基于PBL模式下的無機化學實驗課程教學研究

王　睿

(西華大學 理學院, 四川 成都　610039)

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基于PBL模式下的無機化學實驗課程教學研究

王睿

(西華大學 理學院, 四川 成都610039)

PBL模式是西方國家中極有影響力的一種教學方式,在我國部分高校得到了一定程度的推廣,成為國內教育研究者關注和研究的熱點,呈現出可喜的勢態。從國內外的比較研究中,對PBL教學模式的源頭進行了追蹤,結合當今形勢,對PBL教學模式的優勢和構成要素進行了論述,研究了PBL教學模式在無機化學實驗課程中的教學應用。

PBL模式； 無機化學； 實驗課程

基于問題的學習(problem-basedLeanling,簡稱PBL)[1-3],既是一種課程教學模式又是一種學習方式,被譽為“多年來專業教育領域最引人注目的革新”,它強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過學習者的合作來解決真正的問題,從而學習隱含在問題背后的科學知識,形成解決問題的技能和自主學習的能力。國外大量的實踐證明,PBL有利于學生進行自主、合作、探究等學習,能培養學生自主學習和協作學習的能力,發展學生高級認知思維能力和解決問題的能力[4]。

1　PBL教學模式研究概況

1.1國外研究概況:PBL教學模式是美國創新的教學模式

20世紀初,隨著醫學和醫學相關知識的不斷豐富,醫學生學習負荷大大加重,而現行的教師課堂傳授內容、學生被動聽講模式，不能解決日趨嚴重的教學問題,醫學生在死記硬背基礎理論中忽視實踐能力的訓練,如何培養醫學生主動學習的能力成為了當時醫學教育的首要問題[5]。

20世紀50年代,美國西余大學醫學院率先在新學生入校后的前2年(基礎醫學階段) 嘗試采用綜合課程的教學方式,即在科學的合理框架下模糊各學科界限,突出相關學科的橫向聯系,盡管取得了一定的績效,但由于沒有明確的教學理論和成熟的教學措施,其教學經驗未能被其他醫學院校所接受。

1969年,美國的神經病學教授Barrows在加拿大的克馬斯特大學(McMasteruniversity)提出了一種教學模式(PBL),嘗試實施學生自學與導師指導相結合的小組教學法,它主要是以學生為中心、教師為引導者,學生通過自我指導學習及小組討論的課程教學模式展開學習。由于它能有效地訓練學生發現問題、解決問題的能力,有助于培養學生的創造力,其教學經驗和教學理論逐漸被其他學院采納和接受。

80年代后,PBL模式在北美獲得了較快的發展,至1991年,美國70%的醫學院已不同程度地采用PBL教學模式。90年代后,歐洲部分醫學院也開始進行PBL教學的試驗,1994年,英國曼徹斯特醫學院在一、四年級的教學中全面采用PBL模式。香港大學醫學院于1997年開始實行此教學模式,此教學模式已占該校全部醫學教育的60%[6]。

PBL在國外已有較多的研究與廣泛的實踐,美國、澳大利亞、丹麥、德國、瑞典等很多發達國家的大學都在教育學、工程學、建筑學、工商、法學、經濟學、管理學、數學、自然科學、農學、社會學等學科領域采用PBL的教學模式。美國則是PBL模式的直接源頭,是美國本科課程教育方法的精華所在,也是美國本土化創新課程教育的思想。

1.2國內研究概況:與醫學外的其余學科結合研究不夠,“本土化”實踐缺乏深入研究

1986年,我國率先引入PBL教學模式的是上海第二醫科大學和原西安醫科大學,他們嘗試將PBL引入到醫學教育中。近年來,多個院校的醫學教育工作者在某些醫學課程的教學中嘗試和探索應用PBL教學模式,取得了一定的經驗,促進了PBL教學模式理論與實踐的探討[7]。此后,國內大量的教育者在各個不同的領域、不同的學習階段引入了PBL教學法,如醫學、法學、物理學、經濟學、建筑學、管理學等,學習階段包括了中學、大學、研究生教育及畢業后的繼續教育等。目前,PBL成為目前國內教育界研究者關注和研究的熱點。越來越多的學者投入到PBL的理論介紹和實踐探索中,有關PBL的文獻也大量出現在期刊、學位論文中。

