課程，是理論教學的繼續和延伸?；I實驗通過專業實驗教學對學生實驗方案設計、實驗現象觀察及規范描述、實驗數據處理分析等能力進行全面訓練，其目的是培養化工專業學生的化工領域相關的基本技術和操作技能，掌握專業實驗的主要儀器和裝備的使用，培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的自學能力、獨立思考的能力、實際動手能力[4]。

傳統教學方法主要以教師為中心，進行“灌輸”式講授教學[5]。傳統教學方法節省教學資源，能較準確和系統進行知識的傳授，并且對學生基本能力要求低，仍然是目前化工專業實驗教學中應用最為廣泛的一種教學法。化工行業的飛速發展需要大批具有高工程素質和創新能力的專業技術人才，然而，與此不相適應的是當前化工專業實驗重講義驗證、輕工程創新的授課模式。一方面，學生大多按照教學講義機械操作，來完成實驗任務，這種被動的學習方式，難以激發學生的實驗興趣，進而影響學生的實踐能力、專業素養以及創新觀念的培養。另一方面，高校教學實驗器材資源匱乏，為了完成教學任務，多采取分組實驗的方式進行，這樣就不能保證每個學生都有機會參與實驗過程的所有環節，使學生對各環節實驗參數對實驗結果的影響認知模糊。同時，高等院校的實驗設備更新換代較慢，不能反映當下化工技術的狀況，學生對行業發展情況的認識相對滯后。

二、以問題為導向的教學方法（PBL）的優勢

Problem-Based Learning（PBL）教學模式早在1969被加拿大McMaster大學醫學院神經病學教授Howard Barrows用于醫學教學。PBL教學法是一種以問題為導向的啟發式和討論式教學模式，將學生置于主體地位，圍繞教師精心設計的問題情境展開工作，通過自主探究和團隊協作等方式解決問題，進而增強自主學習的能力和創新意識。與傳統教學模式相比，PBL教學法有諸多優勢。

1.調動了學生學習的積極性和主動性

與強調教師講授為主的傳統教學方法相比，PBL教學法將學生置于有意義的問題情境當中，為學生營造一個輕松的學習氛圍，強調學生在學習過程中的主體地位，更容易使學生意識到自己的主人翁意識，主動運用所學知識或學習新知識解決問題，進而提高學生自主學習的能力，調動學生學習的積極性和主動性。

2.鍛煉了學生獨立思考和邏輯思維能力

PBL教學法的精髓在于發揮問題在學習過程中的指導作用，鍛煉學生獨立思考和解決問題的能力。接觸問題之后，學生在問題的引導下，查閱文獻資料，整合資源，最終尋找解決問題的途徑。通過以上過程，學生從“學會知識”轉變為了“會學知識”，獨立思考問題的能力及邏輯思維能力均得到了鍛煉。

3.增強了學生的實踐能力和創新意識

PBL教學法整個過程圍繞“問題”進行，旨在啟發學生從不同角度認識和分析問題。問題從創新開始，學生根據自己對問題的理解，并結合各自的知識體系，充分發表自己的意見或提出新見解，通過不斷學習，學生的實踐能力及解決問題能力均能得到提高。通過小組討論的方式，學生之間的觀點及解決問題的思路得到充分交流，此過程中，學生還會不斷發現新的問題，激起學生的求知欲，激發他們的創新意識。

4.培養了學生團隊協作精神

PBL教學模式通常以小組討論形式進行學習，將解決問題的負擔進行分解，每個小組成員負責一個知識要點，學生根據任務要求，分工查閱、搜集資料，通過分析討論、合作學習解決問題。在激烈的討論過程中，學生可以自由發表自己的意見，有助于提高學生的口頭表達和交流能力；而小組成員相互幫忙、合作學習培養了學生的團隊協作精神。

5.提高了教師的專業素養

設計問題是PBL教學模式的核心，它關系整個教學過程的成敗。設計問題時，教師必須以教學大綱的要求為核心，并綜合考慮教學目標、學生現有知識水平和結構等因素。這就對教師的自身素質、專業知識水平及相關領域前沿進展情況的掌握等提出了更高的要求。在該過程中，教師的知識結構得到了鞏固和完善，知識面也得到了拓寬。

