基于“PDCA”循環的無機化學課程“理實一體化”教學模式探討

袁菲菲，李慧娟

(蚌埠醫學院，安徽蚌埠 233030)

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基于“PDCA”循環的無機化學課程“理實一體化”教學模式探討

袁菲菲，李慧娟

(蚌埠醫學院，安徽蚌埠 233030)

[摘要]基于“PDCA”循環理念，本文探討“理實一體化”教學模式在制藥、食品等專業無機化學課程中的應用。“理實一體化”教學模式是實施理論與實驗一體化教學，實現理論指導實踐，突出課程實際應用。結合“PDCA”循環法控制無機化學課程的“理實一體化”教學過程，可以有效減少教學過程中教與學的隨意性，保證教學計劃的有效性和適宜性，有利于調動學生學習的積極主動性，實現以培養學生能力為本位的課程教學。

[關鍵詞]“PDCA”循環；理實一體化；教學模式；無機化學

無機化學是化學學科的重要分支，是高等醫學院校中開設的制藥工程、藥學、藥物分析、食品質量與安全等專業的必修基礎課程。目前，傳統的無機化學課程教學一般將理論和實驗分開進行，理論課時偏多，實驗操作偏少，理論和實踐銜接不上，造成理論和實驗脫節。

傳統的教學模式容易導致學生上課效率低、動手能力差，不符合時代的要求[1]。為了改變這一現狀，根據制藥、食品等專業無機化學課程的大綱要求以及現實問題的存在，摒棄傳統的“理實分離”的教學模式，探討“理實一體化”教學模式在無機化學課程教學中的應用。“理實一體化”教學法打破實驗課和理論課的明顯界限[2-3]，整合無機化學理論和實驗課程體系，實現教、學、做一體化。在“理實一體化”教學過程中，課堂教學節奏的控制非常重要，理論與實驗教學穿插進行，教學過程中容易出現隨意性。嘗試在無機化學課程“理實一體化”的教學過程中引入“PDCA”循環質量管理法[4]，使每個教學步驟都能在計劃、實施、檢查、處理的控制中有效完成，并通過不斷循環，改進無機化學課程的教學方案。希望通過這一新型教學模式的探索和實踐，激發學生學習無機化學課程的興趣，提高教學實效性，實現教學相長。

1基于“PDCA”循環”的“理實一體化”教學模式

“PDCA”循環法是美國著名的質量管理專家戴明(W.E.Deming)博士在20世紀50年代初提出的全面質量管理方法，簡稱戴明環，廣泛應用于質量管理的標準化、科學化循環體系[5]。“PDCA”循環是按照特定的順序進行組織管理的科學程序，包括四個階段：計劃、實施、檢查和處理。“PDCA”循環法提出后，廣泛應用于各個領域。國內外教育研究工作者將“PDCA”循環法引入高等教育中，實踐證明在教學過程中實行全面質量管理具有一定的可行性[6]。

“理實一體化”教學模式中的“理”指理論教學，“實”指實驗教學。將理論學習和實驗操作融為一體，以提高學生的理論知識水平和實驗操作能力為目標，可以使教學過程更加形象化、具體化、直觀化。學生可以在實驗操作中學習理論知識，在掌握理論知識后指導實驗訓練，既可以降低學習理論知識的難度，又可以提高應用理論解決實際問題的能力，是比較適合實驗型學科的教學模式。無機化學課程涉及知識體系跨度大、原理復雜、概念抽象，讓很多學生對無機化學心生畏懼。在無機化學課程中引入“理實一體化”教學模式，將理論和實驗內容進行重新整合，減少了理論課和實驗課之間知識的重復。進行理論與實驗一體化教學，可以鍛煉學生的實驗操作技能，體現學生的主體參與作用，培養學生分析和解決問題能力，是充分調動和激發學生興趣的一種新型教學方法。

“理實一體化”教學過程中，師生雙方邊教、邊學、邊做，教與學的自由度變大，教學過程難以有序順利地進行，甚至可能會失去控制。在“理實一體化”的教學過程中，引入“PDCA”循環法全面管理整個教學過程。教學過程在“PDCA”循環法四個階段的監控下完成，其目的是在以教師為主體控制下，既可以使學生在學習過程中發揮主觀能動性，有計劃、有目的地完成理論知識的學習和相關的實驗操作訓練，也可以有效防止教學內容隨著外界的影響因素而出現偏差，在最大限度上因材施教，保證教學順利完成。

圖1　“PDCA”循環的實施步驟示意圖

2新型教學模式在無機化學課程中的構建

2.1教學計劃階段——課前準備

“理實一體化”教學將理論和實驗合二為一，會加大課堂授課容量和教學難度，所以備課階段是實施“理實一體化”教學成功的關鍵條件，也是“PDCA”質量控制循環法的計劃階段。“理實一體化”要求，教師必須具有扎實的理論知識功底和熟練的實驗操作水平。教師在計劃階段所要做的工作是充分剖析無機化學課程特點，結合相關專業的特點和背景，整合無機化學課程內容，精心設計教學過程。教師要準確掌握現實所有條件，參考教學大綱，閱讀書籍資料，精選課堂內容，制定教學計劃，確定教學方案，制作電子課件，參與實驗準備。計劃階段在“PDCA”循環法中處于基礎地位，理想的教學計劃可以提高學生學習的積極性，從而提高課堂教學效率。

