PBL教學(xué)模式特點(diǎn)及其在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

吳湛霞，蔡 鷹，李思東

(廣東海洋大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 湛江 524088)

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是化學(xué)相關(guān)專業(yè)的主要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之一。無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往是化學(xué)相關(guān)專業(yè)大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后開始學(xué)習(xí)的第一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。首門實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生的“啟蒙”教育至關(guān)重要，課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，影響著教師對(duì)后續(xù)相關(guān)課程的開展，同時(shí)對(duì)學(xué)生專業(yè)認(rèn)知、思維方式、知識(shí)體系架構(gòu)等方面均有重要影響[1]。

基于問題的學(xué)習(xí)(Problem-based Learning，簡稱PBL)，是60年代美國神經(jīng)病學(xué)Barrows教授創(chuàng)立的一種“以問題為重心式學(xué)習(xí)”或“問題為導(dǎo)向?qū)W習(xí)”自主學(xué)習(xí)模式。倡導(dǎo)把學(xué)習(xí)設(shè)置于復(fù)雜的、有意義的問題情境中，讓學(xué)習(xí)者通過合作解決真實(shí)性問題，學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)能力。PBL教學(xué)法是目前國際上比較流行的一種教學(xué)方法，被譽(yù)為“多年來專業(yè)教育領(lǐng)域最引人注目的革新”[1-2]。PBL教學(xué)法顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，不再是教師講授為主，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，教師引導(dǎo)為輔，把學(xué)生引入于問題中，讓學(xué)生自主探究，提高學(xué)生解決問題的技能，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)助精神。經(jīng)過多年來不斷的發(fā)展與完善，PBL教學(xué)法已經(jīng)從最初的醫(yī)學(xué)教學(xué)滲透到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)過程之中。將PBL教學(xué)模式引入無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)助精神。

1 無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，大部分無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)依然沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以老師為主的傳授方式：課前學(xué)生自主預(yù)習(xí)，按要求書寫預(yù)習(xí)報(bào)告; 上課時(shí)老師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉襟E及注意事項(xiàng)，學(xué)生嚴(yán)格按老師所講解步驟模仿式按部就班的完成實(shí)驗(yàn)操作; 課后學(xué)生按模板填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師批改評(píng)分。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作基本功，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，且安全性高，實(shí)驗(yàn)成功率高，能在一定程度上提高大一新生實(shí)驗(yàn)積極性，同時(shí)與基礎(chǔ)化學(xué)理論相結(jié)合，達(dá)到相輔相成的目的，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中起著積極的作用。但也存在不少弊端，體現(xiàn)在：(1)學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，一味模仿，照方抓藥，造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱記憶不清，操作過程混亂，對(duì)相關(guān)知識(shí)只“知其然，不知其所以然”的結(jié)果，無法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，不利于動(dòng)手能力、探索能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。(2)教師通過課后學(xué)生所提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行評(píng)價(jià)，一方面，由于評(píng)價(jià)體系中強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占比，導(dǎo)致部分學(xué)生為求高分偽造數(shù)據(jù)結(jié)果，助長了弄虛作假的不良風(fēng)氣；另一方面，通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師往往不能得到及時(shí)反饋，無法根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)過程。 以上問題嚴(yán)重影響了無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，助長了學(xué)生的惰性，不利于操作技能與科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性[3-4]。

2 PBL教學(xué)模式在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

PBL教學(xué)的主要原則如下：以學(xué)生為中心；從問題開始，而不是以講授的形式呈現(xiàn)新的信息；用問題激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[5]。

將PBL教學(xué)模式引入無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)施過程包括幾個(gè)步驟: (1)教師提出問題；(2)學(xué)生自主討論；(3)方案擇優(yōu)，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)；(4)教師歸納總結(jié)；(5)評(píng)價(jià)與考核。

2.1 基于PBL教學(xué)模式的無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2.1.1 設(shè)計(jì)問題

教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況和學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)適合學(xué)生知識(shí)水平、能力水平的問題。設(shè)計(jì)的問題應(yīng)具有一定的深度和廣度，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)的動(dòng)力感，使學(xué)生更有目的地去查閱資料。教師在設(shè)計(jì)問題時(shí)，要能預(yù)測(cè)其解決途徑，同時(shí)要避免學(xué)生耗時(shí)太長的弊端。

2.1.2 分組討論

針對(duì)提出的問題，將學(xué)生分組，讓學(xué)生花費(fèi)一定的時(shí)間和精力查閱資料，通過小組討論統(tǒng)一意見，提交實(shí)驗(yàn)方案。

2.1.3 方案擇優(yōu)

把通過小組討論得到不同的方案，在實(shí)驗(yàn)前，教師與學(xué)生一起，先將學(xué)生們討論得出的所有方案進(jìn)行共同探討，選出2～3個(gè)具有代表性的方案，供實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可從中自行選擇方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1.4 教師歸納總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束，教師通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反饋，進(jìn)行課堂分析總結(jié)，要側(cè)重于實(shí)驗(yàn)操作的總結(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作技能、加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。

2.1.5 評(píng)價(jià)與考核

學(xué)生課后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并選擇合適的方法完成自我評(píng)價(jià)；教師通過與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案探討、根據(jù)學(xué)生討論發(fā)言的次數(shù)、發(fā)言質(zhì)量及資料查找、團(tuán)隊(duì)組織協(xié)作、課堂實(shí)驗(yàn)操作及課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，給出較公正的成績[6]。

2.2 學(xué)生和教師在PBL教學(xué)模式中的角色要求

PBL教學(xué)模式的實(shí)行在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，能夠顯著提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。這種新的教學(xué)模式，顛覆了教與學(xué)的兩大觀念，對(duì)學(xué)生和教師有了更高的要求。

