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        程序性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)模式
        ——高校實(shí)踐類(lèi)課程改革的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐研究之二

        2011-09-26 00:56:04黃都盧昕趙書(shū)林蘇桂發(fā)
        大學(xué)化學(xué) 2011年1期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)班探究實(shí)驗(yàn)

        黃都 盧昕 趙書(shū)林 蘇桂發(fā)

        (廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 廣西桂林 541004)

        課程與教學(xué)模式是指教育教學(xué)工作者在長(zhǎng)期的理論與實(shí)踐探索中,逐步形成的一整套穩(wěn)定、簡(jiǎn)潔的理念、目標(biāo)、內(nèi)容、方式和方法體系。當(dāng)前,在教育研究領(lǐng)域,人們普遍關(guān)注的課程與教學(xué)建模研究,實(shí)質(zhì)上是通過(guò)建?;顒?dòng),來(lái)促進(jìn)教師在實(shí)踐與反思行動(dòng)中理解、發(fā)現(xiàn)和發(fā)展教育教學(xué)理論,并進(jìn)一步以有效理論指導(dǎo)實(shí)踐達(dá)到提高教育教學(xué)質(zhì)量、提升教師教學(xué)水平的目的?!俺绦蛐蚤_(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)”模式是我們根據(jù)多年的實(shí)踐探索,針對(duì)分析化學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段提煉出來(lái)的,下文將以設(shè)計(jì)研究的基本方法為主線,從建模歷程、實(shí)施效果和研究收益等3方面進(jìn)行介紹。

        1 建模歷程

        1.1 一個(gè)有意義的問(wèn)題

        2007年1~8月,我們思考了這樣的問(wèn)題:如何在有限的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)里,通過(guò)課程、教學(xué)與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì),來(lái)促使學(xué)生減少機(jī)械操練,增加思維參與,從而提升創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,感受分析化學(xué)的價(jià)值和意義,進(jìn)而提高社會(huì)責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)精神等素質(zhì)。對(duì)于以上問(wèn)題的剖析和洞察,我們分別從自上而下的教育學(xué)理論層面和自下而上的多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)層面,提出了自己的觀點(diǎn)和看法。

        1.2 關(guān)于學(xué)與教的理論

        針對(duì)上述問(wèn)題,借助學(xué)習(xí)科學(xué)與教育學(xué)的最新理論,我們總結(jié)出了本研究的理論模型——真正有意義的學(xué)習(xí)總是發(fā)生在那些真實(shí)的、復(fù)雜的、具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境之中;學(xué)生對(duì)某一學(xué)科本質(zhì)和內(nèi)在價(jià)值的認(rèn)識(shí),是在相關(guān)真實(shí)問(wèn)題解決過(guò)程中“體悟”出來(lái)的,而不是通過(guò)講授或機(jī)械操練得到的。在此基礎(chǔ)上,形成了本研究的基本假設(shè),即基于該理論模型所設(shè)計(jì)出的有意義的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,能切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

        1.3 確定干預(yù)的關(guān)鍵因素

        為克服人的思維惰性,需要借助一些干預(yù)因素。我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)過(guò)程引導(dǎo)工作單。依照從感性到理性、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律,將工作單上的整體學(xué)習(xí)任務(wù)分為3個(gè)階段:感受性實(shí)驗(yàn)、形成性實(shí)驗(yàn)和拓展性實(shí)驗(yàn)[1]。每一個(gè)階段的工作單在內(nèi)容、目標(biāo)和要求上既有關(guān)聯(lián)性又有遞進(jìn)性。占據(jù)大量學(xué)時(shí)的第二階段——形成性實(shí)驗(yàn),將基本技能訓(xùn)練與問(wèn)題意識(shí)和探究能力的培養(yǎng)進(jìn)行整合,每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中由教師或?qū)W生提出附加的小課題研究,由學(xué)習(xí)者自行設(shè)計(jì)研究方案并實(shí)施。經(jīng)歷3個(gè)學(xué)期的反復(fù)修訂,工作單最終匯總形成具有結(jié)構(gòu)性和可操作性的《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究指南》工作手冊(cè)。我們將這種設(shè)計(jì)模型稱(chēng)為“程序性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)設(shè)計(jì)模式”(表1)。

