崔敏 孫曉君 王歡 張勇 羅川南

【摘要】《無機(jī)及分析化學(xué)》是一門交叉學(xué)科，知識體系龐大，教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)都面臨著重重困難。針對不同的課程內(nèi)容采用適合的教學(xué)模式對提升學(xué)生的綜合素質(zhì)有著至關(guān)重要的作用。本研究探索了PBL和理實一體化相結(jié)合的教學(xué)模式在《無機(jī)及分析化學(xué)》課程中的應(yīng)用。實踐表明，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，針對性地設(shè)計實施合適的教學(xué)模式，不僅能夠提高學(xué)生對理論知識的掌握程度，同時促進(jìn)學(xué)生實驗技能水平的提升。

【關(guān)鍵詞】PBL ?理實一體化 ?教學(xué)模式 ?無機(jī)及分析化學(xué)

【基金項目】本研究由濟(jì)南大學(xué)教學(xué)研究與改革項目（HG201706，HG201912）支持。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）17-0244-02

《無機(jī)及分析化學(xué)》是一門基于無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)的交叉學(xué)科，它是化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)不可或缺的一門針對大一新生的基礎(chǔ)課?！稛o機(jī)及分析化學(xué)》的開設(shè)有利于學(xué)生同時掌握無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論，了解無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)最新的發(fā)展動向，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。但是對知識體系錯綜繁雜的《無機(jī)及分析化學(xué)》課程而言，各大高校主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以教師講授為中心，通過多媒體、板書等方式對學(xué)生進(jìn)行高密度、高強(qiáng)度灌輸;另一方面，受限于有限的實驗資源，各高校均很難實現(xiàn)理論課和實驗課的同步安排，這也給學(xué)生通過實驗現(xiàn)象理解實驗原理帶來了不小的困難。以上兩方面難點(diǎn)如果處理不協(xié)調(diào)，將會對大一新生的學(xué)習(xí)積極性帶來嚴(yán)重的沖擊。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)很難滿足新時期教學(xué)改革的需求。

基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）模式和理實一體化（Theory-Practice Integration）的教學(xué)模式得到了各領(lǐng)域教學(xué)工作者的關(guān)注。高校教師對這兩種教學(xué)模式進(jìn)行了廣泛的探索和應(yīng)用?！稛o機(jī)及分析化學(xué)》課程設(shè)置呈網(wǎng)絡(luò)狀交織，單一的教學(xué)模式已經(jīng)很難達(dá)到提升學(xué)生綜合素質(zhì)的基本要求。同時為了解決實驗課和理論課安排不同步的問題，我們探究了一種新型的教學(xué)模式：針對不同授課內(nèi)容分別采用PBL或理實一體化以及PBL與理實一體化相結(jié)合的教學(xué)模式。

1.概述

與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，PBL的突出特點(diǎn)是以學(xué)生為主體，以問題為中心，追求跨學(xué)科式學(xué)習(xí)和合作式學(xué)習(xí)[1]。PBL創(chuàng)造以問題驅(qū)動學(xué)習(xí)的環(huán)境，在教師的引導(dǎo)下，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生投入于問題之中，通過自主探究與相互合作的方式來解決問題。PBL教學(xué)法更加注重的是學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及人際交往能力的塑造和培養(yǎng)。其實施包括四個步驟：教師提出問題、學(xué)生自主討論、教師歸納總結(jié)、評價考核與反思[2]。

現(xiàn)階段的化學(xué)教學(xué)主要采用理論學(xué)習(xí)與實驗操作相結(jié)合的傳統(tǒng)模式進(jìn)行，這種模式固然有很大的優(yōu)勢，比如理論學(xué)習(xí)透徹、案例分析具體，但矛盾也較為突出：理論課時與實驗課時安排不同步、實驗資源有限與學(xué)生人數(shù)較多等，由此導(dǎo)致學(xué)生的動手能力差、獨(dú)立思考問題解決問題的能力差。理實一體化教學(xué)模式在許多學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[3]。與傳統(tǒng)意義上的理論教學(xué)與實驗教學(xué)簡單結(jié)合的方式不同，理實一體化是以實驗操作技能的培訓(xùn)為中心配合理論知識學(xué)習(xí)，這種新型的教學(xué)模式能夠?qū)⒊橄罂菰锏睦碚撝R轉(zhuǎn)化到形象生動的實驗過程，使教學(xué)過程具體化、形象化，而且能夠充分地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性[4]。理實一體化模式將打破理論課與實驗課之間的界限，實現(xiàn)教、學(xué)、做的相互融合。