2.1.1整合理論和實驗教材，制定教學計劃

“理實一體化”教學模式要求所使用教材既可以用于理論教學又可以用于實驗教學。根據制藥、食品等專業對無機化學課程制定的教學大綱，在“理實一體化”教學模式的基礎上對《無機化學》和《無機化學實驗》教材進行分析和整合。設計理論和實驗一體化教學方案，將有關理論知識融入實驗，實驗中探究涉及的理論知識，理論和實驗交替進行，注重理論講授和實驗操作的時間比例，統籌考慮和組織師生教學活動在規定的時間內完成。在“理實一體化”教學中，學生會因實驗需要而產生學習理論知識的動力，使課堂教學從學生被動聽講變成教師積極引導，讓學生知其所以然，有效地突破教學重難點。

“理實一體化”教學應摒棄傳統的實驗報告模式，設計適合“理實一體化”教學模式的新型實驗報告，應包括實驗原理(簡要概括實驗涉及的理論知識)，實驗過程(繪制簡單流程圖進行表示)、實驗數據處理(真實數據記錄和處理)、實驗思考題(包含理論和實驗知識點)、實驗收獲和感想(實驗成敗的注意事項，實驗過程的自我評價，實驗改進建議等)、創新實驗設計(查閱文獻資料、設計實驗方案)等部分。“理實一體化”教學過程中，學生可以自主操作、相互合作、自由討論，課堂的自由度變大。所以教師必須精心設計教學方案，不斷鉆研教學方法，滿足無機化學課程的理論教學與實驗訓練的傳承所需。

2.1.2多媒體輔助，優化教學資源

“理實一體化”教學應將實驗室和多媒體教室合二為一，理論講授和實驗操作同時進行，使得抽象的理論知識實驗具體化，實現理論對實踐的指導。在教學過程中，盡可能采用多媒體課件，以文字、圖片、視頻‘動畫、仿真模擬等多種形式，給學生提供大量的視覺、聽覺信息和資料，使學生一目了然。在實驗教學中，可以用多媒體課件、動畫模擬、模型展示等形式介紹實驗儀器的用途、實驗裝置的搭建、實驗注意事項、實驗過程的演示等。在“理實一體化”教學中使用多媒體輔助教學，可以使教學過程更加生動有趣，有效地促進學生對理論知識重難點的理解和實驗操作要領的掌握。

2.1.3參與實驗準備，進行實驗預試

“理實一體化”教學中的實驗項目，是應用具體實驗解決理論問題的實踐訓練，特點是內容繁多、任務較重。授課教師想要應用自如地掌控實驗操作和理論講授的節奏，需要協同實驗室老師準備好實驗儀器和藥品試劑，預防一些常規差錯，保證學生實驗能順利進行。實驗準備到位后，教師要對實驗進行預試，完成所有實驗操作，以便了解所需實驗時間以及實驗過程中可能會出現的偏差和問題，制定出相應的實驗預案。

2.2教學實施階段——課堂教學

實施階段指按照預先制定的教學計劃，對可能出現的問題進行預防和控制，是管理把控“理實一體化”教學質量的關鍵。教師要把握課堂的節奏，“講授”主要集中在知識點的引入與小結上，多種教學方式并用，如講授啟發、設疑解答、互相討論、多媒體輔助、實驗演示、學生實驗、師生交流等，進行理論和實驗穿插的實時教學，要求學生如實記錄實驗原始數據。