在PBL教學(xué)模式中，學(xué)生不再被動(dòng)者的接受者，而是課堂的主角，是問題的解決者，改變了過去只從課堂上接受知識(shí)的局限性，通過自己查閱資料、小組組員間相互討論交流來獲得知識(shí)。PBL課堂以學(xué)生為中心，課前需要學(xué)生充分準(zhǔn)備，如針對(duì)提出的問題，花費(fèi)時(shí)間和精力查閱資料，與同學(xué)主動(dòng)交流，小組討論。在小組討論的過程中，通過同學(xué)間的相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充、互相監(jiān)督，相互分享學(xué)習(xí)成果，從而培養(yǎng)了人際交流和團(tuán)結(jié)合作的能力。在新教學(xué)模式下，學(xué)生必須學(xué)會(huì)通過課堂以外的其他途徑來獲得知識(shí)，學(xué)會(huì)如何與人交流共同協(xié)作。PBL 模式的整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和協(xié)作能力，大大提高了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。

PBL教學(xué)過程中，雖然教師僅作為引導(dǎo)者而不再是課堂的中心，但對(duì)教師的教學(xué)技巧和自身素質(zhì)卻提出了更高的要求。教師不僅要熟練掌握本專業(yè)的課程內(nèi)容，熟悉相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，還要有較強(qiáng)的實(shí)踐能力、組織能力和應(yīng)變能力。此外，在整個(gè)教學(xué)過程中，要對(duì)學(xué)生有充分的了解。教師在設(shè)計(jì)問題時(shí)，應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)與學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)識(shí)、知識(shí)構(gòu)架和生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的問題，要給學(xué)生提供學(xué)習(xí)的目標(biāo)和思維的空間，使學(xué)生通過努力就能完成任務(wù)，這樣才能激發(fā)出學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最終達(dá)到PBL教學(xué)模式的應(yīng)用要求和實(shí)施效果。在新的教學(xué)模式中，教師由知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，教師的主要工作是設(shè)計(jì)問題、提出問題，與學(xué)生一起討論、探討問題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，尋找解決問題的方法與途徑，最終解決問題。這要求教師適應(yīng)角色轉(zhuǎn)變，不斷提高自己的知識(shí)修養(yǎng)和教學(xué)技能，以適應(yīng)新教學(xué)模式的需要。

3 PBL教學(xué)模式運(yùn)用于無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的問題

PBL教學(xué)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和綜合分析能力，能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題的能力，鍛煉團(tuán)隊(duì)合作、協(xié)作能力。但是，沒有一種教學(xué)模式可以是完美無缺的。PBL教學(xué)模式對(duì)教學(xué)條件要求較高，在我國目前的教學(xué)實(shí)踐中采用PBL教學(xué)仍存在很多障礙。將PBL教學(xué)模式應(yīng)用到無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，會(huì)存在以下問題:

(1)PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，該教學(xué)模式教授知識(shí)不夠系統(tǒng)；

(2)PBL教學(xué)模式較之傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生要付出更多的努力，可能有部分學(xué)生難以堅(jiān)持，半途而廢；

(3)PBL教學(xué)模式是學(xué)生分組討論，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)體合作精神，利于相互討論學(xué)習(xí)。但是也會(huì)有部分學(xué)生存在僥幸心理，依賴其他組員，自己并不思考任何問題，坐享其成。這就導(dǎo)致了積極的、熱愛學(xué)習(xí)的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到較多知識(shí)，較全面的提高了學(xué)習(xí)能力，而怠惰學(xué)生收獲甚少；

(4)PBL教學(xué)模式需要學(xué)生全程參與，因此學(xué)生需要花費(fèi)較多時(shí)間查閱資料，加上其他學(xué)科的學(xué)習(xí)壓力，不免會(huì)造成顧此失彼、影響到其他課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，因此，要求學(xué)生能夠合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間；

(5)PBL教學(xué)模式對(duì)教師提出更高要求，要求教師具備全面、扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)，同時(shí)全面了解學(xué)生的情況，具備靈活運(yùn)用自身掌握的知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生的能力和技巧。該模式大大增加了教師的工作量，要求教師具備很高的敬業(yè)奉獻(xiàn)精神。

(6)以PBL教學(xué)模式進(jìn)行無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目前缺乏合適的實(shí)驗(yàn)教材。基于以上存在的問題，加上無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)開課對(duì)象是一年級(jí)學(xué)生，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本功差，沒有經(jīng)過系統(tǒng)訓(xùn)練，因此，PBL教學(xué)模式運(yùn)用于無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不能完全套用PBL教學(xué)模式，在教學(xué)過程中應(yīng)將PBL教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)兩者有機(jī)結(jié)合，例如“分析天平的使用”、“酸堿平行滴定”這類基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而“混合堿的測(cè)定”、“硫酸亞天銨的制備”、“NaOH-Na2CO3固體試樣中各組分含量的測(cè)定”這類綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采用PBL教學(xué)模式，將新舊兩種教學(xué)模式結(jié)合運(yùn)用，可以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

基于PBL教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，顛覆了教與學(xué)的兩大觀念，以構(gòu)建問題導(dǎo)向模式，把學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情景中，通過學(xué)生的自主探究和團(tuán)隊(duì)合作來解決問題。在整個(gè)過程中，學(xué)生是解決問題的主體，教師只起引導(dǎo)的作用，把教學(xué)從“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”，給予了學(xué)生充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的空間，從而提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，大大增強(qiáng)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力。PBL教學(xué)模式應(yīng)用于無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能較好地提高學(xué)生分析問題、解決問題、獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，適當(dāng)結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)培養(yǎng)優(yōu)秀、高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才有著重要意義。