PBL教學(xué)模式在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)踐探索

陳紅梅*，隋巖，黃偉

（井岡山大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 江西 吉安 343009）

創(chuàng)新型國(guó)家的根基在于培育創(chuàng)新型人才。建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，科技是關(guān)鍵，人才是核心，教育是基礎(chǔ)。高等教育教學(xué)改革以實(shí)現(xiàn)高效課堂，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。問題教學(xué)法（Problem-based learning，PBL）以“問題”貫穿教學(xué)過程，在設(shè)問和釋問的過程中萌生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性的一種教學(xué)方法，它是革除傳統(tǒng)教學(xué)弊端的手段之一[1]。

“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為一門技能實(shí)踐課，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。通過改革傳統(tǒng)教學(xué)法，以“問題”為中心貫穿和組織教學(xué)各環(huán)節(jié)，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自主探究的再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造，從而培養(yǎng)學(xué)生的“問題”意識(shí)和科學(xué)精神，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力[2]。在該課程中通過“問題”開展教學(xué)實(shí)踐，從而探索出創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式的新途徑。

1 PBL教學(xué)法研究現(xiàn)狀及教學(xué)模式設(shè)計(jì)

PBL教學(xué)法最早在國(guó)外發(fā)展起來，被廣泛運(yùn)用于醫(yī)學(xué)教育中，且得到教育工作者的認(rèn)同。該教學(xué)法在我國(guó)20世紀(jì)80年代首次被正式應(yīng)用到上海第二醫(yī)科大學(xué)和西安醫(yī)科大學(xué)的醫(yī)學(xué)課中，取得了較好的經(jīng)驗(yàn)和效果[3]。但由于體制不同、經(jīng)驗(yàn)不足、資源限制及高校之間不同條件等因素，該教學(xué)法還亟待完善和規(guī)范。PBL是以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生以“問題”為核心的教學(xué)方法。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮到學(xué)生的主動(dòng)性，將學(xué)生置身于復(fù)雜的、有意義的問題情景中，學(xué)生通過解決問題來學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力[4]。

教學(xué)過程是教師教和學(xué)生學(xué)相統(tǒng)一的活動(dòng)過程。“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程學(xué)習(xí)分為三階段：課前預(yù)習(xí)、課中實(shí)驗(yàn)和課后總結(jié)。課前預(yù)習(xí)主要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。課前教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、創(chuàng)設(shè)問題情境；學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中積極主動(dòng)地查閱相關(guān)資料自主學(xué)習(xí)形成問題和解答問題，小組討論可以借助高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)通、QQ群等方式，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)立討論交流區(qū)，最后確定實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)生的求知欲和善于思考的能力。課中實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)學(xué)生的問題情況，組織課堂教學(xué)，解答和拓展問題；學(xué)生通過探究問題、回答問題和解決問題，并在實(shí)驗(yàn)的過程中驗(yàn)證問題，從而對(duì)知識(shí)的理解更深刻，技能的掌握更扎實(shí)。課后總結(jié)中學(xué)生可以自評(píng)互評(píng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析問題、總結(jié)問題，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；教師通過對(duì)學(xué)生提出問題、回答問題和討論問題的情況歸納總結(jié)，進(jìn)行教學(xué)反思和客觀的評(píng)價(jià)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)成效評(píng)估。

2 PBL教學(xué)法在“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程中的實(shí)踐

2.1 PBL教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)、有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三部分，共有70多個(gè)實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)重在學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以突出學(xué)生創(chuàng)新能力的提升，因此如何選擇合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行問題教學(xué)法的實(shí)踐，是首要也是至關(guān)重要的一步。教師通過集體備課，分析討論制訂出具體實(shí)施方案，選擇有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中的“環(huán)己烯的制備”“1—溴丁烷的制備”“環(huán)己酮的制備”“甲基橙的制備”“乙酰苯胺的制備”“2—甲基—2—己醇的制備”“肉桂酸的合成”等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行該教學(xué)法的實(shí)施和應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)中“問題”的創(chuàng)設(shè)。問題是創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的核心。首先學(xué)生可以提前通過圖書館資料、學(xué)習(xí)通、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等所提供的信息進(jìn)行預(yù)習(xí)，確保學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)課前，對(duì)預(yù)做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容充分了解；其次是對(duì)“問題”的創(chuàng)設(shè)，教師和學(xué)生共同參與創(chuàng)設(shè)豐富的問題情境，能使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)。教師指導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理、反應(yīng)裝置、實(shí)驗(yàn)方法和條件、提高產(chǎn)率等方面進(jìn)行問題的創(chuàng)設(shè)。例如“苯甲酸乙酯的制備”實(shí)驗(yàn)：“為什么要采用脫水劑？”“脫水劑可以用什么代替？”“實(shí)驗(yàn)裝置可以做如何改進(jìn)？”“反應(yīng)條件如何控制？”“粗產(chǎn)品如何進(jìn)行精制？”“還有哪些制備方法？”等，提出一系列問題。問題一部分由教師設(shè)定，提前在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)或?qū)W習(xí)通等平臺(tái)的討論區(qū)進(jìn)行發(fā)放，也可以由學(xué)生提出進(jìn)行討論。通過科學(xué)合理地提出問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和欲望，使學(xué)生在實(shí)踐過程中能更好地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，分析問題和解決問題。

