郝素娥，范瑞清，姚忠平，唐冬雁，楊春暉，韓喜江

哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150001

人才培養(yǎng)是高校的主要任務(wù)，而教學(xué)模式在高校人才培養(yǎng)中起到了至關(guān)重要的作用，各種創(chuàng)新型教學(xué)模式不斷涌現(xiàn)[1]，我們根據(jù)社會(huì)發(fā)展對人才的需求和目前教學(xué)現(xiàn)狀，提出了索授式授課模式，并在大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)中進(jìn)行了應(yīng)用探索。

1 索授式授課模式的應(yīng)用背景

1.1 理論上大學(xué)化學(xué)教學(xué)意義重大

化學(xué)曾被譽(yù)為是一門“中心科學(xué)”，是一門以實(shí)驗(yàn)為根本，研究客觀物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、及其變化規(guī)律的基礎(chǔ)科學(xué)?；瘜W(xué)不僅具有悠久的歷史，在改變?nèi)祟愇镔|(zhì)文明和精神文明、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的過程中也起到了不可或缺的作用，而且對當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、人類生活的進(jìn)步也將會(huì)起到更加重要的作用。因此，在高校培養(yǎng)計(jì)劃中設(shè)置大學(xué)化學(xué)課程是非常必要的。

化學(xué)是自然科學(xué)，但更關(guān)乎人的生存和發(fā)展。現(xiàn)代化學(xué)不僅是認(rèn)識生命過程和進(jìn)化的手段，也是人類生存和獲得幸福生活的重要基礎(chǔ)，化學(xué)和人的衣食住行密切相關(guān)，輕暖健康衣料的開發(fā)、一日三餐的合理搭配、裝修新房中污染物的去除、汽車燃料燃燒效率的提高等，可以說每個(gè)人每一天都離不開化學(xué)，化學(xué)已成為提高人類生活質(zhì)量和生存安全的有效保障?；瘜W(xué)對農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防等領(lǐng)域的發(fā)展也具有重要作用，高新材料、尖端武器、新能源汽車、環(huán)境治理等，都離不開化學(xué)的支撐?；瘜W(xué)與物理學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)，甚至社會(huì)科學(xué)等許多學(xué)科，都呈現(xiàn)出了相互協(xié)作、交叉、滲透和融合的新趨勢。所以，無論什么專業(yè)的學(xué)生，從知識結(jié)構(gòu)和素質(zhì)培養(yǎng)的角度，學(xué)習(xí)化學(xué)知識都是必要的。

1.2 實(shí)際上大學(xué)化學(xué)教學(xué)難達(dá)預(yù)期

雖然化學(xué)知識的重要性不言而喻，雖然有很多專家、學(xué)者、企業(yè)家都強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)在學(xué)生未來發(fā)展中的重要作用，例如華為創(chuàng)始人任正非2019年5月在華為總部接受中外媒體采訪和在央視《面對面》節(jié)目中，就強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)教育的重要性，并提到“大國競爭關(guān)鍵是人才的競爭，不是砸多少錢就能解決問題，而是砸數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家?；A(chǔ)教育對一個(gè)國家的發(fā)展來說至關(guān)重要。要踏踏實(shí)實(shí)在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、神經(jīng)學(xué)、腦科學(xué)等各方面努力去改變，我們才可能在這個(gè)世界上站起來”，但目前高校鑒于學(xué)時(shí)調(diào)整的壓力，對非化學(xué)類專業(yè)學(xué)生化學(xué)課程的設(shè)置學(xué)時(shí)越來越少。20世紀(jì)90年代，一些高校大學(xué)化學(xué)課程的課堂講課學(xué)時(shí)曾為90學(xué)時(shí)，到了21世紀(jì)都開始不斷縮減，開始減少到60學(xué)時(shí)、46學(xué)時(shí)、42學(xué)時(shí)、32學(xué)時(shí)，甚至到了目前的24學(xué)時(shí)，而且一些學(xué)校還將化學(xué)課程由考試課改為了考查課。因此，學(xué)生對課程的重視程度也明顯下降，即使教師在課堂上講的津津有味，學(xué)生仍可能是置若罔聞。大學(xué)化學(xué)課程在目前學(xué)時(shí)少且不受重視的形勢下，如何保證知識傳授的有效性，成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

