POGIL模式在物理化學(xué)教學(xué)中的探索

黎永秀，李 哲，蔣青青，王 立，胡軍成

(中南民族大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

隨著我國高等教育的飛速發(fā)展，大學(xué)生的錄取門檻也逐步開放。越來越多的學(xué)生能夠通過高考進入高等學(xué)府接受更高的教育。但高校教師的增長速度趕不上學(xué)生的增長速度，這就容易造成師生比降低。相比于國外大學(xué)班級規(guī)模大部分在20人以下[1]，我國大學(xué)教學(xué)尤其是基礎(chǔ)課教學(xué)，授課班級規(guī)模很多都60人以上。大學(xué)教師任務(wù)繁重，除了要教學(xué)還需科研；學(xué)生人數(shù)太多很難照顧到每個學(xué)生，同時課堂秩序也難以維持；學(xué)生素質(zhì)尤其是民族院校參差不齊，兩極化現(xiàn)象嚴重。這些原因大大的影響了教學(xué)質(zhì)量。因此，教師實施各種方法進行教學(xué)改革來提高教學(xué)質(zhì)量[2-3]。

POGIL(Process oriented guided inquiry learning，以過程為導(dǎo)向的探究性學(xué)習(xí))是國外比較受歡迎的教學(xué)方法之一。POGIL的概念最早于1994年提出，是一種以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方法[4]。在這個方法中，學(xué)生分組學(xué)習(xí)，分工明確以確保每一個學(xué)生都能夠完全融入到學(xué)習(xí)的氛圍中去。課堂不再是教師和學(xué)生單向的教與學(xué)的關(guān)系，而是通過過程引導(dǎo)型究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)技能。通過POGIL模式，學(xué)生高階思維能力和觀察、推論、交流等過程技能都得到協(xié)同提升，同時拉近了同學(xué)之間的距離[5]。目前， POGIL模式成功應(yīng)用于國外高中和大學(xué)的化學(xué)、生物、計算科學(xué)、數(shù)學(xué)等各個領(lǐng)域的教學(xué)過程中[3,5-6]。尤其在大班教學(xué)當(dāng)中取得了良好的成效[7]。POGIL在我國研究較少，盧興將POGIL模式應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)課堂中[8]，管華等人將POGIL模式應(yīng)用于藥物化學(xué)教學(xué)中[9]，徐效文將POGIL模式應(yīng)用于醫(yī)學(xué)儀器原理課程教學(xué)中[10]，都取得了較好的效果。尚未見其引入到物理化學(xué)課程的教學(xué)中。

因此，本文作者在實際教學(xué)過程中，勇于創(chuàng)新，將POGIL模式應(yīng)用于藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)大班教學(xué)過程中，并比較了2015級、2016級、2017級三個班學(xué)生的教學(xué)效果，通過學(xué)生滿意度調(diào)查以及學(xué)生成績來看，該模式完全適用于物理化學(xué)這門課程的教學(xué)中。

1 實驗設(shè)計

1.1 POGIL模式學(xué)習(xí)法的簡介

本文以2015級、2016級和2017級藥學(xué)院藥學(xué)專業(yè)本科生為研究對象，三個班級學(xué)生人數(shù)分別為113、126和96。對2016級和2017級的物理化學(xué)授課采用POGIL模式；而2015級的授課以教師教授為主的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式教學(xué)模式作為對比。由于學(xué)生人數(shù)較多，POGIL模式中三人成組組數(shù)太多，教師很難掌握每組情況。因此，在每學(xué)期開課前讓學(xué)生自由分組，每9～10人一組，并在開課前讓班長將分組名單交于教師。在POGIL模式里，組內(nèi)選出三人分別充當(dāng)管理員，記錄員，以及發(fā)言人。管理員根據(jù)教師布置的習(xí)題或大作業(yè)給大家分發(fā)任務(wù)、組織時間和秩序、督促大家完成任務(wù)、評估組員表現(xiàn)情況并能夠及時有效地同老師進行溝通交流；記錄員負責(zé)記錄每次活動情況、讀取問題、記錄組員最終“成果”并整理制作成幻燈片。發(fā)言人的任務(wù)是根據(jù)組員反饋向教師提問以及口述、板書、幻燈片等來匯報組內(nèi)的“研究成果”。在該過程中，記錄員還需在一旁協(xié)助發(fā)言人。三個角色在每次活動中輪流更換。教師根據(jù)記錄員活動記錄以及與管理員溝通實時跟蹤每組情況。另外，為了避免了每次活動中各組不作為的情況產(chǎn)生，教師任務(wù)下發(fā)后不指定組號去完成，而是隨機抽取每次上課前幾分鐘由各組管理員抽取的臨時組號來回答問題。

