PBL教學法在大學有機化學實驗教學中的研究與實踐

王軒(海軍工程大學基礎部化學與材料教研室，湖北 武漢 430033)

0 引言

PBL教學法通過教師對學生的實際情況和學習需求進行深度分析，在課堂教學中有目的地提出課程相關任務，學生以小組的形式對任務中的問題進行分析和解決，以此來培養學生獨立思考的能力和團隊合作的精神。這樣的教學法在傳授知識的同時也能夠促進學生的全面成長。教師可以通過PBL教學法打造出適合學習的環境，拉近師生之間的關系，開拓學生的視野，培養學生的創新思維。

1 大學有機化學實驗教學創新的必要性

大學有機化學作為實踐性較強的一門基礎學科，通過一系列的化學實驗能夠協助學生充分掌握化學相關理論知識和化學反應的原理、邏輯，通過實驗教學能夠有效夯實學生的化學理論知識，真正實現理論和實踐的相結合。有機化學實驗教學是學生充分掌握有機化學知識和實驗操作技能的重要過程。大學的有機化學實驗教學效果能夠對學生的學習興趣和學習習慣產生直接影響。傳統大學在有機化學的實驗教學方面存在著教學模式單一、實驗場地不足、教學指導不充分、實驗器材老舊等問題。通常為教師先講解相關知識，對實驗進行操作演示，學生僅觀看，個別學生可以進行操作嘗試，后總結出實驗報告。學生僅憑聽教師講解和看教師操作是很難對有機化學的原理進行深入理解和掌握的。現階段我國的大學有機化學實驗教學缺乏創新性，大部分學生僅將實驗作為考學的學分任務，甚至認為卷面分數較高可以抵消實驗的分數，認為有機化學實驗的學習重點仍然是對理論知識、概念以及化學式的死記硬背。在進行高等教育的改革時，大學有機化學的實驗教學應當將重點放在培養學生的獨立思考能力、思維擴散能力、動手操作能力、信息收集能力、信息分析能力、實驗操作能力等方面[1]。

2 有機化學實驗教學存在的問題

2.1 實驗安排不合理

現階段一些大學在有機化學的實驗教材選擇方面多傾向于驗證性更強操作更加簡單的實驗，實驗的內容與知識點的應用具有較大的差異性，學生對這類實驗并不感興趣。大多數實驗在實驗前都不需要進行預習，實驗的過程中也不需要深入思考，只要按照參考的教材就能夠完成整個實驗，這樣的實驗不僅無法培養學生獨立思考的能力，也限制了學生的思維和創造力，影響了有機化學的教學效果。近幾年我國開始加強環保意識的培養，綠色化學開始滲透到人們的生活和生產當中。有機實驗中涉及到的一些藥品和試劑對人體存在著一定的害處，實驗的過程中也會產生一些有毒的廢液、廢氣、廢渣等，也不符合我國社會經濟發展的根本要求，需要進行有效的調整。

2.2 儀器老舊指導不足

許多地方院校在實驗經費方面有限，沒有設置充足的實驗場地也無法對實驗儀器進行及時更新。即使是較為簡單的實驗操作也存在著多人使用一套儀器的情況，無法讓所有學生都能夠親身操作實驗，對學生的實踐能力培養有著極大的限制。另外，實驗指導教師數量有限，通常是一個教師帶著幾十個學生共同進行實驗，實驗的過程中無法充分保證實驗能夠達到預計的效果，因此只能采取教師對關鍵知識點進行講解，學生根據課本中的參考步驟進行實驗操作，在實驗的過程中教師無法對所有學生進行具體的指導，一些性格較為內向的學生更不會主動發問，這就導致實驗過程中指導嚴重不足的情況。

2.3 教學方法枯燥單一

大多數大學目前在有機化學實驗的考核方面通常采用實驗報告和課堂實驗結果的形式，教學方法和考核方法過于單一。學生往往會通過抄襲的形式來上交實驗報告，導致實驗報告不具備有效性和可信度。實驗過程中學生因對老舊實驗沒有興趣，無法獨自使用實驗器材等多方面原因，沒有積極主動參與到實驗教學當中來。教師通常會采用單方面講解的形式讓學生記住考試要點即可，對實驗教學沒有加以重視。學生不愿意思考、不愿意動手、不愿意預習，僅靠教師在實驗前的要點講述，無法激發學生學習有機化學和參與實驗的興趣，導致學生實驗教學效果始終無法提升。

