董雄輜，王麗平

（合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)師范專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是一門獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)對象是化工生產(chǎn)過程中的工程技術(shù)問題，涉及的變量多，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理量大，并且需要運(yùn)用工程研究方法如數(shù)學(xué)模型法和因次分析法，它是化工基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，而化工基礎(chǔ)課程是化學(xué)師范專業(yè)的惟一一門工程類課程，對培養(yǎng)師范生的工程意識(shí)及綜合素質(zhì)具有重要的作用［1］。

1 傳統(tǒng)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在加強(qiáng)學(xué)生對化工基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握，同時(shí)了解工程類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，培養(yǎng)學(xué)生處理工程問題的能力，但在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性與創(chuàng)新思維方面存在不足，具體表現(xiàn)在：

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與化學(xué)師范專業(yè)學(xué)生遇到的實(shí)際問題聯(lián)系不緊密，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣；實(shí)驗(yàn)涉及數(shù)據(jù)多、處理量大、工程處理方式與學(xué)生熟悉的理科實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方式相差較大，存在一定的難度，學(xué)生較難處理好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)［2］；化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理理解不透，在實(shí)驗(yàn)過程中往往是按照講義規(guī)定的操作步驟“按方抓藥”式的完成實(shí)驗(yàn)，而沒有真正深入理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理以及每一步驟的作用，操作的偏差可能會(huì)帶來什么問題，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)不了問題，或者是發(fā)現(xiàn)問題第一個(gè)想到的是向教師求助，而不是主動(dòng)思考問題產(chǎn)生的原因及解決方法［3］。

本課程組在實(shí)際化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用PBL教學(xué)原理，進(jìn)行了“預(yù)習(xí)、討論、講授、操作、總結(jié)”的五步教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果。

2 PBL教學(xué)原理

PBL（Problem －Based Learning，基于問題的學(xué)習(xí)）是1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大McMaster大學(xué)首先試行的一種新的教學(xué)模式，即在臨床前期課或臨床課中，以患者的疾病為線索提出問題，以學(xué)生為中心的小組討論式教學(xué)［4］。該教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)以問題解決為主線，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對于新知識(shí)的獲知、整合和應(yīng)用的能力以提高解決實(shí)際問題的能力［5］。

在PBL教學(xué)過程中，一般由5到10人構(gòu)成學(xué)習(xí)小組，教師的作用與傳統(tǒng)教學(xué)中教師的作用不同，教師通過鼓勵(lì)小組討論并給出積極的反饋促進(jìn)學(xué)習(xí)的過程而不是直接教授知識(shí)。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深入的思考和審慎，也應(yīng)促進(jìn)小組的有效運(yùn)作，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，鼓勵(lì)小組成員積極參與［6］。

PBL教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，老師為引導(dǎo)，進(jìn)行討論式與啟發(fā)式教學(xué)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)［7］。PBL教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行積極探究、分析問題、解決問題，改變學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的被動(dòng)地位，以團(tuán)隊(duì)合作的方式完成知識(shí)和技能的形成過程［8］。

3 PBL理論指導(dǎo)下化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)五步教學(xué)法

本課程組在實(shí)際化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，運(yùn)用PBL教學(xué)原理，對PBL教學(xué)過程中的提出問題、分析問題、研究探索、討論總結(jié)等環(huán)節(jié)進(jìn)行提煉，提出了“預(yù)習(xí)、討論、講授、操作、總結(jié)”的五步教學(xué)法，并在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果。

3.1 預(yù)習(xí)

實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)包括基本理論的預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)裝置的預(yù)習(xí)。

通過化工基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對化工基礎(chǔ)的基本理論有了初步的認(rèn)識(shí)，由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有自己自身系統(tǒng)完整的理論基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)往往是化工基礎(chǔ)理論課中各章節(jié)的綜合，如精餾實(shí)驗(yàn)中，除相間傳質(zhì)過程外，還涉及流體流動(dòng)與傳熱過程。因此實(shí)驗(yàn)前有針對性的引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)理論部分的內(nèi)容對順利完成實(shí)驗(yàn)具有重要的意義。