(1)實驗：緩沖溶液具有緩沖作用(表1)，介紹吸量管、移液管、pH試紙的使用方法。

表1　緩沖溶液的緩沖作用實驗

(2)理論：根據實驗結果，探究緩沖溶液的緩沖原理、緩沖溶液的概念，緩沖溶液的組成等理論知識。

(3)實驗：再次驗證緩沖溶液的抗酸、抗堿、抗稀釋作用(表2、表3、表4)。

表2　酸性緩沖溶液的抗酸、抗堿作用實驗

表3　堿性緩沖溶液的抗酸、抗堿作用實驗

表4　酸性、堿性緩沖溶液的抗稀釋作用

(4)理論：介紹計算緩沖溶液pH值計算公式-緩沖公式、校正公式。

(5)實驗：介紹緩沖容量的概念，進行緩沖容量的影響因素實驗(表5、表6)。

表5　緩沖容量與總濃度的關系實驗

表6　緩沖溶液與緩沖比的關系實驗

(6)理論：根據實驗結果探究緩沖容量的影響因素。通過公式推導，介紹緩沖溶液的總濃度和緩沖比對緩沖容量的影響、緩沖范圍。

(7)實驗：緩沖溶液的配制，介紹pH計的使用。

(8)課內小結，交流討論。

2.3教學檢查階段——評價測試

教學檢查階段指評估實施預定教學計劃的效果，檢查實施方案是否可以很好地達到預期的教學目標，是否能夠有助于提高教學質量。“理實一體化”教學模式可以采取多種評價方式，如紙筆測試、實驗操作考核、實驗報告等，綜合地評定學生成績(表7)。通過評價測試的結果，對學生學習情況進行了解，總結并評估教學計劃能否達到預設的目標，是不是合適有效的方案。在課堂上，教師要邊授課邊觀察學生的學習反饋情況，及時發現問題，重復講授教學重難點，使學生透徹地理解，提高學生的實驗技能水平。一般情況下，教學計劃實施的效果會跟預設的目標存在一定的偏差，教師需要找出出現偏差的原因，分析存在的問題，建立相應改進方案，以便在下一個“PDCA”循環的計劃階段修訂和完善教學方案。

表7　考核評分表

2.4教學處理階段——總結反思

教學處理階段是“PDCA”循環的最后一個階段，也是對教師教學活動的總結和反思。教師根據授課任務和內容，及時審核檢查教學計劃的執行情況，總結經驗教訓。一方面對教學中成功的經驗加以推廣，作為下一輪“PDCA”循環的借鑒之用；另一方面要找出該次循環中存在的問題，并且建立改進方案，轉移到下一輪循環中解決和完善。循環中的每個環節可以請同行教師進行監督，使教學質量隨著“PDCA”循環逐級上升。教學工作完成后，教師對整個教學過程進行綜合評價，找出存在的問題，制定改進措施，在新的一輪循環中制定新的授課方案并付諸實施。每一次授課每一個階段都是一次小的循環，經過一學期的實踐，完成一次大的循環。大環套小環，每次大的教學改進都是由許多小型的“PDCA”循環組成，使教學活動不斷循環進行，教學質量不斷逐級提高。

3討論

“理實一體化”教學過程中，用實驗帶動理論教學，用理論指導實驗教學，使學生在創設的真實情景下學習，以激發學生的學習興趣。在無機化學課程采用“理實一體化”新型教學模式，授課容量增多，教學難度增加，課堂自由度增大。運用“PDCA”循環法對教學過程進行全方位和全過程的質量管理，按照計劃、實施、檢查、處理的順序不斷循環，每次“PDCA”循環都是在上一個循環的基礎上發現問題和解決問題，并且更高一級的平臺上開始新的“PDCA”循環(圖2)。學生在學習的過程中，也按照計劃、實施、檢查、處理的循環去完成學習任務，有利于提高學生自主學習和自主創新的能力。

圖2　“PDCA”循環逐級循環上升示意圖

4結語

通過“PDCA”循環全面監督管理整個無機化學課程的“理實一體化”教學過程，可以實現教師對教學節奏、教學內容、教學效果的有效管理和控制，預防教學內容及重難點隨著外界環境的變化而偏離的情況發生。在“PDCA”循環管理體系的監控和管理下，構建師生雙方“理實一體化”教與學的模式，不但促使教師教學思想的轉變，激發學生的學習興趣，還可以培養適應社會需要的專業人才。在保證教學任務完成的基礎上，在循環中創新，在創新中循環，使教學效率和教學質量逐級循環上升。將理論課程和實驗教學有機融合在一起，通過“PDCA”循環管理促使理論和教學各個環節共同作用，將創新意識和實踐能力培養的理念貫穿于人才培養的全過程，體現現代實驗型學科教學體系的基礎性，系統性和實踐性。

[參考文獻]

[1]林燕如.加強化學實驗教學改革,著眼培養學生創新能力[J].江西化工,2010(2):114-116.

[2]張榮.理實一體化教學模式下有效教學的實踐研究[J].吉林省教育學院學報,2008(10):61-62.

[3]孫瑩,張凌贏等.理實一體化教學改革探索[J].藥學教育,2010(1):40-42.

[4]江家發,馬旭明.化學教學運用PDCA工作法的嘗試[J].教學實踐與探索,2007(1):1-4.

[5]李波.PDCA循環理論在高校教學質量管理體系中的應用[J].現代教育科學,2010(3):51-53.

[6]高丹,李國杰.基于PDCA原理的高校教師課堂教學質量內在改進[J].高等農業教育,2009(11):82-85.

[中圖分類號]G712

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-7602(2016)04-0130-05

[作者簡介]袁菲菲(1988- )，女，助教，碩士，從事功能無機微納米材料的合成及其性能研究。

[基金項目]安徽省高等教育振興計劃項目“制藥工程新專業建設”(2014zytz014)；蚌埠醫學院校級教學研究項目“JiTT模式在制藥工程課程體系教學中的探索與應用”(jyxm1510)。

[收稿日期]2015-12-01