PBL教學(xué)法在大學(xué)生中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中的應(yīng)用

劉祥蘭　張鈺泉　金旻逸

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PBL教學(xué)法在大學(xué)生中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中的應(yīng)用

劉祥蘭1張鈺泉2金旻逸1

【摘要】“以問題為基礎(chǔ)”的教學(xué)模式強調(diào)學(xué)習(xí)者必須從現(xiàn)實的環(huán)境中去學(xué)習(xí)和理解知識，并最終達到解決問題的目的。中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗的指導(dǎo)過程與現(xiàn)實的解決問題的過程極為相似，因此，采用PBL教學(xué)法引導(dǎo)大學(xué)生開展科創(chuàng)實驗具有較強的可行性和獨特性。在此從大學(xué)生對科創(chuàng)項目內(nèi)容的設(shè)計、方法的選擇和問題的解決及教師對科創(chuàng)項目教學(xué)方法和目標(biāo)的設(shè)計等方面對PBL教學(xué)法在中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中的應(yīng)用進行分析，并對教師在PBL教學(xué)法中的角色定位作深刻思考?！娟P(guān)鍵詞】PBL教學(xué)法；中藥化學(xué)；科創(chuàng)實驗

中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗是主要針對已學(xué)習(xí)過中藥學(xué)專業(yè)必修課《中藥化學(xué)》，并掌握了一定中藥化學(xué)基本理論的學(xué)生開設(shè)的大學(xué)生科創(chuàng)項目。該項目旨在進一步激發(fā)學(xué)生對中藥化學(xué)的科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。為了充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，并增強其合作精神和創(chuàng)新意識，我們在指導(dǎo)學(xué)生完成中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗的過程中采用了PBL教學(xué)法，并取得了較為滿意的效果。

1　PBL教學(xué)法的特點及運用于中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗的可行性

基于問題的學(xué)習(xí)（PBL）起源于醫(yī)學(xué)教育，是以“問題為引導(dǎo)，學(xué)生討論為主體，教師為主導(dǎo)”的新的教學(xué)模式[1]，它被認(rèn)為是理論聯(lián)系實際的橋梁。建立于構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論的PBL教學(xué)法，在教學(xué)過程中遵循“自主學(xué)習(xí)、能力指向、有效協(xié)作、情境適應(yīng)、形成性評價”的原則，為學(xué)生提供民主、平等、愉悅的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力[2-3]。

中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗是一項培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，鼓勵學(xué)生多元思維，提倡學(xué)生溝通協(xié)作的科研探索活動。具體開展方式為：先成立實驗小組，圍繞實驗過程進行分工，討論如何開展實驗和解決問題，再進行實際的實驗操作。在實驗報告中，則反思和評價問題解決過程中出現(xiàn)的問題，從而提高解決問題的能力，鞏固中藥化學(xué)知識體系。采用PBL教學(xué)法對參與科創(chuàng)的學(xué)生進行過程引導(dǎo)，既符合中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗的宗旨，又有利于實現(xiàn)大學(xué)生科創(chuàng)項目“提高學(xué)生實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新人才”的目標(biāo)，使學(xué)生在知識構(gòu)建的同時，增強合作精神和創(chuàng)新意識。

2　PBL教學(xué)法在中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中的應(yīng)用

2.1研究對象

已修過《中藥化學(xué)》課程，并掌握一定中藥化學(xué)理論知識和實驗操作技能的學(xué)生。

2.2教師

中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗指導(dǎo)教師。

2.3方法

2.3.1介紹PBL教學(xué)法 為了使學(xué)生適應(yīng)新的主動探索式的學(xué)習(xí)方式，首先向?qū)W生介紹PBL教學(xué)法的概念和相關(guān)知識，使學(xué)生了解PBL教學(xué)法的實施過程和意義，然后使學(xué)生明確自己在學(xué)習(xí)過程中扮演的角色，明白在整個學(xué)習(xí)過程中該做什么，又如何做。