縱觀這些年我國PBL教學模式在實踐中存在的現實問題,一方面是高校管理者對PBL教學模式認識不足、重視不夠、落實不力,另一方面是因為我國的PBL教學模式大都是借鑒我國港臺地區及美國的經驗模式,普遍存在對PBL教學模式“本土化”實踐缺乏深入研究的問題。

2　PBL教學模式的優勢與構成要素

2.1PBL教學模式的優勢

PBL教學模式是順應時代發展、注重學生利用各種媒體資源進行個性化的學習,其優勢體現在3個方面[8]:

第一方面是學習方法。PBL模式以問題為導向、項目為組織的學習方法,是激發學生的學習積極性和主動性的重要方法,也為學習提供了理論聯系實踐的空間和情境。置身于具體的情境中,學習者會經歷一個涉及復雜情境下分析問題、探索解決問題的方案并積累經驗的過程,教師是學生的引路人和激勵者,而不僅是信息和知識的傳播者。

第二方面是學習內容。PBL模式鼓勵跨學科交叉學習,超越傳統的學科單一化,避免因專業劃分過細而造成知識的局限性,在做項目的過程中需要運用理論來分析問題和探索問題,從而可以加強理論和實踐之間的聯系。

第三方面是學習的協作性。PBL模式是基于問題的學習,更為強調學生成為一個自主(或自我調節)的學習者。自主學習是一種主動學習、獨立學習方式,它有利于培養學生的創新和實踐能力。學習中,學生需要自我激勵、設置學習目標、獨立進行研究、進行自我引導的學習、將新建構的知識應用到復雜的問題解決之中。當他們解決問題之后,也就學會成為一名獨立自主的思考者和學習者,真正做到了學、思、行相結合,在感受和體驗中學習,經歷知識建構。通過小組工作的形式鼓勵合作精神,培養學生交流、參與、組織管理和自我管理的能力,這也是一個創造新知識的重要過程。

2.2PBL教學模式的構成要素

PBL教學模式的構成要素[9]包括:

(1) 內容。PBL模式的教學內容通常被表述為“學習的主要內容是現實生活和真實情境中表現出來的各種復雜的、非預測性的、多學科知識交叉的問題”?？梢?該教學模式強調對具體的“現實生活和真實情境”的把握,這與傳統的以抽象理論為主要教學內容的教學理念明顯不同。要求內容應來源于現實生活,貼近學生熟悉的社會環境,并具有知識的完整性、系統性及開放性,有多種解決問題的途徑且具有一定難度。

(2) 情境。情境的設置必須有利于學習者之間和社團之間的合作,有利于學生使用并掌握技術工具。這是由于PBL模式強調以“現實生活和真實情境”作為學習內容,這本身不但包含了對理論、實驗的學習,而且還具有在教學中對理論、實驗構成原因的理性探尋的作用,也就是說,這一教學模式不但可以教會學生知識、技能,還能夠讓學生知道這樣的知識、技能是如何形成的。

(3) 活動。要求活動具有一定的挑戰性、建構性,強調行為過程的探究及學習的過程。采取小組協作完成的方式,就是要求學生以小組的組織方式展開學習。在這一模式下,學生的學習不再是個體行為而是集體行為,面對教師提出的具有一定復雜性的問題,每一個學生都“不是一個人在戰斗”,大家各有分工,人盡所能,同心同德地去解決他們所共同面對的難題。

(4) 結果。PBL模式要求教師所設計的問題具有復雜性、現實性與最終得出結論的不確定性,這就決定了該教學模式的研究成果是開放式的、多元化的。也就是說,對于PBL的問題而言,不存在一個所謂的“標準答案”,研究方法是否合理可行、研究過程與最終結論是否在邏輯上相互聯系是評價學生學習結果優劣的主要標準。這好比莎士比亞的那句名言,一千個讀者眼中就會有一千個哈姆雷特。學習成果包括學生在探究活動中所學到的知識,也包括學生提高的技能,成果的形式多樣,包括論文、講演稿或多媒體作品等。