《無機(jī)及分析化學(xué)》的知識體系龐大，不僅涉及到原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，還囊括酸堿、配位等四類反應(yīng)與滴定等體系，很多學(xué)生對這門課程心生畏懼。在分子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)等無機(jī)內(nèi)容方面，主要引入PBL模式：教師提出問題、引導(dǎo)學(xué)生解決問題、學(xué)習(xí)成果的歸納總結(jié)、教學(xué)評價與反思。整個PBL過程不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)其團(tuán)隊協(xié)作意識。理實一體化將貫穿于整個《無機(jī)及分析化學(xué)》的教學(xué)過程中，將理論內(nèi)容與實驗內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，同時力爭做到理論課與實驗課安排同步。這種模式不僅可以減少理論課與實驗課之間知識點(diǎn)的重復(fù)講授，而且學(xué)生可以在實驗過程中切身體驗到驗證實驗原理的樂趣。

2.PBL教學(xué)模式的應(yīng)用

2.1實施步驟

首先，問題的提出是PBL的靈魂。提出問題是整個教學(xué)過程至關(guān)重要的一步，教師在教學(xué)準(zhǔn)備時，應(yīng)當(dāng)設(shè)計針對性強(qiáng)、能夠吸引學(xué)生興趣的關(guān)鍵問題。這就要求教師根據(jù)每個章節(jié)的特點(diǎn)、授課計劃以及教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計好重點(diǎn)難點(diǎn)，形成初步的教學(xué)提綱，提前布置給學(xué)生。

其次，循序漸進(jìn)是PBL的關(guān)鍵。在貫徹實施PBL時，要考慮到學(xué)生的接受程度，循序漸進(jìn)，教師應(yīng)當(dāng)在每個章節(jié)中挑選難度較小的知識點(diǎn)布置給學(xué)生，使其在體驗到成功獲取知識的美好感受之時逐漸適應(yīng)這種新型的教學(xué)方式，這樣便于PBL的開展與貫徹。

第三，主體作用的發(fā)揮是PBL的保障。在PBL教學(xué)過程中，教師的主要作用在于提出核心問題并對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和督促。學(xué)生需要在教師的引導(dǎo)下，發(fā)揮自身積極性，采用小組協(xié)作的方式，通過各種渠道查閱資料，在解決問題的過程中提升自己的綜合素質(zhì)。

最后，總結(jié)評價與反思是PBL的核心。一方面，教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)與評價。另一方面，在成績評定時，由每個小組成員投票表決其他成員的貢獻(xiàn)大小，并將最終結(jié)果計入學(xué)生的平時成績（目前，該課程最終成績評定公式為：最終成績 = 20%平時成績 + 80%考試成績）。除此之外，教師還應(yīng)當(dāng)督促每位學(xué)生對自己的表現(xiàn)進(jìn)行自我反思，這樣更容易產(chǎn)生與其他成員分享知識的意愿。這種模式能夠促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，將被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃蛹橙?，提高學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作意識。

2.2實施效果

我們以濟(jì)南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生科1704-1707班全體學(xué)生（159人）為研究對象，將學(xué)生分為平行的A組（80人）和B組（79人），在化學(xué)元素部分的教學(xué)過程中，A組學(xué)生采用并貫徹實施PBL教學(xué)模式，B組學(xué)生采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在分別學(xué)習(xí)4周之后，選取“p區(qū)元素”章節(jié)進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明：采用PBL教學(xué)模式的學(xué)生在高分?jǐn)?shù)段的人數(shù)明顯高于未采用PBL教學(xué)模式的學(xué)生人數(shù)。