        表1 分析化學(xué)程序性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程體系的結(jié)構(gòu)與功能

        將上述理念和框架轉(zhuǎn)化為每一個(gè)工作單的內(nèi)容,還需要進(jìn)一步細(xì)化。以下是工作單的樣例:

        活動(dòng)主題:我們可以怎樣補(bǔ)鈣——(各小組工作內(nèi)容)

        一、工作內(nèi)容

        項(xiàng)目依據(jù):“鈣”是人體重要的生命元素之一。如何補(bǔ)鈣首先需要了解可直接或間接為人體提供鈣源的物質(zhì),但這必須依賴(lài)于對(duì)相關(guān)物質(zhì)鈣含量的了解。

        工作內(nèi)容:根據(jù)興趣自行選擇一個(gè)具有高含量鈣的樣品,自行確定測(cè)定方案(鼓勵(lì)創(chuàng)新),完成其鈣含量測(cè)定。并就如何補(bǔ)鈣給出建議。

        組織方式: 4人一組完成全部測(cè)定任務(wù),共同提交工作單及活動(dòng)報(bào)告 (另附)。

        兩個(gè)小組匯總?cè)鄿y(cè)定結(jié)果,給出“補(bǔ)鈣”的最佳選擇——探究活動(dòng)的最終結(jié)論。

        二、反思與展望

        1. 從方案制定到實(shí)施,小組成員經(jīng)過(guò)努力成功解決了如下關(guān)鍵問(wèn)題(至少2個(gè))。

        2. 本實(shí)驗(yàn)的最大收獲。

        3. 我們希望用類(lèi)似的分析化學(xué)手段解決如下社會(huì)和生活中感興趣的問(wèn)題。

        4. 我們特別希望充實(shí)如下知識(shí)。

        5. 我們有話要對(duì)老師說(shuō)(意見(jiàn)、建議、問(wèn)題等)。

        三、評(píng)價(jià)量表

        評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)細(xì)則賦分自評(píng)分教師評(píng)分備注研究方案(40分)科學(xué)合理,有效解決研究問(wèn)題富于創(chuàng)造性,視需要靈活調(diào)整方案2020實(shí)驗(yàn)階段(20分)統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)步驟、正確選用儀器正確、熟練的觀察及操作技術(shù)整潔的實(shí)驗(yàn)區(qū)完整、真實(shí)的原始記錄5555實(shí)驗(yàn)報(bào)告反思總結(jié)(40分)正確的數(shù)據(jù)處理、準(zhǔn)確的分析結(jié)果及表達(dá)(表格設(shè)計(jì)、文字表述)合理、并有一定見(jiàn)解的研究結(jié)論積極反思實(shí)驗(yàn)的收獲與不足201010總計(jì)100

        上述工作單中的“反思與展望”和“評(píng)價(jià)量表”旨在引導(dǎo)學(xué)生明白在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中應(yīng)該在哪些方面做出更多的投入,同時(shí),也為教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供信息。工作單的使用對(duì)教師提出了更高的要求,除必須熟知相關(guān)的理念和方法,還需要以專(zhuān)家、合作伙伴等多重角色來(lái)促進(jìn)學(xué)生實(shí)施技能訓(xùn)練、問(wèn)題探究和知識(shí)建構(gòu)。

        1.4 記錄包括成功與失敗的實(shí)施全過(guò)程

        在整個(gè)建模歷程中,設(shè)計(jì)的工作單記錄了學(xué)生探究學(xué)習(xí)過(guò)程中資料收集、樣品采集、測(cè)定方案、偶發(fā)問(wèn)題及其解決、提出課題、知識(shí)技能學(xué)習(xí)期望、對(duì)教師的期望和自我評(píng)價(jià)等方面的信息。此外,教師的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)電子郵件來(lái)交換信息和意見(jiàn),包括工作進(jìn)程、工作單設(shè)計(jì)與修正、學(xué)生學(xué)習(xí)困難分析、教育教學(xué)理論探討等,這些信息對(duì)反思整個(gè)設(shè)計(jì)研究的歷程很有幫助。