3　無機化學實驗課程與PBL教學模式

無機化學實驗課的最大特點是理論與實際結合、知識與創新結合,對參加學習的學生而言,指導教師多、接觸藥品多、實際動手多、涉及操作方法多、完成試樣品種多,學生能真正動腦去思考并動手去操作?；谶@樣的特點,無機化學實驗課非常適合采用PBL教學模式進行教學,PBL教學模式十分符合無機化學實驗課程的教學規律。

3.1教學目標和課堂組織形式一致

無機化學實驗是學生學習其他化學實驗的重要基礎課程,通過無機化學實驗,使學生理論聯系實際和熟練掌握基本操作技能,養成嚴謹求是的科學態度；通過實驗訓練,在培養學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,努力培養學生的創新意識與創新能力。

設計實驗與綜合實驗,培養學生具有自我獲取知識、提出問題、分析問題、解決問題的獨立工作能力,具有一定的創新意識與創新能力。同時注意培養學生實事求是的科學態度、勤儉節約的優良作風、認真細致的工作作風、相互協作的團隊精神,

而PBL教學的主要目標是:

(1) 獲得基本知識；

兩組的生活質量、滿意度評分進行比較,觀察組的生活質量、滿意度評分高于對照組,統計學有意義(P<0.05);見表2。

(2) 培養分析和處理實際問題時有效運用知識的能力；

(3) 獲取新知識、擴大知識外延、解決可能面臨的新問題的能力。

由此可見,兩者在教學目標上是一致的[10]。

另外,由于無機化學實驗,尤其是其中的綜合性實驗涉及的問題相對比較廣、比較難,工作量較大,為學生分組提供了極大的方便，一般多以 3～5 人組成實驗小組進行實驗，而PBL的一個重要的特征就是解決問題的活動是以小組合作學習的形式來進行的。小組成員通過討論來分析問題、制定問題解決計劃、實施計劃、解決問題,在這過程之中,學生的團隊合作意識和能力、與人交往的能力得到較好的發展。

3.2教學內容問題真實性

無機實驗教學內容按難易分為3個層次:基礎實驗(驗證性實驗與基本操作)、綜合實驗和設計實驗(含學生自帶課題)；按實際內容分為4部分:基礎知識和基本操作技能、化學基本原理及有關常數測定實驗、基礎元素化學和無機化合物制備及綜合性和設計實驗。所有這些實驗內容都具有真實性,所提出的問題也具有真實性。

3.3收集資料可見性

學生針對問題可通過各種途徑收集資料,如圖書資料、實驗訓練指導教師介紹和演示的內容、實驗訓練過程中學生看過的多媒體內容、教學場地陳列的各種展品和圖片、教學場地設備正在加工工件的工藝方法、學生自己進行操作的經歷等,都可成為學生解決問題收集資料的資源。這些資料,除了書本上的理論知識外,學生操作的是實實在在的設備,加工的是實實在在的工件,使用的是實實在在的臺秤、電子天平、離心機、酸度計、分光光度計、滴定管、移液管、容量瓶等,無論是學生自己看到的,還是指導教師講解、演示的,或是學生動手操作的,都是真實的東西,是可見的,可信的。由于PBL要求學生把握概念的復雜性并廣泛而靈活地運用到具體問題情境中,這為問題的情境設置創造了條件。

4　PBL模式在無機化學實驗教學中的實施

4.1創設情境、提出問題階段

PBL的問題是整個教學環節的焦點、關鍵之所在,情境與問題同等重要,二者相輔相成。教師對情境創設、問題設計的好壞直接影響到學生學習的效果。教師擔當學習場景布置和問題設計的導演角色,創造一個合理、真實、恰當、有效的情境與問題是實施這一教學方式的重要前提。在問題情境的設置上,應遵循學生的認知規律,設置與學生現有的認識、知識構架和生活經驗相聯系的問題情境,方可激發出學生強烈的求知欲。所創設問題的難度必須趨向于學生思維的“最近發展區”,通過提供相關模型、案例、演示、運用知識鋪墊等方法啟發、幫助學生,使學生通過努力就能完成任務。給學生提供學習的目標和思維的空間,使學生的自主學習成為可能[12]。

4.2引導學習階段

學生根據情境與問題的激發和啟示,采用查閱資料的方式進行分析。教師擔當學習向導的角色,要引導、調控學生學習,指導學生如何使用檢索工具,比如利用校園網的數字圖書館資料查閱教材、參考書或文章等。教師不是具體講解或提供答案,而只是起到引導學習的作用。