1.2 課堂內(nèi)容的設(shè)計

物理化學(xué)課程為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生第三學(xué)期課程，共16周。課時48學(xué)時即單雙周分別為兩次和一次課。一次課2學(xué)時，每學(xué)時45 min。大綱要求的教學(xué)內(nèi)容繁多，如果把大量的活動時間花在課堂上，教師很難將大綱要求的知識講完。因此， POGIL的活動大部分放在課外，課內(nèi)控制在25min以內(nèi)，主要用來呈現(xiàn)各組的“研究成果”。但是課外還是課內(nèi)POGIL時間，教師可通過觀察學(xué)生掌握情況以及課堂內(nèi)容來實時安排。一次課堂計劃如圖1所示。

圖1 一次課堂計劃

上課前，各組管理員抽簽獲得臨時組號。課堂前5 min，教師隨機抽取學(xué)生復(fù)習(xí)上一次課所講內(nèi)容，評估學(xué)生的掌握情況。針對薄弱學(xué)生，要求其組員課后幫助其鞏固。然后，教師隨機抽取組號口述或板書或幻燈片來講解上次課布置的習(xí)題和大作業(yè)。隨后，教師花大部分時間來講解新知識，期間穿插一些練習(xí)或者問答題讓學(xué)生思考并回答來加強對新知識的理解。該練習(xí)或者問答題學(xué)生通過POGIL模式完成，管理者組織大家分別完成，然后一起對答案，分析對錯原因。記錄者記錄過程并記錄最終正確答案及過程。若該組被選上，發(fā)言人口述或上臺板書。課堂最后10 min，教師總結(jié)本次課內(nèi)容并布置課后習(xí)題和大作業(yè)。課后習(xí)題和大作業(yè)要求學(xué)生課后通過POGIL模式完成。本門課程，課外共完成22次POGIL內(nèi)容，其中用于完成習(xí)題為18次，用于大作業(yè)為4次(其中化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)各一次)。習(xí)題為每次課結(jié)束布置一次，組員先各自完成。待每章內(nèi)容全部講解完后，管理員組織大家一起分享各自的答案，并分析出正確答案。記錄員將正確答案制作成幻燈片?；脽羝柙敿毩谐銮蠼獠襟E，包括公式出自書上哪一頁的哪個公式都需一一列出。杜絕學(xué)生知其然而不知其所以然現(xiàn)象。每章結(jié)束后讓學(xué)習(xí)委員將各組所講的題幻燈片整合分享給全班同學(xué)以供復(fù)習(xí)。大作業(yè)一般為總結(jié)報告或者知識點的應(yīng)用分析。比如在相圖講解過程中可以布置大作業(yè)，讓學(xué)生查文獻資料找出藥劑開放過程中哪些藥物制成了固體分散體來提高吸收作用。管理員可根據(jù)文獻年度或者期刊類型分配給每個組員去查詢，并限制好時間。然后安排某個時間各組員集合在一起分享各自查找的成果。記錄員記錄下來并制作成PPT供發(fā)言人講解。發(fā)言人每次講解完，教師要及時點評。

1.3 成績計算方法

學(xué)生最終的成績計算方式為：平時成績占30%，期末成績占70%。平時成績包括個人表現(xiàn)成績及群體表現(xiàn)成績兩部分。為了鼓勵大家共同合作，個人表現(xiàn)分及群體表現(xiàn)分所占比例為1∶3。

2 結(jié)果與討論

對學(xué)生成績進行了分析，結(jié)果見圖2。對比2015級學(xué)生成績，2016級和2017級整體成績上升了很多。2016級和2017級不及格學(xué)生所占比例明顯降低，優(yōu)(90-100)、良(80-89)、中(70-79)比例都呈上升趨勢。2017級(70.22分)和2016級(71.17分)物理化學(xué)平均分比2015級( 66.06分)高6.30%～7.74%。

同時，隨機抽取2016級和2017級學(xué)生共132人進行問卷調(diào)查。86%的學(xué)生認為該教學(xué)改革很有用，給出了很高的評價。學(xué)生普遍認為通過POGIL模式，更易于理解物理化學(xué)內(nèi)容。POGIL模式給了他們更多鍛煉多方面技能的機會，為將來承擔(dān)更重要的工作打下基礎(chǔ)。這些技能包括解決問題的能力、團隊合作能力、高階思維能力、交流、時間管理的能力。同時，團隊合作還拉近了同學(xué)之間的距離。

圖2 2015級、2016級和2017級藥學(xué)專業(yè)學(xué)生物理化學(xué) 成績分布圖

3 結(jié)論

通過藥學(xué)專業(yè)三個年級物理化學(xué)的教學(xué)活動實踐，結(jié)果表明POGIL教學(xué)學(xué)習(xí)模式對于學(xué)生很好的把握物理化學(xué)這門課程具有積極的促進作用。該教改提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時，通過POGIL教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維能力、交流、觀察、組織、管理等技能。