        1.5 實(shí)施過(guò)程中的迭代修正設(shè)計(jì)

        迭代修正設(shè)計(jì)[2]的目的是使設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)工具更符合指導(dǎo)思想,更貼近學(xué)生學(xué)習(xí)心理發(fā)展規(guī)律和研究的需求。本研究中的形成性實(shí)驗(yàn)階段的小課題研究部分,最初是由教師提出,之后由學(xué)生自己提出;研究?jī)?nèi)容可涉及理論或技術(shù)的多個(gè)方面。這部分內(nèi)容設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)踐進(jìn)程中出現(xiàn)的問(wèn)題不斷調(diào)整應(yīng)對(duì)措施,修正設(shè)計(jì)細(xì)節(jié);但整個(gè)框架沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的變化。

        1.6 多維度描述變量

        對(duì)變革的描述,需界定其本質(zhì)定義和操作性定義。操作性定義實(shí)質(zhì)上是對(duì)變量?jī)?nèi)涵的剖析和表達(dá)。例如,將學(xué)生操作技能層面存在的問(wèn)題,分解為稱(chēng)量、定容、滴定、移液和終點(diǎn)控制等5個(gè)方面;對(duì)學(xué)生提出課題的水平,從合理性、可行性、研究性、創(chuàng)新性4方面來(lái)予以評(píng)估。

        2 實(shí)施效果

        (1) 通過(guò)研究,提升了學(xué)生的技能水平和探究式學(xué)習(xí)能力。實(shí)驗(yàn)班在滴定終點(diǎn)判斷、分析方案設(shè)計(jì)、小課題研究、團(tuán)隊(duì)合作、對(duì)實(shí)驗(yàn)流程的清晰記憶等工作上要明顯優(yōu)于非實(shí)驗(yàn)班,而其他方面的操作水平與非實(shí)驗(yàn)班一致。其原因在于:實(shí)驗(yàn)班在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中都加入了研究成分,學(xué)生追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)意識(shí)更強(qiáng),對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解更深,探究能力明顯強(qiáng)于非實(shí)驗(yàn)班。

        (2) 通過(guò)設(shè)計(jì)研究,有效改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)觀。實(shí)驗(yàn)班與非實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生普遍認(rèn)為只有多做實(shí)驗(yàn),才能提升技能。而且,兩個(gè)群體的學(xué)生都傾向于在探究中學(xué)習(xí),但實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的傾向性顯著高于非實(shí)驗(yàn)班。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)班的學(xué)生已經(jīng)體驗(yàn)到程序性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的探究興趣和價(jià)值所在。實(shí)驗(yàn)班的多數(shù)學(xué)生對(duì)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)完全照著書(shū)上的方案做實(shí)驗(yàn)不再感興趣,而非實(shí)驗(yàn)班的多數(shù)學(xué)生仍然認(rèn)同這種學(xué)習(xí)方式。

        (3) 基于設(shè)計(jì)研究,創(chuàng)造了有利于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力的學(xué)習(xí)環(huán)境,涌現(xiàn)出了個(gè)別學(xué)生的原創(chuàng)性課題研究。例如,05級(jí)一學(xué)生在一次研討會(huì)中提出了滴定終點(diǎn)比色卡的設(shè)想,并帶領(lǐng)一批07級(jí)學(xué)生,最終研發(fā)出產(chǎn)品滴定分析常用指示劑終點(diǎn)比色卡,已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利。

        3 研究收益

        通過(guò)研究,我們獲得了關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)心理、教師教學(xué)方法等方面的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),具體體現(xiàn)如下:

        (1) 對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的理解:可從問(wèn)題、條件、技術(shù)、方法、結(jié)果等多個(gè)要素來(lái)控制實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性。判定某一學(xué)習(xí)環(huán)境是否實(shí)現(xiàn)真正的開(kāi)放,可以通過(guò)觀察學(xué)生是否“學(xué)然后知不足”,是否在學(xué)習(xí)過(guò)程遭遇棘手問(wèn)題,是否可提出有價(jià)值的問(wèn)題,是否生成更多的策略性知識(shí)。此外,不能因?yàn)殚_(kāi)放性實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)而隨意減少實(shí)驗(yàn)數(shù)量。至于在一門(mén)課程學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要做多少個(gè)實(shí)驗(yàn)才能達(dá)到“入門(mén)級(jí)別”,要根據(jù)學(xué)生水平、教學(xué)條件和任務(wù)難度而定。

        (2) “嵌入性”評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)模式:對(duì)學(xué)習(xí)和教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià),其根本目的不是在于評(píng)判出“好”、“中”、“差”,而是通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)有效發(fā)揮評(píng)價(jià)的診斷、促學(xué)和導(dǎo)學(xué)功能。嵌入性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)模式是將評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)結(jié)果與后續(xù)學(xué)習(xí)建議向?qū)W生講解和公布,使學(xué)生明白在實(shí)驗(yàn)探究中哪些行為、思想和表達(dá)方式更重要,并沿此方向做出最大努力。

        (3) 技能習(xí)得的時(shí)間問(wèn)題:精密度和準(zhǔn)確度要求頗高的操作技能,在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)具有一定難度。即使學(xué)習(xí)者熟知操作要領(lǐng),但在有限次的操作訓(xùn)練中,多數(shù)學(xué)生仍難以維持穩(wěn)定的高水平。通過(guò)對(duì)工作單中學(xué)生反映的操作方面問(wèn)題進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析顯示,技能方面的問(wèn)題出現(xiàn)的頻度和種類(lèi)呈現(xiàn)不斷波動(dòng)的狀態(tài),直到學(xué)習(xí)結(jié)束仍有一些技術(shù)被學(xué)生認(rèn)為不能讓自己滿意。這表明,默會(huì)性知識(shí)的習(xí)得主要依賴(lài)于在實(shí)踐中的不斷體悟。但各種不同難度的技術(shù)到底需要多少次的訓(xùn)練,還需要尋找更多有力的證據(jù)才能給出答案。

        (4) 技能學(xué)習(xí)的情境條件:?jiǎn)渭儥C(jī)械操練與有意義環(huán)境(如我們所開(kāi)發(fā)的程序性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)模式)中的練習(xí)與運(yùn)用所習(xí)得的技能水平并無(wú)顯著差異性。但后者將使學(xué)習(xí)者的積極態(tài)度、探究能力、創(chuàng)造意識(shí)得到發(fā)展。而單一功能的技能操練式教學(xué)將失去培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜕鐣?huì)責(zé)任感的大量時(shí)機(jī),這樣的教學(xué),不能稱(chēng)為有效教學(xué)。

        (5) 有效的合作學(xué)習(xí)發(fā)生的條件是什么?本研究表明,復(fù)雜性任務(wù)驅(qū)動(dòng)的合作學(xué)習(xí)更能讓學(xué)習(xí)者建構(gòu)合作學(xué)習(xí)的策略、方法和價(jià)值,同時(shí),也遭遇最多的關(guān)于有效合作的問(wèn)題。我們所增加的小課題研究正是將原有經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的難度適當(dāng)提高,這樣促使合作學(xué)習(xí)成為他們完成這樣的復(fù)雜任務(wù)所必須依賴(lài)的一種學(xué)習(xí)方式。

        上述研究知識(shí)為我們進(jìn)一步探索與實(shí)踐奠定了基礎(chǔ),并將在今后的研究與實(shí)踐中得到進(jìn)一步完善。

        1 黃都,盧昕,于青.高教論壇,2009(3):30

        2 高文.學(xué)習(xí)科學(xué)的關(guān)鍵詞.上海:華東師范大學(xué)出版社,2009

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