組織討論、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。優(yōu)良的學(xué)生團(tuán)隊(duì)是教學(xué)實(shí)施效果成敗的關(guān)鍵。根據(jù)學(xué)生的性格和能力進(jìn)行選擇和搭配，組建團(tuán)隊(duì)，每組成員5~6人分成討論小組，對(duì)所要開展的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組織和討論，匯總小組的討論結(jié)果。同組之間分工合作，交流溝通，開發(fā)每個(gè)學(xué)生的不同潛能，不同組之間可以互相借鑒和學(xué)習(xí)。課堂中采取師生互動(dòng)的教學(xué)方式，與教師共同進(jìn)行討論，或讓部分學(xué)生充當(dāng)教師的角色，讓學(xué)生代表去講解。教師只是提出實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問題，起著引導(dǎo)作用，其他學(xué)生可以對(duì)他的講解進(jìn)行質(zhì)疑、提問或進(jìn)行必要的補(bǔ)充和糾正。學(xué)生作為主體在提問中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。最后由教師答疑并進(jìn)行歸納總結(jié)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。通過討論合作交流使學(xué)生獲得小組互助和合作學(xué)習(xí)體驗(yàn)，形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和終生學(xué)習(xí)意識(shí)。

2.2 PBL教學(xué)法在實(shí)驗(yàn)課程中的教學(xué)實(shí)踐

PBL教學(xué)法的實(shí)施對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有一定的要求，需要具有良好的自學(xué)能力和查閱文獻(xiàn)的能力為前提，同時(shí)具備一定的專業(yè)技能素質(zhì)。一般建議選擇在第二學(xué)年試行，在大一學(xué)習(xí)了“文獻(xiàn)檢索”課和“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課的基礎(chǔ)上，開展問題教學(xué)法。“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”正式對(duì)大二學(xué)生開課，因此選擇“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程為研究對(duì)象。在化學(xué)專業(yè)和化工專業(yè)的本科二年級(jí)學(xué)生中進(jìn)行了實(shí)施和應(yīng)用，取得了較好的成效。PBL教學(xué)法改變了以往傳統(tǒng)灌輸式和驗(yàn)證式教學(xué)方法，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)。通過實(shí)踐探索PBL新教學(xué)模式，在教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)分配等方面進(jìn)行細(xì)化和調(diào)整，重新擬定新的教學(xué)大綱。在PBL的教學(xué)實(shí)踐過程中，以“問題”貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的始終，組織整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，使課程活起來，通過實(shí)驗(yàn)來分析、討論和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中解決這些問題，教師指導(dǎo)學(xué)生最終完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。在教學(xué)實(shí)踐中既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)交流能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，提升創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)，又提高了教師的教學(xué)水平和專業(yè)素質(zhì)。

2.3 PBL教學(xué)法的成效評(píng)估

課程評(píng)價(jià)注重課前、課中和課后三個(gè)學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)過程和質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。建構(gòu)課前預(yù)習(xí)以“問題”完成預(yù)習(xí)作業(yè)；課中實(shí)驗(yàn)設(shè)置難點(diǎn)“問題”,增加實(shí)驗(yàn)難度，挑戰(zhàn)和考驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)應(yīng)變和創(chuàng)新能力；課后總結(jié)評(píng)估學(xué)生對(duì)“問題”解決方案的過程和有效性的問題體系。課前包括實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，自主學(xué)習(xí)、提出問題、分組討論情況；課中學(xué)生的表現(xiàn)、對(duì)問題的探究和解答、分析問題、解決問題和實(shí)驗(yàn)完成的情況；課后實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)定，都列為考核的依據(jù)，構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)體系。對(duì)學(xué)生的成績(jī)的評(píng)價(jià)以過程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行。過程評(píng)價(jià)可以采用教師評(píng)價(jià)、成員互評(píng)等方式，內(nèi)容主要包括學(xué)習(xí)能力、語言表達(dá)能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力等；結(jié)果評(píng)價(jià)包括課程考核方式和平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定。課程結(jié)束后，發(fā)放調(diào)查問卷100份對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了評(píng)估。學(xué)生普遍認(rèn)為該教學(xué)方法優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從知識(shí)的理解和掌握、學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力、合作學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力等方面得到了更好地提升，獲得學(xué)生的一致認(rèn)可和好評(píng)。

