PBL教學(xué)法在《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

賴文忠 肖旺釧 李增富

摘 要：以“Fe3+、Al3+的液液萃取與分離”實(shí)驗(yàn)為例，探討PBL教學(xué)法在《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中的應(yīng)用成效。實(shí)踐表明：PBL教學(xué)法應(yīng)用于高校的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是切實(shí)可行的，有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維能力及團(tuán)隊(duì)合作的精神，可加強(qiáng)師生之間的溝通交流，大大提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起重要作用，是一種值得推廣的教學(xué)法。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）22-0115-03

Abstract： Based on the experiment of "liquid-liquid extraction and separation of Fe3+ and Al3+ ， the application effect of PBL teaching method in inorganic chemistry experiment teaching was discussed. The practice shows that it is a feasible method to apply PBL teaching method to the inorganic chemistry experiment teaching in colleges and universities. It helps to improve the students' ability of autonomous learning， independent problem solving， creative thinking and spirit of team cooperation. It can also strengthen the communication between teachers and students and greatly improve the quality of experimental teaching. In addition， it plays an important role in cultivating application-oriented talents. Therefore， it is a kind of teaching method that is worth to be popularized.

Keywords： PBL teaching method； inorganic chemistry experiment； educational reform； application

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等院?；瘜W(xué)專業(yè)學(xué)生在大一接觸的第一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，它具有承上啟下的重要作用，起著從高中學(xué)習(xí)過(guò)渡到大學(xué)課程學(xué)習(xí)的紐帶作用，同時(shí)也為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，普遍存在學(xué)生被動(dòng)地“照方抓藥”方式， 學(xué)生在指定的時(shí)間、地點(diǎn)，按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法和步驟，完成教師指定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容以以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，教師在教學(xué)過(guò)程中主要扮演“教”的角色，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生只是一個(gè)操作工[1]。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法壓抑了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，不能激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力、創(chuàng)新思維能力和分析解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生團(tuán)結(jié)合作精神的培養(yǎng)[2]。因此，基于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高學(xué)生的專業(yè)技能，圍繞成果導(dǎo)向，不斷提升應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，探索改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法成為化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)老師的重要任務(wù)。

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）模式是由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授（Banows）于1969年在加拿大麥克馬斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院首創(chuàng)，很快就在國(guó)外的醫(yī)學(xué)教育中得到廣泛應(yīng)用[1]。PBL教學(xué)法是一種以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，它強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置于復(fù)雜的、有意義的問(wèn)題情境中，并讓學(xué)生成為該情景的主體，讓學(xué)生自己去分析問(wèn)題，學(xué)習(xí)解決該問(wèn)題所需要的知識(shí)，以小組合作的形式共同解決問(wèn)題。教師在教學(xué)教程中通過(guò)提問(wèn)的方式，不斷激發(fā)學(xué)生去思考、探索，PBL教學(xué)法更注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。目前，國(guó)內(nèi)高校許多同行已經(jīng)把PBL教學(xué)方法引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，并已取得良好的教學(xué)效果[3-7]。PBL教學(xué)法符合無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)規(guī)律，我們?cè)跓o(wú)機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中引入了PBL教學(xué)法，現(xiàn)以“Fe3+、Al3+的液液萃取與分離”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，初步探討PBL教學(xué)法在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用及成效。

一、PBL教學(xué)法在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

PBL教學(xué)法在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中應(yīng)用的基本過(guò)程為：提出問(wèn)題→解決問(wèn)題→制定實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)施實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)總結(jié)評(píng)價(jià)。

（一）PBL教學(xué)法的研究對(duì)象

研究對(duì)象為我校2012級(jí)-2016級(jí)化學(xué)專業(yè)大一的204位學(xué)生。把每屆學(xué)生隨機(jī)分成兩組（各占50%），一組采用PBL教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，另一組采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法（對(duì)照組）進(jìn)行教學(xué)。兩個(gè)大組由同一教師授課和指導(dǎo)，使用相同實(shí)驗(yàn)教材，實(shí)驗(yàn)考核試題及技能要求相同。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)照組和PBL試驗(yàn)組學(xué)生的性別、年齡、入學(xué)成績(jī)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，無(wú)顯著差異，可作為研究對(duì)象。