三、PBL教學在法化工專業實驗教學改革中的應用

化工專業實驗涉及知識面寬，所用設備類型多且結構復雜，是一門工程實踐性很強課程。教學過程中如若不能有效激起學生學習興趣，不但無法達到培養學生專業技能的目標，而且容易使學生產生厭學心理。因此，在教學過程中，應盡可能迎合學生的需求和興趣，調動學生學習的積極性。根據化工專業教學目標及教學條件，將PBL教學模式應用于專業實驗的教學改革中，在培養專業型人才方面表現出了明顯的優勢。

1、設計問題，圍繞問題展開教學活動

PBL教學法整個過程都在圍繞“問題”進行，因此，如何設計好問題，是至關重要的。我們通常要遵循以下原則進行問題設計：第一，綜合考慮教學大綱、教學目標、學生知識結構及實驗室現有實驗條件等因素設計問題；第二，設計的問題涵蓋學生已學的專業知識，并具有一定挑戰性；第三，問題涉及知識面寬，需要學生多方查閱資料，或者將所學專業知識進行延伸才能解決問題；第四，結合目前化工領域的研究熱點，盡量選取有新意和針對性強的實際工程問題，這樣更容易吸引學生主動參與教學活動當中，通過在實驗教學中滲透工程觀念，激發學生的創新意識，培養學生解決化工行業實際生產過程中問題的能力。

2、針對問題，學生分組尋找解決途徑

問題提出以后，教師按每組5人對學生進行分組，每組設立1位組長對問題進行分解、分工，并負責組織該組組員資料查閱及組內討論等工作。為保證學生有足夠多的時間查閱資料，每次實驗課開始前，教師將下次實驗課問題告知學生，并讓學生知道實驗內容和重點，便于學生查找相關文獻。該過程當中，教師的隱性指導作用依然很重要，在文獻檢索、參考文獻：及軟件使用等方面教師應根據學生需求給予指導性幫助。教師應著重培養學生的學習能力，把教學的重心放在學習行為的調控上，鼓勵學生自主學習、相互合作解決問題。

3、課堂討論

各組成員完成分配任務后，在組長組織下對搜集的資料進行充分討論。上述工作完成后，在教師的帶領下，以小組為單位進行課堂討論。首先，由組長對本組工作進行概述，并提出仍未解決的問題或本組成員的疑問，組員可以進行補充。課堂討論期間，組間可以相互提問，解答；然后，教師對討論后遺留的問題逐個進行解疑，對討論過程中學生容易忽略的問題進行補充；最后，教師對討論內容進行總結歸納，以完善學生的認知結構和知識體系。

4、教學評價

完成課堂討論環節后，教師對學生的任務完成情況從可行性、經濟性、邏輯性和創新性等方面進行評價，對于表現優異的小組給予獎勵，進而提高學生參與的積極性。在引導學生自行設計實驗時，教師應謹慎把關，以防教學事故的發生。

四、結論

化工專業實驗是將理論和實踐相結合的一座橋梁，它以培養化工專業學生的綜合素質為宗旨。將PBL教學思路浸入化工專業實驗教學改革中，能有效激發學生的學習興趣，此外，該方法在培養學生的創新意識、工程觀念、自主分析解決問題能力以及團隊協作精神等方面表現出了明顯的優勢，是化工專業實驗教學改革較好的選擇。

參考文獻：

[1]黎載波，張永平.在化工原理實驗教學中培養學生工程素質及創新能力的改革與實踐[J].廣東化工，2016，（12）.

[2]陳亞光.PBL教學法在非金屬元素小結教學中的應用[J].化學教育，2016，（6）.

[3]龍云飛，葛圓圓，李志禮.PBL教學法在化工原理教學改革中的應用[J].化工高等教育，2011，（4）.

[4]隋麗麗，孫瑩瑩，苗麗華.有機化學教學中應用PBL教學法的教學效果研究[J].廣州化工.2016，（6）.

[5]程文，劉釗，荊慧，等.淺談超聲醫學PBL教學模式下導師的隱性教育作用[J].衛生職業教育，2016，（3）.

作者簡介：

王琳（1982—），男，福建人，講師，主要研究方向為化學與環境科學。