POGIL模式在物理化學教學中的探索

黎永秀，李 哲，蔣青青，王 立，胡軍成

(中南民族大學 化學與材料科學學院，湖北 武漢 430074)

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

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

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

1 實驗設(shè)計

1.1 POGIL模式學習法的簡介

本文以2015級、2016級和2017級藥學院藥學專業(yè)本科生為研究對象，三個班級學生人數(shù)分別為113、126和96。對2016級和2017級的物理化學授課采用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)式教學模式作為對比。由于學生人數(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，在每學期開課前讓學生自由分組，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)選出三人分別充當管理員，記錄員，以及發(fā)言人。管理員根據(jù)教師布置的習題或大作業(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

物理化學課程為藥學專業(yè)學生第三學期課程，共16周。課時48學時即單雙周分別為兩次和一次課。一次課2學時，每學時45 min。大綱要求的教學內(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，教師隨機抽取學生復習上一次課所講內(nèi)容，評估學生的掌握情況。針對薄弱學生，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，期間穿插一些練習或者問答題讓學生思考并回答來加強對新知識的理解。該練習或者問答題學生通過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)容并布置課后習題和大作業(yè)。課后習題和大作業(yè)要求學生課后通過POGIL模式完成。本門課程，課外共完成22次POGIL內(nèi)容，其中用于完成習題為18次，用于大作業(yè)為4次(其中化學熱力學、化學動力學、電化學、表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)各一次)。習題為每次課結(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。杜絕學生知其然而不知其所以然現(xiàn)象。每章結(jié)束后讓學習委員將各組所講的題幻燈片整合分享給全班同學以供復習。大作業(yè)一般為總結(jié)報告或者知識點的應用分析。比如在相圖講解過程中可以布置大作業(yè)，讓學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

對學生成績進行了分析，結(jié)果見圖2。對比2015級學生成績，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級學生共132人進行問卷調(diào)查。86%的學生認為該教學改革很有用，給出了很高的評價。學生普遍認為通過POGIL模式，更易于理解物理化學內(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之間的距離。

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

3 結(jié)論

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