2.3.2提出問題[4]先由學(xué)生根據(jù)自己的興趣組成實驗小組，每組推薦一人為組長，由1～2名指導(dǎo)老師進行指導(dǎo)。實驗開始前，首先從幾個選題中讓學(xué)生確定自己的研究方向，然后根據(jù)不同的選題提出具體問題[5]。本文所涉及的三項課題分別為“補骨脂中化學(xué)成分的提取分離及HPLC檢測”、“楊柳樹皮中水楊素的提取分離及鑒別”和“穿龍薯蕷中薯蕷皂苷元的提取分離及鑒別”。實驗中，均提出了4個實驗問題：“如何以較好的工藝提取有效成分？”，“如何分離有效成分？”，“如何進行有效成分的純化？”，“如何鑒別有效成分？”。這些問題的提出有助于學(xué)生建立起各知識點之間的聯(lián)系，形成較為完善的知識體系，也有助于學(xué)生對研究內(nèi)容進行思考分析，歸納總結(jié)，并最終確定合適的研究方法[6]。

2.3.3查閱文獻 學(xué)生根據(jù)研究內(nèi)容，分工協(xié)作，利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館資源，收集與中藥有效成分提取、分離、純化、鑒別有關(guān)的資料。

2.3.4成果共享 學(xué)生根據(jù)查閱的文獻資料，提出自己的意見和觀點，并經(jīng)過討論，最終確定課題的研究方案。教師在學(xué)生討論過程中可提出引導(dǎo)性意見，例如在“薯蕷皂苷元的提取分離及鑒別”實驗中，因?qū)W生已學(xué)習(xí)過數(shù)理統(tǒng)計，教師便建議學(xué)生采用正交設(shè)計法優(yōu)選有效成分的提取工藝，以期實現(xiàn)交叉學(xué)科相關(guān)知識的學(xué)以致用。

2.3.5具體實施 學(xué)生根據(jù)擬定的研究方案，獨立采購實驗試藥和器材，預(yù)約實驗室，開展實驗。實驗過程中，學(xué)生認(rèn)真做好實驗記錄，遇到困難，與指導(dǎo)老師一起討論、分析，找出解決問題的方法，并進行驗證。而指導(dǎo)老師在整個實驗過程中給予相應(yīng)的引導(dǎo)和總體協(xié)調(diào)，保證實驗的安全順利進行。

2.3.6總結(jié)與評價 實驗過程中，學(xué)生需對實驗結(jié)果做出成功與失敗的判斷，指出成功與失敗的原因及需要改進的地方。而指導(dǎo)老師則在中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗開題、中期和結(jié)題匯報時給予綜合評價。開題時，教師會對學(xué)生研究思路的不足提出改進意見；實驗中期，會了解學(xué)生完成實驗的情況，對學(xué)生實驗開展中遇到的困難進行分析評價，提供相應(yīng)的知識、技能和硬件支持；結(jié)題時，會對每個學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法、獨立思考能力、表達能力、創(chuàng)新能力和溝通協(xié)作能力作全方位評價，以期采用一種新的評價方式對科創(chuàng)項目的教學(xué)效果進行全面合理的評價。

PBL教學(xué)法的起點是問題的提出，是宏觀與微觀相結(jié)合的解決問題的過程。宏觀方面，體現(xiàn)在如何解決問題的思維過程，包括實驗的開展、步驟的安排等；微觀方面，體現(xiàn)在大學(xué)生通過具體的動手操作，完成實踐的過程。例如，中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中提出的問題，可根據(jù)PBL教學(xué)法要求設(shè)計多個，讓學(xué)生對不同問題有一定的理解，并產(chǎn)生解決的興趣，形成獨立的實驗思維。PBL教學(xué)法一方面，能使大學(xué)生學(xué)會利用實驗設(shè)備和材料，對課題研究的化學(xué)成分進行提取、分離及鑒別；另一方面，又能使大學(xué)生從實驗數(shù)據(jù)的分析處理中學(xué)會對實驗結(jié)果的思考與總結(jié)。所以，科創(chuàng)實驗中問題的選擇與設(shè)計既培養(yǎng)了學(xué)生宏觀的思維能力，又訓(xùn)練了學(xué)生微觀的操作技能。

