郭兵 林秀珍 徐平如 陳艦 范洪波

(東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東東莞 523808)

物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一門基礎(chǔ)理論課程，它具有相當(dāng)?shù)睦碚撋疃龋瑢τ谂囵B(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)思維以及分析解決實際問題的能力，都是必不可少的，也為進(jìn)入學(xué)生科研實踐做了初級的入門訓(xùn)練。然而本課程包含大量的概念、定義、定律和公式，只有在深入思考、充分理解的基礎(chǔ)上才能掌握，需要花費大量的時間和腦力，對初學(xué)者是一個極大的挑戰(zhàn)［1－2］。

然而在當(dāng)今社會和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢下，社會和企業(yè)特別注重工科畢業(yè)生的實踐操作能力;理論課程的學(xué)習(xí)時間被壓縮;而在實際工作中，項目分工越來越細(xì)致，導(dǎo)致一部分學(xué)生錯誤的認(rèn)為，作為理論課程的物理化學(xué)沒有什么實際用途，因此降低了學(xué)習(xí)要求。在教學(xué)實踐過程中，筆者也發(fā)現(xiàn)一些問題:例如，部分學(xué)生對理論課程的興趣熱情不高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果差;大班授課效果也明顯不如小班授課等。本文將基于OBE理念，提出適用于該課程的問題導(dǎo)向教學(xué)法。

在工科課程教學(xué)實踐中，以基于成果導(dǎo)向的教育思維(以下簡稱OBE思維)指導(dǎo)教學(xué)過程已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可。OBE理念的基本思維在于:教師在提供教育時，應(yīng)該預(yù)先設(shè)定明確的學(xué)習(xí)成果，配合學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生以學(xué)習(xí)作為自我實現(xiàn)的挑戰(zhàn)，再將成果反饋改善原有的課程與教學(xué)設(shè)計［3－5］。即OBE是一種務(wù)實的教育思維，特別重視學(xué)習(xí)成果，強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)成果來導(dǎo)向課程設(shè)計和教學(xué)過程?？梢?，對于以技術(shù)和創(chuàng)新為導(dǎo)向飛速發(fā)展的當(dāng)代社會，OBE理念對于工科課程教學(xué)思維和教學(xué)方法的改革具有極為重要的意義。

本文將OBE理念應(yīng)用于《物理化學(xué)》教學(xué)實踐，提出“問題啟發(fā)教學(xué)法”，致力于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)對物理化學(xué)的理解掌握達(dá)到相當(dāng)高的水準(zhǔn)。區(qū)別于傳統(tǒng)的問題教學(xué)法，本方法特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計問題在組織課堂教學(xué)活動中的啟發(fā)和導(dǎo)向作用;問題的提出不單純是為了組織教學(xué)的便利與流暢，而且也是理解物理化學(xué)基本原理和整體來龍去脈的關(guān)鍵［6－11］。

1 重視教學(xué)效果，更要關(guān)注學(xué)習(xí)體驗——問題啟發(fā)教學(xué)法的提出

學(xué)習(xí)理論課程時，很多人都有類似的體驗:起始的入門都相當(dāng)輕松容易;當(dāng)學(xué)習(xí)深入到某一階段，遇到一兩個問題卡住，費盡腦力還是難以理解。如果這些問題不能得到及時解決，就會挫傷學(xué)習(xí)的積極性，甚至形成連鎖效應(yīng)，導(dǎo)致后續(xù)學(xué)習(xí)一塌糊涂。這就要求教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中可能出現(xiàn)的各種問題，及時解決，防止累積。反過來，如果教師在課堂教學(xué)中，能夠預(yù)先提出這些問題，圍繞問題來組織教學(xué)，就能幫助學(xué)生少走彎路，更快地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果得以提升。有一位教育家說:興趣是最好的老師。一部分學(xué)生對于理論課程的抵觸和排斥心態(tài)，原因之一是他們認(rèn)為這些課程沒有實際用途，同時對課程體系的來龍去脈知之甚少，從而缺乏興趣和學(xué)習(xí)的動力。物理化學(xué)課程包含十幾個章節(jié)，初看起來是一個個獨立的模塊，但章節(jié)之間相互承接、前后關(guān)聯(lián)，構(gòu)成一個完整的理論體系。只有清晰地認(rèn)識理論體系內(nèi)在關(guān)聯(lián)的脈絡(luò)，才能全面而深刻地理解和掌握。這對學(xué)生來說是一個極大的挑戰(zhàn)，也對教師的教學(xué)方法和經(jīng)驗的積累提出很高的要求。從OBE理念出發(fā)，教師除了按部就班的講解每個章節(jié)，還要將它們前后關(guān)聯(lián)的脈絡(luò)講解清楚，用圖示、例證、類比等方法幫助學(xué)生理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲［7－10］。