2 索授式授課模式的應(yīng)用探索

在目前形勢下，我們提出了索授式授課模式?！八鳌笔菍W(xué)生在課前通過預(yù)習(xí)、思考、提出問題，“授”是教師將學(xué)生“索求”的知識在課堂上“傳授”給學(xué)生，就是教師在課堂上據(jù)“索”而“授”。學(xué)生對自己提出問題的解答從心理學(xué)角度有很強(qiáng)的期盼，因此教學(xué)效果必將事半功倍。以大學(xué)化學(xué)課程第一章化學(xué)反應(yīng)熱為例，對索授式授課模式的實(shí)施過程以及與傳統(tǒng)授課模式的效果對比進(jìn)行了分析，如圖1所示。

圖1 索授式授課模式的實(shí)施過程和效果圖

索授式授課模式的實(shí)施包括知識預(yù)留、學(xué)生預(yù)習(xí)、提出問題、教師講授、課堂討論等過程。第一章化學(xué)反應(yīng)熱大綱要求課堂講授2學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)授課模式中多數(shù)教師反映課堂上只講授相關(guān)概念和原理，學(xué)時(shí)已比較緊張，沒有在課堂上進(jìn)行知識擴(kuò)展和深化的時(shí)間。而索授式模式的實(shí)施，化學(xué)反應(yīng)熱通過2學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)，不僅使學(xué)生對基本概念和原理的理解更深入、掌握更扎實(shí)，而且提高了學(xué)生對反應(yīng)熱理論本質(zhì)的認(rèn)知，形成了知識的融會(huì)貫通，并進(jìn)一步了解了反應(yīng)熱在日常生活和科技發(fā)展中的重要應(yīng)用。比如每天“吃什么，吃多少，怎么吃”更科學(xué)合理；從化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度如何設(shè)計(jì)超高含能材料。期末考試結(jié)果也表明，實(shí)施索授式授課班級學(xué)生的期末考試成績顯著提高，平均分、最高分、高分學(xué)生比例均明顯高于平行班。

索授式授課模式(demand-based Teaching)，與目前國內(nèi)外一些學(xué)校實(shí)施的基于問題的學(xué)習(xí)模式(problem-based learning)以及翻轉(zhuǎn)課堂等有所不同，索授式授課模式是在課堂授課學(xué)時(shí)緊縮的現(xiàn)實(shí)下，針對大一學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力比較差，還沒有掌握大學(xué)的學(xué)習(xí)方法，為了培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力，吸引學(xué)生學(xué)到有效知識而建立的。在課堂上我們更強(qiáng)調(diào)和注重教師的講授，主要是教師進(jìn)行“授”；而學(xué)生“索”的過程主要是在教師的有效引導(dǎo)下在課前完成。教師通過學(xué)生“索求”的問題，能夠清晰地了解每位同學(xué)的知識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)狀況，教師就可以在課堂上有的放矢地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的講授。索授式授課模式有利于與高中化學(xué)教學(xué)的銜接，既能在學(xué)時(shí)緊縮的前提下保證大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)體系，又能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生課堂注意力，達(dá)到好的教學(xué)效果，同時(shí)又有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識。

2020年世界范圍內(nèi)新冠病毒大流行，學(xué)生不得不在家上網(wǎng)課，教師對學(xué)生的聽課效果、教學(xué)內(nèi)容掌握情況更是難以把握，因此索授式授課模式更凸顯了其應(yīng)用效果。通過索授式授課模式能夠清晰準(zhǔn)確地掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，及時(shí)了解學(xué)生所需所求，保證了在疫情期間的教學(xué)效果。2020年學(xué)生評教結(jié)果與往年的對比分析如圖2所示。從圖2可以看出，實(shí)施索授式授課模式后，學(xué)生調(diào)查中“吸引學(xué)生”“啟發(fā)創(chuàng)新”“設(shè)計(jì)合理”“學(xué)習(xí)興趣”“學(xué)習(xí)成效”等項(xiàng)目都得到了顯著提升。

