PBL教學(xué)模式在化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用

【摘要】針對(duì)當(dāng)前化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)驗(yàn)特有的應(yīng)用性和創(chuàng)造性特點(diǎn)以及傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，開展了在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及工程素養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)。為提高化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，將以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法（PBL）思路浸入到專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，顯著提高了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和分析解決實(shí)際工程問題能力奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】化工專業(yè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) PBL教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G206 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）34-0055-03

隨著社會(huì)的發(fā)展，化工行業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品涌入市場(chǎng)，使得兼具創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的化工專業(yè)型人才在人才競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐技能的有效途徑[1]。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，各校在教學(xué)改革與實(shí)踐方面做了大量工作。近年來，教學(xué)研究者們的目光開始聚焦在以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式（PBL）的改革實(shí)踐上，并在各學(xué)科教學(xué)中獲得了顯著成效[2]。PBL教學(xué)模式是一種以學(xué)生的為中心的，以自我指導(dǎo)和小組討論為教學(xué)形式的教學(xué)活動(dòng)[3]。本文對(duì)當(dāng)前化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析，充分考慮了傳統(tǒng)教學(xué)模式和PBL教學(xué)法的利弊，結(jié)合本校學(xué)生專業(yè)水平，將以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)的PBL教學(xué)法引入化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取得了較好的效果。

一、化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的作用與研究現(xiàn)狀

化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)是我校為了提高化工專業(yè)學(xué)生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)際操作能力而獨(dú)立開設(shè)的一門教學(xué)實(shí)踐類課程，是理論教學(xué)的繼續(xù)和延伸?；I(yè)實(shí)驗(yàn)通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察及規(guī)范描述、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析等能力進(jìn)行全面訓(xùn)練，其目的是培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生的化工領(lǐng)域相關(guān)的基本技術(shù)和操作技能，掌握專業(yè)實(shí)驗(yàn)的主要儀器和裝備的使用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立思考的能力、實(shí)際動(dòng)手能力[4]。

傳統(tǒng)教學(xué)方法主要以教師為中心，進(jìn)行“灌輸”式講授教學(xué)[5]。傳統(tǒng)教學(xué)方法節(jié)省教學(xué)資源，能較準(zhǔn)確和系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)的傳授，并且對(duì)學(xué)生基本能力要求低，仍然是目前化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛的一種教學(xué)法。化工行業(yè)的飛速發(fā)展需要大批具有高工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的專業(yè)技術(shù)人才，然而，與此不相適應(yīng)的是當(dāng)前化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)重講義驗(yàn)證、輕工程創(chuàng)新的授課模式。一方面，學(xué)生大多按照教學(xué)講義機(jī)械操作，來完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這種被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，難以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，進(jìn)而影響學(xué)生的實(shí)踐能力、專業(yè)素養(yǎng)以及創(chuàng)新觀念的培養(yǎng)。另一方面，高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)器材資源匱乏，為了完成教學(xué)任務(wù)，多采取分組實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，這樣就不能保證每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn)過程的所有環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)各環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響認(rèn)知模糊。同時(shí)，高等院校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代較慢，不能反映當(dāng)下化工技術(shù)的狀況，學(xué)生對(duì)行業(yè)發(fā)展情況的認(rèn)識(shí)相對(duì)滯后。

二、以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法（PBL）的優(yōu)勢(shì)

Problem-Based Learning（PBL）教學(xué)模式早在1969被加拿大McMaster大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)教授Howard Barrows用于醫(yī)學(xué)教學(xué)。PBL教學(xué)法是一種以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式和討論式教學(xué)模式，將學(xué)生置于主體地位，圍繞教師精心設(shè)計(jì)的問題情境展開工作，通過自主探究和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方式解決問題，進(jìn)而增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新意識(shí)。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，PBL教學(xué)法有諸多優(yōu)勢(shì)。

1.調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性

與強(qiáng)調(diào)教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，PBL教學(xué)法將學(xué)生置于有意義的問題情境當(dāng)中，為學(xué)生營造一個(gè)輕松的學(xué)習(xí)氛圍，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，更容易使學(xué)生意識(shí)到自己的主人翁意識(shí)，主動(dòng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)或?qū)W習(xí)新知識(shí)解決問題，進(jìn)而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

2.鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考和邏輯思維能力

PBL教學(xué)法的精髓在于發(fā)揮問題在學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)作用，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力。接觸問題之后，學(xué)生在問題的引導(dǎo)下，查閱文獻(xiàn)資料，整合資源，最終尋找解決問題的途徑。通過以上過程，學(xué)生從“學(xué)會(huì)知識(shí)”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕皶?huì)學(xué)知識(shí)”，獨(dú)立思考問題的能力及邏輯思維能力均得到了鍛煉。

3.增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)

PBL教學(xué)法整個(gè)過程圍繞“問題”進(jìn)行，旨在啟發(fā)學(xué)生從不同角度認(rèn)識(shí)和分析問題。問題從創(chuàng)新開始，學(xué)生根據(jù)自己對(duì)問題的理解，并結(jié)合各自的知識(shí)體系，充分發(fā)表自己的意見或提出新見解，通過不斷學(xué)習(xí)，學(xué)生的實(shí)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(xué)生之間的觀點(diǎn)及解決問題的思路得到充分交流，此過程中，學(xué)生還會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)新的問題，激起學(xué)生的求知欲，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