2.4 實驗室安全問題

實驗的安全問題是所有化學實驗相關教師都需要加以關注的重點和難點。有機化學實驗室對比其他化學實驗室具有更高的危險性，參與實驗的學生通常年級較低，好奇心旺盛，這樣也無形中增加了實驗室的安全壓力。許多學生面對有機化學的實驗藥品和儀器感到好奇，不具備較高的安全意識，無視教師提出的安全守則，不經同意和檢查就隨意拿取實驗用玻璃儀器，在沒有任何保障措施的情況下隨意嘗試有機試劑，實驗過程中注意力不集中，使用手機或者吃零食等都會導致實驗室出現安全問題。甚至一些學生覺得麻煩不愿意參與實驗，而是未經同意安排毫無化學安全常識的其他學生代替自己來進行實驗，這樣也會對實驗室造成極大的風險隱患。許多院校的有機化學實驗通常需要對實驗目的、原理以及步驟進行預習，實驗的過程中需要由教師來對安全問題進行提醒和警告，但仍然存在著學生不重視安全防范，不進行預習，導致實驗過程中存在安全問題風險[2]。

3 PBL教學法在大學有機化學實驗教學中實踐運用的優缺點

3.1 優點

PBL教學法在實踐的過程中需要始終堅持以生為本的原則，授課教師應當根據有機化學實驗教學的實際教學進度和學生的實際學習情況在實踐前預先設定好任務和相關問題，學生分為各個小組，通過自己的方式方法和各種渠道來對問題的解決方案進行查找和制定，這樣的教學形式能夠有效調動學生的學習熱情，還能夠培養學生形成良好的自學習慣，培養學生獨立思考的能力，開拓學生的視野。學生為了完成有機化學實驗教學中的任務和問題，會對問題進行深入的分析，認真思考處理思路和處理方法，通過大量查找文獻和材料，結合網絡資源，這樣能夠有效拓展學生的知識面。學生在分析問題和處理問題的過程中需要同小組其他成員進行合作，互相探討，互相協助，這樣能夠培養學生的團隊意識，促進學生的交流。通過互相協同和補充來完善彼此的知識形態和知識體系，這樣的合作研究能夠有助于學生強化對有機化學實驗相關知識的理解和掌握。另外，學生從問題出發進行研究和實踐，能夠促進學生邏輯思維的培養，通過親身操作來夯實實驗中的知識點并充分掌握，從根本上提升學生的思維能力和綜合能力。

3.2 缺點

有機化學實驗教學中采用PBL教學法會消耗學生大量的時間，學生需要較多的時間來對資料進行查閱和整理，對問題進行分析和討論，尋找適合的解決方法，這樣就會無形中增加學生的學習壓力，長此以往會對學生的學習積極性和學習自信心造成一定的打擊。同時，這項學習法也受到學生自身化學知識接受能力和實驗操作能力的限制，因學生具備一定的差異性，小組學習無法照顧到所有學生的學習水平，無法培養學生形成好的學習習慣。采用PBL教學模式能夠有效提升有機化學實驗的教學效率和教學質量，但這種教學法對大學的教學團隊也有著較高的要求。現階段大多數授課教師的教學能力和經驗存在著良莠不齊的狀態，教學資源因地域性和辦學能力等多方面制約，教學考核的評估體制不夠完善，導致PBL教學法無法被完全應用在大學有機化學實驗教學實踐當中。