（二）PBL教學(xué)法在教學(xué)中的應(yīng)用

1. 教師的選擇和提出問(wèn)題

PBL教學(xué)法的教師的選擇要求教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、知識(shí)面廣、責(zé)任感強(qiáng)和奉獻(xiàn)精神好。根據(jù)教學(xué)需要，任課教師要精心編制教學(xué)案例，做好充分的教學(xué)前準(zhǔn)備。教師在實(shí)施 PBL教學(xué)法前向?qū)W生簡(jiǎn)要介紹PBL教學(xué)法的相關(guān)情況，包括PBL教學(xué)法的含義、應(yīng)用PBL教學(xué)法的目的、實(shí)施的方法、在實(shí)施過(guò)程中教師和學(xué)生分別扮演的角色等 ，讓學(xué)生加深對(duì)該教學(xué)法的理解，同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生參與PBL教學(xué)的興趣和積極性，使學(xué)生能夠真正配合PBL教學(xué)并從中得到受益。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用圖書館資源、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其他的輔助工具查閱相關(guān)資料。

PBL教學(xué)法關(guān)鍵是要設(shè)計(jì)合理的問(wèn)題，一般由任課教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，以提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力為目的而設(shè)計(jì)的開放的、難度適中的問(wèn)題，太簡(jiǎn)單或太復(fù)雜的問(wèn)題都會(huì)抑制學(xué)生的積極主動(dòng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，影響教學(xué)效果?；谝陨戏治?，提出以下問(wèn)題：（1）什么是萃取和反萃?。孔饔檬鞘裁?？（2）萃取操作和蒸餾操作應(yīng)注意哪些問(wèn)題？（3）Fe3+、Al3+有什么性質(zhì)？（4）如何從AlCl3、FeCl3混合液中分離出Al3+、Fe3+？要求設(shè)計(jì)分離方案。（5）Al3+、Fe3+離子的鑒定條件是什么？鑒定Al3+離子時(shí)如何排除Fe3+離子的干擾？（6）實(shí)驗(yàn)中為什么要嚴(yán)禁明火？蒸餾乙醚時(shí)，應(yīng)該采取什么措施？以上問(wèn)題實(shí)驗(yàn)課前1-2周告知學(xué)生，讓學(xué)生做好準(zhǔn)備。

2. 解決問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)方案制定

首先要組建學(xué)習(xí)小組，學(xué)習(xí)小組是實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的主要形式。把實(shí)施PBL教學(xué)法的學(xué)生分成3-4小組，每小組4-6名同學(xué)，并選一名小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織各種學(xué)習(xí)活動(dòng)。各學(xué)習(xí)小組根據(jù)教師所提出的問(wèn)題進(jìn)行組內(nèi)分工，每個(gè)同學(xué)針對(duì)設(shè)計(jì)的問(wèn)題開展自主學(xué)習(xí)探究，充分利用圖書館的文獻(xiàn)資料或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找相關(guān)問(wèn)題的最新信息，要求及時(shí)做好相關(guān)記錄。然后進(jìn)行小組交流討論，協(xié)商解決具體問(wèn)題，達(dá)成共識(shí)，并設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案及具體步驟，這樣既可提高各成員表達(dá)自己觀點(diǎn)的能力，挖掘每個(gè)學(xué)生的潛難，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神，這也是PBL教學(xué)法要達(dá)到的效果。然后各學(xué)習(xí)小組選出一個(gè)代表參加班級(jí)集體討論，匯報(bào)所制定實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、可行性。各學(xué)習(xí)小組匯報(bào)后，教師應(yīng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全面的總結(jié)和歸納，教師在這過(guò)程中要注意引導(dǎo)學(xué)生討論的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生分歧較大的問(wèn)題進(jìn)行細(xì)講，形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，最后各學(xué)習(xí)小組修正和確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。