4.培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

PBL教學(xué)模式通常以小組討論形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，將解決問題的負(fù)擔(dān)進(jìn)行分解，每個(gè)小組成員負(fù)責(zé)一個(gè)知識(shí)要點(diǎn)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，分工查閱、搜集資料，通過分析討論、合作學(xué)習(xí)解決問題。在激烈的討論過程中，學(xué)生可以自由發(fā)表自己的意見，有助于提高學(xué)生的口頭表達(dá)和交流能力；而小組成員相互幫忙、合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

5.提高了教師的專業(yè)素養(yǎng)

設(shè)計(jì)問題是PBL教學(xué)模式的核心，它關(guān)系整個(gè)教學(xué)過程的成敗。設(shè)計(jì)問題時(shí)，教師必須以教學(xué)大綱的要求為核心，并綜合考慮教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平和結(jié)構(gòu)等因素。這就對(duì)教師的自身素質(zhì)、專業(yè)知識(shí)水平及相關(guān)領(lǐng)域前沿進(jìn)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(shí)結(jié)構(gòu)得到了鞏固和完善，知識(shí)面也得到了拓寬。

三、PBL教學(xué)在法化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用

化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)涉及知識(shí)面寬，所用設(shè)備類型多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)課程。教學(xué)過程中如若不能有效激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，不但無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的目標(biāo)，而且容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。因此，在教學(xué)過程中，應(yīng)盡可能迎合學(xué)生的需求和興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。根據(jù)化工專業(yè)教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)條件，將PBL教學(xué)模式應(yīng)用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革中，在培養(yǎng)專業(yè)型人才方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。

1、設(shè)計(jì)問題，圍繞問題展開教學(xué)活動(dòng)

PBL教學(xué)法整個(gè)過程都在圍繞“問題”進(jìn)行，因此，如何設(shè)計(jì)好問題，是至關(guān)重要的。我們通常要遵循以下原則進(jìn)行問題設(shè)計(jì)：第一，綜合考慮教學(xué)大綱、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件等因素設(shè)計(jì)問題；第二，設(shè)計(jì)的問題涵蓋學(xué)生已學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并具有一定挑戰(zhàn)性；第三，問題涉及知識(shí)面寬，需要學(xué)生多方查閱資料，或者將所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行延伸才能解決問題；第四，結(jié)合目前化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，盡量選取有新意和針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)際工程問題，這樣更容易吸引學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，通過在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透工程觀念，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決化工行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中問題的能力。

2、針對(duì)問題，學(xué)生分組尋找解決途徑

問題提出以后，教師按每組5人對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組設(shè)立1位組長對(duì)問題進(jìn)行分解、分工，并負(fù)責(zé)組織該組組員資料查閱及組內(nèi)討論等工作。為保證學(xué)生有足夠多的時(shí)間查閱資料，每次實(shí)驗(yàn)課開始前，教師將下次實(shí)驗(yàn)課問題告知學(xué)生，并讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和重點(diǎn)，便于學(xué)生查找相關(guān)文獻(xiàn)。該過程當(dāng)中，教師的隱性指導(dǎo)作用依然很重要，在文獻(xiàn)檢索、參考文獻(xiàn)：及軟件使用等方面教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生需求給予指導(dǎo)性幫助。教師應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，把教學(xué)的重心放在學(xué)習(xí)行為的調(diào)控上，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、相互合作解決問題。

3、課堂討論

各組成員完成分配任務(wù)后，在組長組織下對(duì)搜集的資料進(jìn)行充分討論。上述工作完成后，在教師的帶領(lǐng)下，以小組為單位進(jìn)行課堂討論。首先，由組長對(duì)本組工作進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)充。課堂討論期間，組間可以相互提問，解答；然后，教師對(duì)討論后遺留的問題逐個(gè)進(jìn)行解疑，對(duì)討論過程中學(xué)生容易忽略的問題進(jìn)行補(bǔ)充；最后，教師對(duì)討論內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納，以完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識(shí)體系。

4、教學(xué)評(píng)價(jià)

完成課堂討論環(huán)節(jié)后，教師對(duì)學(xué)生的任務(wù)完成情況從可行性、經(jīng)濟(jì)性、邏輯性和創(chuàng)新性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)異的小組給予獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)而提高學(xué)生參與的積極性。在引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)謹(jǐn)慎把關(guān)，以防教學(xué)事故的發(fā)生。

四、結(jié)論

化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)是將理論和實(shí)踐相結(jié)合的一座橋梁，它以培養(yǎng)化工專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)為宗旨。將PBL教學(xué)思路浸入化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，此外，該方法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、工程觀念、自主分析解決問題能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，是化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革較好的選擇。

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作者簡介：

王琳（1982—），男，福建人，講師，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)與環(huán)境科學(xué)。