4 PBL教學法在大學有機化學實驗教學中的實踐策略

4.1 合理設置任務，培養學生學習興趣

大學有機化學實驗教學中采用PBL教學法需要充分考慮到實驗問題的合理性，教師應當根據教學任務、教學目標、教學內容、學生的學習動機、學生的實際學習能力水平，設計科學合理的實驗任務和問題。這樣才能夠確保學生對有機化學產生學習的興趣，激發學生親身操作實驗的動力，促使學生積極參與到學習的各個環節當中。如乙酸乙醇相關化學知識的教學中，教師可以根據乙酸乙醇的制備為任務的主題，學生可以通過自主查詢相關文獻和資料來獲取實驗操作的相關知識和操作技能，對實驗操作的方案進行優化和完善。在查詢資料的過程中，教師需要對學生進行適當的指導，引導學生通過不同的渠道和對不同參考書的對比來對實驗操作技巧和方法進行有效的對比和分析，確保學生能夠充分理解乙酸乙酯的相關知識，掌握乙酸乙酯的合成操作技巧，明確乙酸乙酯合成的意義，將有機化學的專業理論知識應用在實驗實踐的操作當中，不斷提升學生的實踐能力，提升學生的學習自信心，培養學生形成良好的自學習慣。

4.2 加強小組學習，促進學生全面發展

大學有機化學實驗教學中采用PBL教學法能夠有效促進學生之間的交流和互動，教師可以根據學生的性格、能力、學習特點，科學地將學生劃分為幾個小組，通過小組學習的形式來對學生的潛能進行深度挖掘。小組成員之間可以進行交流和互動，充分表達自己的想法和思路，通過互相協助互相商量制定出最終實驗設計方案。確定好實驗方案后開始進行實驗的準備工作，進行實驗后制作出相關的報告。如二苯乙醇酸的制備實驗中，小組分組后根據本次的實驗主題來分析二苯乙醇酸的制備價值是什么，如何進行制備，采用什么原料進行制備等。提出問題后，學生可以通過網絡資源來進行相關實驗資料和文獻的查詢，對收集到的資料信息進行匯總和分析整理，通過對比篩選出最適合的二苯乙醇酸實驗操作方案。選擇實驗方法時需要從綜合的角度來對各個方面的影響因素進行考慮，這樣才能夠確保實驗方案的科學性和可靠性，同時也需要注意相關的安全問題。教師可以對小組實驗方案進行科學客觀的點評，對設計方案中的優缺點進行指出，協助學生對實驗操作方案進行完善。對方案進行改進優化之后，教師要鼓勵學生積極進行實驗操作的嘗試，確保學生在實驗過程中的安全，引導學生多長時間集中方法進行實驗，對不同的實驗過程中的化學反應進行觀察和記錄，對實驗中存在的問題進行總結，與同組成員進行分析和討論，進而達到互相促進成長和發展的效果。

4.3 強化實驗評價工作，提高綜合評價水平

大學教師在有機化學實驗教學中采用PBL教學法需要科學地對學生的綜合能力進行正確客觀的評價，教師需要對學生的綜合能力進行深入了解和分析，這樣才能夠有助于后期的實驗活動展開。大學有機化學教師應當強化和完善學生實驗考核評價相關工作，構建科學有效的實驗成績評價體系，并得到大多數學生的認可，通過這樣的形式來激發學生主動學習有機化學實驗的積極性。構建評價體系的過程中教師不能僅憑考試成績作為評價的唯一標準，還應當將實驗過程中的表現和實驗報告進行充分結合，對學生的有機化學實驗成績進行科學的總結和評價。如學生在實驗過程中的態度、操作流暢性、實驗的分析和處理結果，都可以作為考核評價的一部分，將各個實驗部分中的得分進行整合，形成有機化學實驗的總成績。實驗考試結果不僅包含學生的實驗考試分數，還應當包含學生的參與次數和實驗表現，從綜合的角度對學生的實驗成績進行評價。

5 結語

綜上所述，大學有機化學實驗教學中采用PBL教學能夠促進實驗教學的穩定發展，能夠有效提升學生的自主學習能力以及實驗的綜合實踐能力。通過采用PBL教學法，教師能夠更多地聽取學生的需求和意見，對教學內容和教學進度進行及時調整，對教學方法進行不斷的創新優化，更加滿足學生的學習需求。教師也可以通過對PBL教學方法的優點進行研究，充分發揮其優勢作用，激發學生對有機化學實驗教學的學習積極性，進一步培養學生的思維和創新能力，最大限度提升學生的學習效率和效果，讓學生真的能夠將所學知識應用在實際生活和未來工作當中，為國家培養出高質量高水平的優秀應用型人才。