3 教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制

PBL教學(xué)法的引入，注重對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造思維、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在考核評(píng)定中變量多。

3.1 課程考核環(huán)節(jié)

“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程成績(jī)?cè)u(píng)定考核包括課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考查?？己谁h(huán)節(jié)設(shè)置課前預(yù)習(xí)（預(yù)習(xí)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)自主學(xué)習(xí)度）、課堂實(shí)訓(xùn)（考勤、課堂提問、小組合作交流、操作規(guī)范性、任務(wù)完成度、實(shí)驗(yàn)態(tài)度及教學(xué)參與度）、課后總結(jié)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果與總結(jié)）、期末考查（實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施）、合作學(xué)習(xí)（小組討論、合作學(xué)習(xí)完成度）?？己司唧w根據(jù)學(xué)生在課前的預(yù)習(xí)、對(duì)問題的提出與解答，課中解決問題的表現(xiàn)以及具體實(shí)驗(yàn)操作能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析和討論，課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫等學(xué)習(xí)過程和質(zhì)量進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。依據(jù)預(yù)習(xí)報(bào)告完成度、網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)自主學(xué)習(xí)度、考勤記錄、課堂提問積極性、操作規(guī)范性、任務(wù)完成度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果與總結(jié)，結(jié)合課程目標(biāo)制訂出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 課程評(píng)分細(xì)則的設(shè)置

課程總評(píng)成績(jī)由兩大部分組成：過程性考核成績(jī)和期末考查成績(jī)。過程性考核成績(jī)占60%，評(píng)分細(xì)則設(shè)置為：①預(yù)習(xí)：預(yù)習(xí)報(bào)告的完整度、規(guī)范度（5%）、網(wǎng)絡(luò)課程的參與度與完成質(zhì)量（5%）；②課堂表現(xiàn)：考勤不缺課、不遲到、不早退（5%）、課堂交流參與度（5%）、回答問題態(tài)度和質(zhì)量（10%）、操作規(guī)范及任務(wù)完成度（10%）；③實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整度和規(guī)范度（5%）、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和思考的深度和廣度（5%）；④合作學(xué)習(xí)：小組討論、合作學(xué)習(xí)完成度（10%）。期末考查占40%，考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（10%）、基本操作技能的掌握（10%）和對(duì)實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程與結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)（20%）。通過評(píng)分細(xì)則的制定，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，思辨能力提高，綜合素質(zhì)能力得到了提升。

3.3 課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

課程目標(biāo)包括德育目標(biāo)、認(rèn)知目標(biāo)、能力目標(biāo)、發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)課程目標(biāo)要求分別考核學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的掌握和科學(xué)思維能力、實(shí)驗(yàn)操作技能和所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力、批判性思維和合作學(xué)習(xí)能力。課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)是本科人才培養(yǎng)全過程中的重要環(huán)節(jié)，是衡量學(xué)生是否達(dá)到本專業(yè)畢業(yè)要求的重要依據(jù)。課程目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)主要依據(jù)課程考核結(jié)果的定量評(píng)價(jià)，通過目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)、分析，擬定持續(xù)改進(jìn)方案。計(jì)算方法根據(jù)該課程目標(biāo)的各考核環(huán)節(jié)具體得分乘以該環(huán)節(jié)權(quán)重的得分總和，除以該課程目標(biāo)達(dá)成占比分值。通過對(duì)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程目標(biāo)達(dá)成度的分析，采用PBL教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法的效果比較，PBL教學(xué)法課程目標(biāo)達(dá)成度更高，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

4 結(jié)語

目前，PBL教學(xué)法雖然在高校的部分課程中進(jìn)行了較多的實(shí)踐應(yīng)用，但尚未形成完整統(tǒng)一的“問題”教學(xué)體系和效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過PBL教學(xué)模式在“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程中的實(shí)踐探索，師生的綜合素質(zhì)能力都明顯提升。以“問題”啟發(fā)思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有助于學(xué)生養(yǎng)成勤于思考、善于思辨的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)生的自學(xué)能力；通過“問題”討論交流，營(yíng)造師生和諧的教學(xué)氛圍，提高學(xué)生的溝通能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神；從多角度思考問題，通過探究問題、分析問題并在驗(yàn)證中解決問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；以“問題”高效課堂，教師的教學(xué)水平和專業(yè)素養(yǎng)提高，有效提高教學(xué)工作效率和教學(xué)質(zhì)量。采用PBL教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維、發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力，使其具備靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)探索和生產(chǎn)實(shí)踐的能力，為今后的發(fā)展和就業(yè)奠定了基礎(chǔ)。