4.3組織討論階段

學生經過一段時間的查閱資料或實際考察后,由教師組織集中到一起,互相交流和補充,并將自己的經驗或獲取的知識與其他學生進行討論,逐步提高自身水平。在這個過程中教師是合作學習者和專業顧問。教師在適當的時機也要參與討論,以控制討論的方向、廣度、深度等,對于學生討論過程中即時出現的專業問題,教師要適當“解惑”,使討論順利進行。這同時也給教師提出了更高的要求,而要掌握全面的、多面的理論知識和臨床技能,是一個很大的挑戰。

4.4總結評價階段

小組討論結束后,由教師作最后的陳述,并對每位學生的情況做出評價[13]。教師陳述時,概念要清楚、重點要突出、層次要分明,幫助學生掌握重點、彌補遺漏。通常以啟發、問答式總結該病的發生發展、演變過程、臨床特征、診斷和鑒別診斷要點、處理原則及預防和保健措施等。教師不再使用舊的教學評價標準,不再使用唯一的、標準化的答案來衡量學習者的學習效果,而是通過新的評價工具與指標來對學習者的學習進行評價。

5　PBL模式實施效果

5.1無機實驗實施PBL教學模式的效果

實施PBL教學模式的實踐表明教學效果很好。學生小組圍繞解決具體問題而進行一系列資料檢索、收集、查閱、主動學習與獨立思考、動手操作、分析總結、相互溝通的訓練,增加學生分析問題和解決問題的自信心和培養學生的團隊協作能力與動手實踐能力,增強學生對課程的學習興趣,進而使學生思路開闊、想像豐富,有利于培養學生的推理、概括、創造等思維能力。

5.2教學效果的關鍵在于轉變教與學的觀念

在實施PBL教學模式的教學過程中,我們深深體會到教學效果如何,關鍵在于能否轉變教與學的兩大觀念。教師要徹底轉變教育思想,更新教學觀念,轉換教師的角色,使教學從傳統的說課式講課中解放出來。教師不是傳授知識的工程師,而是像蘇格拉底的“助產士”。教師不再是教學活動中唯一的主角,而是轉換成學生學習的輔助者、教學環境的設計者、教學氣氛的營造者和教材的提供者。教師不再是操縱教學的決定者,也不是支配學生學習的權威者,而是與學生平等的合作伙伴。

學生要轉換學的角色和克服部分學生的依賴思想和消極參與。在“基于問題的學習”中,學生不再被視為“空的容器”或者信息的被動接收者,而是一個自主、主動的學習者,是“基于問題的學習”過程中的主角。

6　結語

PBL教學模式不僅能為學生打下靈活的知識基礎,而且有助于培養學生解決實際問題能力、合作能力、創新能力等高層次思維能力。在實施過程中,雖然有一定的困難,但隨著教師與學生角色的轉換和理論研究與實踐探索經驗的積累,PBL教學模式將會更加完善、高效,為素質教育的發展做出一定貢獻。

References)

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StudyonteachingofinorganicchemistryexperimentalcoursebasedonPBLmode

WangRui

(SchoolofScience,XihuaUniversity,Chengdu610039,China)

Theproblem-basedlearning(PBL)wasoneofthemostinfluentialteachingmodesinsomewesterncountries.PBLteachingmodehasbeenusedinsomecollegeteachinginourcountry,andithasbeenahottopicofnationaleducationresearchers.TheoriginofPBLwassuppliedand,combiningPBLteachingmodewiththecurrenteducationsituation,thestrengthandthecomponentofPBLwerestatedandanalyzed.AcomparativestudyofPBLbetweensomewesterncountriesandourcountrywasfinished,andtheproblemonhowtoapplyPBLintheteachingofinorganicchemistryexperimentcoursewasstudiedindetail.

PBLteachingmode;inorganicchemistry;experimentcourse

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.056

2015-12-20修改日期：2016-01-14

2015年教研課題“基于PBL模式下的無機化學實驗課程教學研究”(05020347)

王睿(1971—)女,四川彭州,學士,實驗師,主要從事無機、分析化學實驗課程教學及研究.

E-mail：937842627@qq.com

O6-3；G642.0

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1002-4956(2016)7-0220-04