3.理實一體化教學(xué)模式的應(yīng)用

3.1理論知識和實驗內(nèi)容的體系整合

首先對原本比較繁瑣的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，整合出的教學(xué)模塊同時包括理論原理與實驗操作兩部分內(nèi)容。新的教學(xué)體系主要包括以下模塊：體系一是無機(jī)及分析化學(xué)理論基礎(chǔ)：主要包括標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定、分析天平的操作練習(xí)等;體系二是酸堿反應(yīng)與酸堿滴定：包括酸堿滴定分析操作練習(xí)、弱酸的解離常數(shù)測定;體系三是配位反應(yīng)與配位滴定：包括水的鈣鎂硬度及總硬度測試等;體系四是氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定：包括水中溶解氧的測定等。

3.2 實踐教學(xué)

以配位滴定模塊中“水的總硬度測試”為例：首先教師充分講解理論知識和實驗過程;接著，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗操作，引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察、記錄、思考，同時引出必要的理論原理，比如乙二胺四乙酸的性質(zhì)、配位滴定過程中酸度的控制等;最后，對學(xué)生的實踐結(jié)果進(jìn)行總結(jié)評估。

3.3教學(xué)效果

通過理實一體化教學(xué)模式的實施，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性得到提高，實驗室的有限資源得到充分利用。以“酸堿反應(yīng)與酸堿滴定”章節(jié)進(jìn)行理論測試和實驗操作技能測試：90%以上的學(xué)生充分掌握了必需的理論知識，98%的學(xué)生實驗原理理解充分實驗操作技能熟練。

4.幾點(diǎn)思考

（1）學(xué)生才是學(xué)習(xí)知識的主體。應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的模式，秉承以學(xué)生為主體的理念，重視跨學(xué)科合作式的學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生通過自己的渠道解決問題。

（2）打造新穎的理論與實驗相結(jié)合的知識體系。教師在理論授課的過程中可以隨時中斷來對相關(guān)問題的實驗現(xiàn)象進(jìn)行講解，抓住學(xué)生最想對問題進(jìn)行深入探討的時刻，引導(dǎo)其進(jìn)行自主思考和實驗驗證，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

（3）實驗操作技能也應(yīng)當(dāng)作為一項重要的指標(biāo)列入考核體系。在分組學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生之間對彼此貢獻(xiàn)大小的表決以及每位學(xué)生對自己表現(xiàn)的反思也可以作為學(xué)生平時表現(xiàn)的參考指標(biāo)。

結(jié)語

該研究將PBL和理實一體化教學(xué)模式同時應(yīng)用于《無機(jī)及分析化學(xué)》教學(xué)過程的探索中。從實施效果來看，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了很大程度的提升，表現(xiàn)在理論知識和實驗技能的雙重進(jìn)步、團(tuán)隊協(xié)作意識的增強(qiáng)。筆者認(rèn)為在知識體系龐大的課程教學(xué)中，采用兩種（以上）教學(xué)模式的結(jié)合，更有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]Zhang， S.， Xu， J.C.， Wang， H.W.， et al. Effects of problem-based learning in Chinese radiology education [J]. Medicine， 2018（9）： 1.

[2]王慧， 楊昌英， 但飛君等. LBL-PBL-TBL整合教學(xué)法在工科類有機(jī)化學(xué)課程中的應(yīng)用 [J]. 廣州化工， 2017（13）： 193.

[3]符永康， 蔡曉東， 王瑞曇. 藥物化學(xué)開展理實一體化教學(xué)的設(shè)計與思考 [J]. 廣東化工， 2018（1）： 241.

[4]Hubball， H.T.， Burt， H. The Scholarship of Teaching and Learning： Theory-Practice Integration in a Faculty Certificate Program [J]. Innovative Higher Education， 2006（5）： 327.

作者簡介：

崔敏（1985-），女，漢族，山東德州人，濟(jì)南大學(xué)講師，博士，研究方向為生化分析。