3　PBL教學(xué)法指導(dǎo)大學(xué)生中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗中教師角色定位的思考[7]

3.1學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)者

在PBL教學(xué)法指導(dǎo)大學(xué)生中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗的過程中，教師的工作重心應(yīng)由臺前轉(zhuǎn)到幕后，主要起到組織和引導(dǎo)作用，并通過問題的提出、方法的引導(dǎo)和過程的控制來保證教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)[8]。例如在科創(chuàng)實驗“楊柳樹皮中水楊素的提取分離及鑒別”中，教師雖已事前確定了以下教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握楊柳樹皮中水楊素提取、分離、測定等基礎(chǔ)性原理，正確使用恒溫水浴鍋、臺式循環(huán)水多用真空泵等儀器設(shè)備，掌握水煎提取、純化、TLC色譜鑒定等實驗技能；（2）通過PBL學(xué)習(xí)模式培養(yǎng)學(xué)生利用文獻資料分析問題、解決問題的能力。但仍以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提出了諸如“如何從楊柳樹皮中提取和精制水楊素？”，“水楊素的結(jié)晶過程有什么特點？”，“怎樣進行水楊素的化學(xué)及TLC色譜檢定？”等問題，這些具體問題對學(xué)生構(gòu)建中藥化學(xué)知識體系，把握研究方向有很好的啟示作用，在激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣的同時，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，而教師在整個實驗過程中則始終以引導(dǎo)者的身份參與其中。PBL教學(xué)法是以學(xué)生為中心的“潛教學(xué)”，教師角色的轉(zhuǎn)變不僅有利于促進教師與學(xué)生之間平等教學(xué)關(guān)系的建立和發(fā)展，更能為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供自由的空間。

3.2學(xué)習(xí)過程的促進者

“讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”是PBL教學(xué)模式最鮮明的教學(xué)目標(biāo)之一。當(dāng)學(xué)生遇到困難時，教師應(yīng)努力創(chuàng)造寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生質(zhì)疑，激發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的觀點，將問題解決轉(zhuǎn)化成清晰可行的學(xué)習(xí)目標(biāo)[9]。實驗完成后，老師對學(xué)生的實驗結(jié)果和實驗報告進行指導(dǎo)與評價，規(guī)范實驗報告的撰寫，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和縝密的科研思維。例如在“穿龍薯蕷中薯蕷皂苷元的提取分離及鑒別”實驗中，教師引導(dǎo)學(xué)生如何以酸濃度和水解時間為因素，設(shè)計三種酸濃度和三個水解時間，進行兩因素三水平的正交設(shè)計實驗，最終以較少的實驗次數(shù)優(yōu)選提取分離工藝，同時幫助學(xué)生鞏固數(shù)理統(tǒng)計中正交設(shè)計方面的知識，讓學(xué)生在實踐中學(xué)會學(xué)習(xí)。

4　小結(jié)與展望

我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在科創(chuàng)實驗中展現(xiàn)出了比傳統(tǒng)實驗學(xué)習(xí)更濃厚的學(xué)習(xí)興趣和更強的學(xué)習(xí)動力。PBL教學(xué)法運用于中藥化學(xué)科創(chuàng)實驗是大學(xué)生科創(chuàng)項目導(dǎo)學(xué)模式的一次有益嘗試[10]，“以問題為基礎(chǔ)”的PBL教學(xué)法不僅可有效激發(fā)學(xué)生的科研興趣，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，更能提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)出具有較好科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的大學(xué)生[11]。

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·教育實踐·

Application of PBL Teaching Method in Guiding Undergraduate Scientific and Technological Innovation Experiment for Chemistry of Chinese Materia Medical

LIU Xianglan1ZHANG Yuquan2JIN Minyi1, 1 Experiment Center for Teaching and Learning, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China, 2. Experiment Center for Science and Technology, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China

[Abstract]Problem-based learning puts forward the idea that learners must understand knowledge in real environment and finally achieve the purpose of solving problems. The applicaton of PBL teaching method in guiding the experiment of Chinese materia medical chemistry is feasible and unique, because the process of guiding experiment is similar to the process of solving problems in real environment. This paper analyses the infiuence of PBL teaching method in scientific and technological innovation experiment from the aspects of content design, method choice, problem solving by students and teaching method, teaching target by teachers. At the same time, it also deeply considers the role of teachers in PBL teaching process from the aspects of teaching ideas, teaching activities and teaching implementation.

[Key words]PBL teaching method, Chinese materia medical chemistry, Scientific and technological innovation experiment

通訊作者：金旻逸，E-mail：522348995@qq．com

基金項目：上海高校青年教師培養(yǎng)資助計劃（ZZszy12040）

doi：10．3969/j．issn．1674-9308．2016．03．017

【文章編號】1674-9308（2016）03-0027-03

【中圖分類號】G642

【文獻標(biāo)識碼】A

作者單位： 1 201203 上海中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實驗中心；2 201203 上海中醫(yī)藥大學(xué)科技實驗中心