3. 實(shí)驗(yàn)實(shí)施和總結(jié)評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程是發(fā)揮學(xué)生主體作用的過(guò)程，老師僅起引導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)前教師利用10分鐘左右時(shí)間扼要講解一下實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，各小組根據(jù)制定好的實(shí)驗(yàn)方案，利用實(shí)驗(yàn)室提供的材料，按確定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程各個(gè)小組成員要相互合作、相互監(jiān)督、仔細(xì)觀察。特別是在操作過(guò)程中要注意觀察各個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否與理論的相同，如果不相同，小組成員相互討論是什么原因?qū)е?，?duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，由小組同學(xué)共同討論解決，實(shí)在不能解決的再請(qǐng)教指導(dǎo)老師，指導(dǎo)老師參與學(xué)生討論、給予學(xué)生啟發(fā)，但并不直接告訴學(xué)生答案，直到學(xué)生解決問(wèn)題。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師隨堂巡視輔導(dǎo)，嚴(yán)格把握學(xué)生操作的規(guī)范性。

實(shí)驗(yàn)課完成后，任課教師要對(duì)各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表現(xiàn)及存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，教師的評(píng)價(jià)要充分肯定學(xué)生的成果，以對(duì)學(xué)生產(chǎn)生激勵(lì)作用，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在的主要問(wèn)題要重點(diǎn)點(diǎn)評(píng)糾正。最后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)或結(jié)果寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，交指導(dǎo)老師評(píng)閱。

4. 傳統(tǒng)教學(xué)法（對(duì)照組）的教學(xué)實(shí)施

實(shí)驗(yàn)課前20分鐘，教師對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟進(jìn)行講解，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng)進(jìn)行一些強(qiáng)調(diào)。再讓每個(gè)學(xué)生按照教材的步驟進(jìn)行操作，并觀察和記錄實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象或結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

二、PBL教學(xué)法在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的成效評(píng)價(jià)

（一）PBL教學(xué)法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)

每學(xué)年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，為了解PBL教學(xué)法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)，對(duì)參加PBL教學(xué)的學(xué)生進(jìn)行訪談，制定并發(fā)放含10個(gè)問(wèn)題的問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)查，采用無(wú)記名的方式，累計(jì)共發(fā)出102分問(wèn)卷，收回問(wèn)卷100份，回收率為98.04%。問(wèn)卷結(jié)果見表1。

從表1可知，通過(guò)一個(gè)學(xué)年的PBL教學(xué)法學(xué)習(xí)，絕大部分學(xué)生（95.0%）愿意接受PBL教學(xué)法，認(rèn)為通過(guò)PBL模式教學(xué)對(duì)自己的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考能力、分析解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維能力、組織和語(yǔ)言表達(dá)能力、加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握以及團(tuán)隊(duì)合作精神都有較大的提高，同時(shí)也大大增強(qiáng)了教學(xué)過(guò)程師生之間的互動(dòng)交流。

（二）學(xué)生期末考試成績(jī)對(duì)PBL教學(xué)法的成效評(píng)價(jià)

期末考試采用百分制，分為筆試和實(shí)驗(yàn)操作技能兩項(xiàng)，在總評(píng)成績(jī)中各占50%。筆試試卷根據(jù)教學(xué)大綱的要求命題，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本操作技能的掌握情況。實(shí)驗(yàn)操作考試包含實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)施，重點(diǎn)考查學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。考試結(jié)束后，把PBL教學(xué)組與傳統(tǒng)教學(xué)組（對(duì)照組）的綜合成績(jī)進(jìn)行比較，學(xué)生考試綜合成績(jī)見表2。

由表2可知，PBL教學(xué)法應(yīng)用于無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的考試成績(jī)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，說(shuō)明把PBL教學(xué)法應(yīng)用于無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力及發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

三、結(jié)束語(yǔ)

將PBL教學(xué)法應(yīng)用于無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)的興趣、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力和解決問(wèn)題的能力，又可培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)也可提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。PBL教學(xué)法以學(xué)生為本，以問(wèn)題為導(dǎo)向，融知識(shí)傳授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、能力培養(yǎng)于一體，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，教學(xué)相長(zhǎng)，可促進(jìn)高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，對(duì)提升地方本科院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量起重要作用，是一種值得推廣的教學(xué)法。

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