高師院校基于LBL-PBL-TBL的有機化學實驗教學模式探討

楊 翠，趙 侖，蘇麗紅，王 迪，李志宏，韓亭亭

(長春師范大學 化學學院，吉林 長春 130032)

有機化學實驗是化學、生命科學、環境科學等學科學生的必修課程，是有機化學教學的重要組成部分，是訓練學生基本技能的重要環節，對培養學生動手能力、分析和解決問題的能力均有著重要作用[1-3]。目前，大部分高校教學中仍然采取傳統教學模式--教師用較短時間講解原理、裝置、步驟及注意事項等，學生按教材和老師講解步驟經過一番“照方抓藥”實驗后，送上一份實驗報告就算完成任務[4-6]。這種教學模式下學生的基本操作能力雖能得到訓練，但會產生很大的依賴性和惰性，不利于培養學生的學習主動性和激發探索精神[6]。為了改變這種局面，提高教學效果，本文將傳統的教學(lecture-based learning,LBL)、問題式學習(problem-based learning,PBL)和以團隊為基礎的學習(team based learning,TBL)教學模式引入有機化學實驗教學，形成基于LBL-PBL-TBL整合模式的有機化學實驗教學方法。通過傳統的教學模式訓練學生基本操作技能；通過問題式學習模式有效引導學生將理論知識與實驗實踐相結合，提供學生分析問題和解決問題的能力；通過以團隊為基礎的學習模式有助于培養學生的思維能力和創新能力，提升團隊協作精神。本文以化學專業學生為例，試圖探討LBL-PBL-TBL的實踐融合，以期為高師院校實驗教學改革提供可借鑒的經驗。

1 基于LBL-PBL-TBL教學模式的構建

1.1 LBL-PBL-TBL教學的優勢

LBL-PBL-TBL是一種基于傳統的教學(LBL)、基于問題的教學(PBL)和基于團隊的教學(TBL)的混合教學方法，其實施是基礎性實驗教師教授基礎操作和注意事項，學生熟悉基本操作；綜合性和設計性實驗教師提出啟發性問題，學生以團隊形式自主學習解決問題以實現知識經驗建構的過程。教學過程的關鍵是啟發性問題的設計，要求既涵蓋實驗相關的知識重點和注意事項，又具有啟發性。LBL-PBL-TBL教學法的引入使學生能帶著疑問去預習實驗和查閱相關資料，通過團隊合作一同解決學生在預習和解決習題過程的困惑，討論過程中不同層次學生能取長補短相互啟發，在對他人答案進行批判性思考時能提升自身解決問題的能力，有助于開發學生的思維力和創造力。

1.2 基于LBL-PBL-TBL教學模式的貫徹方法

在互聯網的支持下，利用微信或QQ等網絡平臺，構建了LBL-PBL-TBL教學模式，如圖1所示。

(1)課前教師通過對各個實驗中重要知識點設計若干由由淺入深的問題組成團隊測試，公布到微信群或QQ群。

(2)學生在任務單的引導下預習實驗內容并查閱相關文獻資料進行自主學習。

(3)3～5人組成學習小組，集中討論并完成團隊測驗，提出未解決的共性問題。

(4)老師通過學生的課堂討論歸納總結各自實驗方案的可行性，確定各組實驗方案，在實驗過程中通過與同學和老師討論完成未解決的問題。

(5)知識的內化可通過課堂后續的知識梳理、課堂測驗和小考完成。

圖1 基于LBL-PBL-TBL教學模式

2 LBL-PBL-TBL教學法在有機化學實驗教學中的應用探討

為了更好的培養學生的動手動腦能力，以我校化學專業的有機化學實驗課為例進行教學改革，將實驗課內容按基礎性、綜合性和設計性進行分類，針對不同類型采用不同教學方法。

2.1 基礎性實驗

基礎性實驗是培養學生的基本操作技能，為后續實驗奠定基礎，主要任務是掌握基本操作和熟練按照常用裝置。涉及實驗內容有蒸餾和沸點的測定、回流、升華、重結晶、分液漏斗的使用等，采用傳統的LBL教學模式。教學過程：首先教師利用一定時間講解實驗原理、裝置及注意事項等；之后學生按照教師教授內容進行實驗操作，并記錄實驗現象，此過程中教師要規范學生的基本操作，糾正錯誤操作，以便學生形成良好的習慣；最后學生完成實驗報告。