同學(xué)們在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，沒有見過實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備，雖在課前已經(jīng)預(yù)習(xí)過實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理與步驟，但對于實(shí)驗(yàn)裝置，特別是裝置中所涉及的閥門、管道、開關(guān)、按鈕等的位置、作用以及操作方式不清楚，所以課前有必要給學(xué)生留出充分的時(shí)間預(yù)習(xí)儀器。

本課程組在實(shí)際教學(xué)中，將學(xué)生分成5－8人一組，教師提前根據(jù)實(shí)習(xí)目的、原理、步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等實(shí)驗(yàn)過程中所需理論知識(shí)提出問題，要求學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前預(yù)習(xí)并完成理論知識(shí)的儲(chǔ)備。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，在教師的引導(dǎo)下，由教師提出需要解決的實(shí)驗(yàn)問題，如儀器名稱、用途、進(jìn)水口位置、出水口位置、各部件的名稱與作用、各參數(shù)的控制方法等，留出二十分鐘由學(xué)生分組討論，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)習(xí)。

在五步教學(xué)法中，問題的設(shè)置是關(guān)鍵。問題設(shè)置全面具體并具有針對性，能全面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行整體實(shí)驗(yàn)的分析與思考。

3.2 討論

為了檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)效果，也是為了讓學(xué)生更全面充分的了解實(shí)驗(yàn)過程，在學(xué)生現(xiàn)場預(yù)習(xí)后通過師生互動(dòng)交流，由教師提出問題，由小組學(xué)生代表回答問題，討論的內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)的所有方面，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、步驟、裝置中各部件的名稱及作用等。通過不斷地討論交流，教師反復(fù)引導(dǎo)學(xué)生思考，最終使學(xué)生對所有問題皆有清晰的認(rèn)識(shí)。通過討論，學(xué)生進(jìn)一步加深對實(shí)驗(yàn)過程的理解，也使教師能更清晰地了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況及對整體實(shí)驗(yàn)過程的掌握情況。

討論過程是教師對學(xué)生分析問題的能力的一次檢閱，也是對學(xué)生解決問題的能力的引導(dǎo)。

3.3 講授

通過師生討論交流后，教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況有了充分的了解，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與反饋，進(jìn)行有目的有重點(diǎn)的講解，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄及處理、實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題等進(jìn)行系統(tǒng)完整并有所側(cè)重的講解，以使學(xué)生能整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程能實(shí)現(xiàn)完全掌控，達(dá)到能獨(dú)立、安全完成實(shí)驗(yàn)的目的。

講授過程是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題的過程的必要的補(bǔ)充。

3.4 操作

通過教師講解后，學(xué)生在對實(shí)驗(yàn)過程具有了充分的理解與掌握后，在教師的監(jiān)督下，分工合作，從開機(jī)、調(diào)整儀器參數(shù)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到正確關(guān)機(jī)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生獨(dú)立操作，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。

操作過程是學(xué)生解決問題的過程，通過各步驟實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)際操作，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中解決實(shí)驗(yàn)問題。操作過程中的解決問題過程是五步教學(xué)法中的核心。

3.5 總結(jié)

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行小組討論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，對所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的處理，必要時(shí)可借用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié)，從中得出結(jié)論，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。小組同學(xué)將所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論再次與教師進(jìn)行討論，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論之間的邏輯性、實(shí)驗(yàn)問題的處理方法等進(jìn)行充分的探討，以使學(xué)生真正完全掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

通過總結(jié)過程，學(xué)生將前面的四個(gè)教學(xué)過程串聯(lián)在一起，并最終通過努力得出結(jié)論?？偨Y(jié)過程是解決問題的過程的再提高，是學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的升華。

4 結(jié)論

通過PBL理論指導(dǎo)下的“預(yù)習(xí)、討論、講授、操作、總結(jié)”的五步教學(xué)法，能夠鍛練學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生多角度思考，并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性得到了加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了良好的教學(xué)效果。

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