在以往的物理化學(xué)教學(xué)中，教師的職責(zé)僅在于傳統(tǒng)意義上的授課，沒有重視教師作為服務(wù)者的角色。一個難以避免的問題是將考試考核作為檢驗教學(xué)效果最主要的導(dǎo)向和指標(biāo)。同時，不少教師也深感學(xué)時不足，于是忙于完成教學(xué)進(jìn)度，很大程度上忽略了教學(xué)過程的師生互動，影響教學(xué)效果。而OBE思維針對這些問題提出了解決之道，即不僅關(guān)注教學(xué)效果，更要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。從根本上來說，一個觀念的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，即學(xué)生才是教學(xué)活動的主體，教師在教學(xué)活動中是服務(wù)提供者。因此，必須重視學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，保證大多數(shù)學(xué)生在輕松愉快的氛圍內(nèi)理解、掌握所學(xué)內(nèi)容，而不該是老師一個人站在講臺上自說自話，不理會聽眾的反應(yīng)。反過來，一個有責(zé)任心的教師，必須懂得“換位思考”，應(yīng)該將心比心地為學(xué)生考慮，從學(xué)生的角度思考以下問題“采用怎樣的教學(xué)方法更有利于初學(xué)者理解和掌握”，“在學(xué)習(xí)理論和定律的時候，哪些問題可能成為阻礙學(xué)生深入學(xué)習(xí)的關(guān)卡”等。那么針對這些問題進(jìn)行課程設(shè)計、組織課堂教學(xué)，學(xué)生自然更容易理解和接受。在課堂教學(xué)中，多問幾個為什么，才能有效的幫助學(xué)生理解和掌握。這是本研究討論的問題導(dǎo)向教學(xué)法的初衷［12－14］。

2 圍繞問題組織教學(xué)，提升課堂教學(xué)效率——問題啟發(fā)教學(xué)法的實施

設(shè)計高質(zhì)量的問題成為貫徹這一教學(xué)方法的關(guān)鍵。在實際教學(xué)中，設(shè)置問題的類型可以多樣化。有的問題屬于科普類，便于學(xué)生了解課程整體的來龍去脈;有的則起到承前啟后的作用，即復(fù)習(xí)以往的基礎(chǔ)上，引入新的教學(xué)內(nèi)容，有利于前后連貫、對比和深化;還有一些問題屬于反詰質(zhì)疑教材中的思路和方法，激發(fā)學(xué)生深入思考定律和公式的本質(zhì)。譬如可以提問類似這樣的問題:遇到這種情況，應(yīng)該采取怎樣的方法處理?有沒有更好的思路?講解化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的概念時，需要告知學(xué)生，這里描述的化學(xué)反應(yīng)是個理想化的模型，因為參與反應(yīng)的物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的純物質(zhì)——沒有物質(zhì)的混合過程，卻能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這在真實世界里是不可想象的。此時提問:為什么不討論真實的化學(xué)反應(yīng)而要規(guī)定一個理想化的模型呢?在思考之后，再揭示答案，因為物質(zhì)的混合過程有焓變(另設(shè)話題)，不同的反應(yīng)，混合焓都不同;即使同一個反應(yīng)，反應(yīng)物的配比不同、反應(yīng)進(jìn)度不同時，混合焓也不相同?？傊?，這個量的數(shù)值完全未知，對于不同的體系，差異可能非常之大，沒有規(guī)律可循，也無法近似處理;所以規(guī)定一個不包含混合的理想化的反應(yīng)模型，這樣就避開混合焓的糾纏來討論化學(xué)反應(yīng)的焓變。實際上，這也是物理化學(xué)處理問題的基本思路之一。經(jīng)過這樣預(yù)設(shè)的問題和討論之后，學(xué)生對這一概念有了清晰的理解，也能體會到物理化學(xué)處理問題的獨特的思路和方法［15－16］。