2.2 綜合性實驗

綜合性實驗是培養學生分析問題和解決問題的能力，為激發學生的學習興趣，主要任務是提升學生的教師素養。涉及實驗內容有乙酸乙酯的制備、溴乙烷的制備、正丁醚的制備、從茶葉中提取咖啡因等，采用PBL教學模式，層進的方式提問，以從茶葉中提取咖啡因為例。教學過程分以下兩個階段。

第一階段：實驗前1～2周教師給出一系列相關問題，如茶葉的組成？為什么提取咖啡因？選用何種提取方法？如何選擇提取溶劑？如何提純咖啡因？如何設計實驗過程？實驗中有設計哪些裝置及注意事項？學生帶著問題進行預習，了解實驗目的、原理、方法及注意事項等基本內容，并鞏固所學的知識。

第二階段：實驗當天，教師引導下學生對所給出的問題進行討論，時間控制在20 min內，該過程的主體為學生。通過討論確定3組實驗方案——水-索氏提取、醇-索氏提取和50%醇的水溶液-索氏提取，并將學生分成三組，分別選擇不同的提取方法進行實驗。實驗結束后進行不同實驗方案結果進行對比，并完成實驗報告。

這種方式使學生對理論知識有了感性的認識，同時體會到了實驗的復雜和樂趣。PBL教學法不僅能夠有效激發學生的實驗興趣，培養學生的自主學習能力，也能加強基礎操作的訓練。

2.3 設計性實驗

設計性實驗是培養學生的思維能力和創新能力，提升學生溝通和團隊合作的技巧。主要任務提供學生的綜合素質。設計實驗有菠菜中色素的提取和分離研究、從橙皮中提取檸檬烯、糖的性質等。采用LBL-PBL-TBL模式，以從橙皮中提取檸檬烯為例。教學過程分以下四個階段。

第一階段：采用LBL模式講解實驗要求、如何使用知網、萬方、Sciencedirect等專業數據庫查閱資料。同時，在班委協助的基礎上將學生合理分組，需考慮男女搭配、成績優劣等因素，以便學生的討論和實驗的進展，同時有利于發揮團隊合作精神。

第二階段：采用PBL模式給出問題。檸檬烯的價值？提取方法有哪些？哪個提取方法較好？等等。教師引導學生收集資料，學生之間采用TBL模式完成討論，同時確定本組的提取方案。

第三階段：教師指導學生優化選擇方案，使實驗方案更具可行性，主要采用TBL模式。該過程要求每組同學選派一名同學對方案進行講解，其他同學自由提問，同組學生可參與討論。討論后，教師對每組方案進行總結點評，指出方案中的優缺點、可行性及改進方法。最終確定實驗方案，并于兩周內完成實驗。

第四階段：教師采用LBL模式講解論文的格式和要求，同組學生間采用TBL模式完成一篇小論文。

LBL-PBL-TBL模式綜合了三種教學模式的優點，在該部分實驗中既能訓練學生基本操作、又能加強學生創新、科研能力的培養。學生通過自學、查閱文獻、討論等方式對實驗中涉及的知識掌握的更牢固、印象更深刻，同時學生思維能力也得到了極大提高。

3 結語

有機化學實驗采用LBL-PBL-TBL教學模式既能保證教學的系統性和學生基本操作技能的訓練，又能激發學生學習的主動性和興趣，同時培養了學生創新能力、分析解決問題的能力、溝通表達和團隊合作能力。LBL-PBL-TBL教學模式復合高師院校教學改革、實施素質教育，培養創新型人才和合格化學教師的要求。