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PBL与互动式整合教学法在“有机化学实验”教学中的应用

2021-11-05黄天姿李同祥

现代盐化工 2021年5期
关键词:有机化学实验咖啡因互动式

黄天姿,汤 薇,李同祥

(徐州工程学院 食品与生物工程学院,江苏 徐州 221018)

有机化学是综合性较强的学科,与医学、化工、药学等有着紧密的联系。“有机化学实验”是有机化学相关课程的重要组成部分,既是教学手段,又是化学学习的重要内容。此外,“有机化学实验”在大学生的创新意识、创新思维和创新能力培养方面具有不可替代的作用,也是提高化学学科教学质量的根本保证[1]。长期以来,我国课堂教学以“教师满堂灌、学生被动接受”为主要特征,这种教学模式不仅影响了学生学习的主动性,更阻碍了学生主动运用知识分析和解决问题能力的培养[2]。

1 PBL和互动式教学法

PBL(Problem-Based Learning)教学法是以问题为导向的教学方法,由美国神经病学教授Barrows在1969年首创,特点是以教师为引导、以学生为中心,在解决问题中学习、在学习中解决问题[3-6]。

互动式教学法是指教师在教学过程中通过营造一个多边互动的教学环境,把课堂打造成教师与学生平等互助的交流与探讨平台,使不同观点在该平台上交流与碰撞,激发教学双方的积极性、主动性和探索性,以提高教学效果的一种教学模式。在互动式教学模式下,教师是组织者、引导者,学生是学习的主体,这种教学模式改变了传统教学中教师绝对权威和学生缺乏主动性、创新性等弊端[7]。

在“有机化学实验”教学过程中,应将PBL教学法和互动式教学法有机结合。在互动式教学法中老师和学生 “双主体”的基础上,在实验的重要环节应用PBL教学方法进行改革,不仅可以使师生不断得到提升和发展,还可以培养学生独立思考、分析和解决问题的能力,为全面提高大学生的实验综合技能奠定基础,为探讨“PBL与互动式整合教学”模式提供理论依据。

2 PBL和互动式教学法在“有机化学实验”教学中的应用

学生自由分组,3~5人为一组,共计10组,每组选择一位代表作为组长,负责全组同学的学习安排。

2.1 互动式教学法

课前老师布置问题,学生通过课程网站自主学习;课堂师生讨论、老师答疑与引导;课后学生完成老师布置的任务,并可参与在线辅导。比如在“茶叶中咖啡因的提取与纯化”一节的“有机化学实验”学习过程中,首先由教师提前一周在师生交流群里向学生布置预习任务,例如该实验的原理是什么、实验成败有哪些关键因素?要求每组各个成员都积极参与、查阅资料,由组长进行整合,上课前5 min教师随机抽一组,由组长陈述该组讨论结果,再由其他组员补充。上课时,老师边讲解实验步骤边带领学生进行实验,以小组为单位,在实验关键步骤向学生提出问题,例如提取咖啡因时加入碳酸钠的作用是什么?小组内积极讨论并回答,同时针对老师提出的问题,学生同样可以拓展,比如碳酸钠加入的量应该如何确定、量加多了会不会引起咖啡因分解?该过程主要是让学生和教师在平等的位置上积极讨论互动,让学生主动参与而不是被动地完成任务。最后由组长将各组实验结果汇报给老师,并各自完成实验报告。教师根据实验过程中学生反馈的问题和实验报告结果在师生交流群里与学生在线交流,优化该实验的教案,并上传到学院的课题网站上。

2.2 PBL教学法

PBL教学模式包括提问、讨论、总结、测试、评价5个环节。课前布置预习任务,要求学生带着问题查阅资料,让学生对实验形成初步的认识。对于课中老师提出的思考性问题和课后根据实验结果反馈的问题,让学生围绕这些问题进行讨论并解决。课堂上,老师要求各小组进行组内或组间讨论,利用一切可利用的资源,共同探讨得出结论。例如:(1)使用二氯甲烷萃取后萃取相的颜色是什么?(2)如果萃取相有其他颜色,原因是什么?(3)本实验进行升华操作时,如果没有沙浴如何解决?(4)提纯后咖啡因的基本性状是什么、熔点是多少?(5)测定提纯后咖啡因熔点时发现熔程较长说明什么问题?讨论完由学生自愿发言,发言结束后,教师归纳、总结知识点,整合问题并在实验报告中以思考题的形式呈现,分析答题情况,对学生的学习效果进行评价。课后教师根据各组实验结果的反馈情况进行归纳,并在班级交流群里提出问题让全班同学思考。例如:(1)每组提纯的咖啡因熔点测定结果有一定的差别,原因是什么?(2)为什么有些组提纯的咖啡因略微发黄,可能在哪个环节出了问题?最后由教师对知识的重难点、学生的表现及存在的问题进行总结性点评。

3 结果分析

对比学生的实验报告,发现学生们基本都能将实验报告写得十分详细,实验结果也比预期的好,基本都能达到优秀的水准。学生还将自己在实验过程中遇到的问题及解决方法进行汇总整理,并且自我点评,说明PBL与互动式整合教学模式能激发学生学习的积极性和主动性,还可以培养学生分析问题和解决问题的能力。

利用课后时间向学生发放不记名问卷调查35份,回收率为100%。问卷对学生学习“茶叶中咖啡因的提取与纯化”中“有机化学实验”的情况及应用PBL教学方法的态度进行调查发现,学生普遍认为PBL与互动式整合教学法能激发自身的主动性和积极性,提高自身分析、解决问题的能力。调查结果如表1所示。

表1 学生调查问卷情况

4 讨论

“有机化学实验”课程教学一直沿袭传统的教学模式,以被动接受为主要特征,学生逐渐失去了参与课堂教学过程的主动性和积极性,难以形成分析和解决问题的能力。PBL教学法变被动学习为主动学习,以提出问题为导向,以团队合作为途径,以师生的互动为基础,充分调动学生的主观能动性,激发了学生的学习兴趣,同时提高了学生的思维能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。互动式教学法可以在PBL教学法的基础上充分体现学生的学习主体地位,还可以体现教师是研究教材、研究学生的主体,在师生“双主体”的相互作用下,学生得到了充分的发展,教师的能力也得到了提高。PBL教学法和互动式教学法相辅相成、相互整合,在以后的“有机化学实验”课程教学中,PBL与互动式整合教学法仍然需要不断总结经验和发现不足,最终探索出一整套适合“有机化学实验”的教学模式和教学理念。

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