在每一章學(xué)習(xí)的入門、重點和難點部分，可以設(shè)置一些寬泛的問題?例如，為什么本章的內(nèi)容是必要的，對實際生產(chǎn)生活和化工過程有什么用途?這讓學(xué)生對于每章討論的主題和內(nèi)容有一個初步的了解。在講到一些原理、概念和公式的時候，可用自問自答的方式設(shè)計問題。特別在講解一些公式中包含的近似時，需要向?qū)W生說明，物理化學(xué)理論體系的嚴(yán)謹(jǐn)縝密并不排斥近似處理的方法;相反，在一些場合采用近似處理也正反映了物理化學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)。從理想化的模型可以推導(dǎo)出普適的公式，可以建立起物理化學(xué)完整而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系;再采用演繹法還原到真實的情況，常常需要加入近似。因為真實的世界存在著各種難以精確定量化的因素，如果不加入這些近似，真實世界將會變得復(fù)雜、不可測、不可知，這是違背科學(xué)初衷的。

有些問題并沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，探尋解答的過程實際上是一次討論和交流。譬如，在第一章氣體的pVT性質(zhì)教學(xué)開始前，可以問:物質(zhì)有固、液、氣三種常見的狀態(tài)，為什么將氣體的性質(zhì)單獨列為一章來講解?以這種提問的方式來開始本章的教學(xué)，比流水賬式的平鋪直敘，效果要好得多。學(xué)生可能會給出各種各樣不同的答案，最后給予總結(jié):這反映了氣體的特殊性質(zhì)(結(jié)合中學(xué)學(xué)過氣體摩爾體積的概念，形象的勾畫出氣體中分子微觀狀態(tài)的模型)，進(jìn)一步解釋氣體容易膨脹和壓縮的性質(zhì)適合作為蒸汽機(jī)的工質(zhì)，而蒸汽機(jī)的模型，正是熱力學(xué)最初建立的基礎(chǔ)之一。以后的學(xué)習(xí)中，常常用氣體作為對象，研究熱力學(xué)中能量轉(zhuǎn)換的問題。通過以上條條有理的講解，學(xué)生對于本章內(nèi)容有了初步的認(rèn)識，也知道本章學(xué)習(xí)的重要性，良好的開端有利于后續(xù)章節(jié)的深入學(xué)習(xí)。

恰到好處的設(shè)置問題，圍繞問題來展開物理化學(xué)課堂教學(xué)是一種行之有效的方法，這與OBE教育理念十分契合，特別對于初學(xué)者是非常有益的。同時這也對教師教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗的積累提出很高的要求。首先，教師必須對課程非常熟悉，對前后章節(jié)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)、理論體系的來龍去脈有著清晰完整的把握。只有這樣厚積薄發(fā)，才能有針對性的設(shè)計出高質(zhì)量的問題。其次，教師應(yīng)設(shè)身處地從學(xué)生的角度思考，設(shè)想初學(xué)者可能遇到的各種問題，哪些問題可能成為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的阻礙。學(xué)生在學(xué)習(xí)中會不斷產(chǎn)生各種稀奇古怪的新問題，需要及時發(fā)現(xiàn)和解決，這有賴于師生之間良好的互動關(guān)系;如果學(xué)生對老師抱有充分的信任，就會及時提出問題;批改作業(yè)也能從中發(fā)現(xiàn)各種問題。最后，在教學(xué)過程中，教師要積累一些經(jīng)典的問題，這將成為寶貴教學(xué)經(jīng)驗的重要組成部分［15－17］。

3 結(jié)語

總的來說，OBE理念是一種適應(yīng)于現(xiàn)代社會快速發(fā)展的教育理念，本文將OBE理念與物理化學(xué)課程的實際情況相結(jié)合，提出了問題導(dǎo)向教學(xué)法。深入貫徹這一教學(xué)方法，將會改變物理化學(xué)教學(xué)中的弊病，增加課程的趣味性，提升學(xué)生的求知欲，最終提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗和學(xué)習(xí)效果。本文的終極目標(biāo)是，在有限的學(xué)時內(nèi)，幫助學(xué)生將物理化學(xué)這門內(nèi)容深刻的理論課，掌握到一個可觀的水準(zhǔn)，以適應(yīng)新形勢下社會和企業(yè)對于卓越工程師人才的巨大需求。

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