PBL與互動式整合教學法在“有機化學實驗”教學中的應用

黃天姿，湯 薇，李同祥

（徐州工程學院 食品與生物工程學院，江蘇 徐州 221018）

有機化學是綜合性較強的學科，與醫學、化工、藥學等有著緊密的聯系。“有機化學實驗”是有機化學相關課程的重要組成部分，既是教學手段，又是化學學習的重要內容。此外，“有機化學實驗”在大學生的創新意識、創新思維和創新能力培養方面具有不可替代的作用，也是提高化學學科教學質量的根本保證[1]。長期以來，我國課堂教學以“教師滿堂灌、學生被動接受”為主要特征，這種教學模式不僅影響了學生學習的主動性，更阻礙了學生主動運用知識分析和解決問題能力的培養[2]。

1 PBL和互動式教學法

PBL（Problem-Based Learning）教學法是以問題為導向的教學方法，由美國神經病學教授Barrows在1969年首創，特點是以教師為引導、以學生為中心，在解決問題中學習、在學習中解決問題[3-6]。

互動式教學法是指教師在教學過程中通過營造一個多邊互動的教學環境，把課堂打造成教師與學生平等互助的交流與探討平臺，使不同觀點在該平臺上交流與碰撞，激發教學雙方的積極性、主動性和探索性，以提高教學效果的一種教學模式。在互動式教學模式下，教師是組織者、引導者，學生是學習的主體，這種教學模式改變了傳統教學中教師絕對權威和學生缺乏主動性、創新性等弊端[7]。

在“有機化學實驗”教學過程中，應將PBL教學法和互動式教學法有機結合。在互動式教學法中老師和學生 “雙主體”的基礎上，在實驗的重要環節應用PBL教學方法進行改革，不僅可以使師生不斷得到提升和發展，還可以培養學生獨立思考、分析和解決問題的能力，為全面提高大學生的實驗綜合技能奠定基礎，為探討“PBL與互動式整合教學”模式提供理論依據。

2 PBL和互動式教學法在“有機化學實驗”教學中的應用

學生自由分組，3～5人為一組，共計10組，每組選擇一位代表作為組長，負責全組同學的學習安排。

2.1 互動式教學法

課前老師布置問題，學生通過課程網站自主學習；課堂師生討論、老師答疑與引導；課后學生完成老師布置的任務，并可參與在線輔導。比如在“茶葉中咖啡因的提取與純化”一節的“有機化學實驗”學習過程中，首先由教師提前一周在師生交流群里向學生布置預習任務，例如該實驗的原理是什么、實驗成敗有哪些關鍵因素？要求每組各個成員都積極參與、查閱資料，由組長進行整合，上課前5 min教師隨機抽一組，由組長陳述該組討論結果，再由其他組員補充。上課時，老師邊講解實驗步驟邊帶領學生進行實驗，以小組為單位，在實驗關鍵步驟向學生提出問題，例如提取咖啡因時加入碳酸鈉的作用是什么？小組內積極討論并回答，同時針對老師提出的問題，學生同樣可以拓展，比如碳酸鈉加入的量應該如何確定、量加多了會不會引起咖啡因分解？該過程主要是讓學生和教師在平等的位置上積極討論互動，讓學生主動參與而不是被動地完成任務。最后由組長將各組實驗結果匯報給老師，并各自完成實驗報告。教師根據實驗過程中學生反饋的問題和實驗報告結果在師生交流群里與學生在線交流，優化該實驗的教案，并上傳到學院的課題網站上。

2.2 PBL教學法

PBL教學模式包括提問、討論、總結、測試、評價5個環節。課前布置預習任務，要求學生帶著問題查閱資料，讓學生對實驗形成初步的認識。對于課中老師提出的思考性問題和課后根據實驗結果反饋的問題，讓學生圍繞這些問題進行討論并解決。課堂上，老師要求各小組進行組內或組間討論，利用一切可利用的資源，共同探討得出結論。例如：（1）使用二氯甲烷萃取后萃取相的顏色是什么？（2）如果萃取相有其他顏色，原因是什么？（3）本實驗進行升華操作時，如果沒有沙浴如何解決？（4）提純后咖啡因的基本性狀是什么、熔點是多少？（5）測定提純后咖啡因熔點時發現熔程較長說明什么問題？討論完由學生自愿發言，發言結束后，教師歸納、總結知識點，整合問題并在實驗報告中以思考題的形式呈現，分析答題情況，對學生的學習效果進行評價。課后教師根據各組實驗結果的反饋情況進行歸納，并在班級交流群里提出問題讓全班同學思考。例如：（1）每組提純的咖啡因熔點測定結果有一定的差別，原因是什么？（2）為什么有些組提純的咖啡因略微發黃，可能在哪個環節出了問題？最后由教師對知識的重難點、學生的表現及存在的問題進行總結性點評。

3 結果分析

對比學生的實驗報告，發現學生們基本都能將實驗報告寫得十分詳細，實驗結果也比預期的好，基本都能達到優秀的水準。學生還將自己在實驗過程中遇到的問題及解決方法進行匯總整理，并且自我點評，說明PBL與互動式整合教學模式能激發學生學習的積極性和主動性，還可以培養學生分析問題和解決問題的能力。

利用課后時間向學生發放不記名問卷調查35份，回收率為100%。問卷對學生學習“茶葉中咖啡因的提取與純化”中“有機化學實驗”的情況及應用PBL教學方法的態度進行調查發現，學生普遍認為PBL與互動式整合教學法能激發自身的主動性和積極性，提高自身分析、解決問題的能力。調查結果如表1所示。

表1 學生調查問卷情況

4 討論

“有機化學實驗”課程教學一直沿襲傳統的教學模式，以被動接受為主要特征，學生逐漸失去了參與課堂教學過程的主動性和積極性，難以形成分析和解決問題的能力。PBL教學法變被動學習為主動學習，以提出問題為導向，以團隊合作為途徑，以師生的互動為基礎，充分調動學生的主觀能動性，激發了學生的學習興趣，同時提高了學生的思維能力、分析和解決問題的能力以及創新能力。互動式教學法可以在PBL教學法的基礎上充分體現學生的學習主體地位，還可以體現教師是研究教材、研究學生的主體，在師生“雙主體”的相互作用下，學生得到了充分的發展，教師的能力也得到了提高。PBL教學法和互動式教學法相輔相成、相互整合，在以后的“有機化學實驗”課程教學中，PBL與互動式整合教學法仍然需要不斷總結經驗和發現不足，最終探索出一整套適合“有機化學實驗”的教學模式和教學理念。