圖2 2017–2020大學(xué)化學(xué)課程學(xué)生評教對比圖

2.1 激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

從圖2可以看出，在2020年春季，雖然是網(wǎng)課，學(xué)生對課程吸引學(xué)生的評分達(dá)到94.9，高于2017年的90.8，2018年的92.2，2019年的93.8；學(xué)生對課程學(xué)習(xí)興趣的評分達(dá)到94.5，高于2017年的89.2，2018年的93.0，2019年的93.60；學(xué)生對課程學(xué)習(xí)投入的評分達(dá)到95.5，高于2017年的90.6，2018年的93.4，2019年的93.8。說明通過索授式授課模式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，提高了學(xué)生的參與度。學(xué)生在課前可以廣泛涉獵、自由聯(lián)想和獨(dú)立思考，形成自我的觀點(diǎn)和需求，并經(jīng)過課堂教學(xué)評價(jià)自己的觀點(diǎn)，對于知識的掌握不再是被動(dòng)地接收，而是更加深刻的理解和認(rèn)知。在哈爾濱工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)部組織學(xué)生進(jìn)行的學(xué)生對授課教師的匿名評價(jià)中，學(xué)生反饋“老師傳授知識有方法有針對性”，“老師授課對我有很大幫助，能及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤”，“上課保持同學(xué)們的參與度，根據(jù)問題講解很仔細(xì)，收獲良多”，“老師上課真的非常生動(dòng)，收獲很多”。

2.2 提高了知識掌握的有效率

目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，知識爆炸，信息井噴，而課堂授課學(xué)時(shí)又在減少，因此傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式難以滿足學(xué)生真正渴求知識的欲望。而索授式授課模式，首先以學(xué)生問題為主要目標(biāo)進(jìn)行解惑，教師根據(jù)學(xué)生的問題，通過教授，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對基本概念、基本原理的深入理解，把學(xué)生從“不聽不學(xué)”的狀態(tài)，帶動(dòng)到“肯聽肯學(xué)”的狀態(tài)。然后在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行師生互動(dòng)，對教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)進(jìn)行深入討論，進(jìn)一步對基本概念、基本原理的延伸、拓展和應(yīng)用進(jìn)行探討，并不斷引導(dǎo)學(xué)生提出深層次、創(chuàng)新性的問題，將學(xué)生引導(dǎo)到“會(huì)聽會(huì)學(xué)”的狀態(tài)。受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，學(xué)生開始不習(xí)慣提問題，或者說提不出問題；而后能夠提出一些基礎(chǔ)性的問題，比如“焓變和反應(yīng)系數(shù)的關(guān)系”“標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、濃度平衡常數(shù)、壓力平衡常數(shù)的區(qū)別”“能發(fā)生的反應(yīng)就都是自發(fā)反應(yīng)嗎？什么樣的反應(yīng)可以發(fā)生但理論上卻不是自發(fā)的”等，隨著課程的進(jìn)行，學(xué)生逐漸在基礎(chǔ)問題討論的基礎(chǔ)上，深入到研究探討一些前沿性有爭議的問題，從封閉系統(tǒng)擴(kuò)展到敞開系統(tǒng)，從經(jīng)典熱力學(xué)提升到不可逆反應(yīng)、非平衡態(tài)的前沿?zé)崃W(xué)領(lǐng)域，對量子糾纏、化學(xué)鍵的本質(zhì)、高熵合金等也進(jìn)行了積極探索和深入討論。索授式授課模式把傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師單向傳授知識的繼承性學(xué)習(xí)，推動(dòng)到激發(fā)學(xué)生探究欲的自主性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)。從圖2學(xué)生評教結(jié)果反饋，可以看到在2020年春季疫情網(wǎng)課期間，學(xué)生對課程學(xué)習(xí)成效的評分達(dá)到95.7，遠(yuǎn)高于2017、2018、2019年的分?jǐn)?shù)?？梢姡魇谑绞谡n模式不僅能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，也更發(fā)揮了教師的主導(dǎo)和關(guān)鍵作用，即使在疫情形勢下，也保證并提高了課堂知識傳授的有效率和深入度，學(xué)生反饋“課程有趣，收獲很多知識”“真正學(xué)到了知識，收獲大”“對大學(xué)化學(xué)知識有了擴(kuò)展”“知識擴(kuò)展覆蓋很多，收獲大”。

2.3 實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

索授式授課模式是一種新的教學(xué)嘗試，與目前實(shí)施的一些教學(xué)模式有所不同，例如，基于問題(problem-based learning)的學(xué)習(xí)模式[2]，是學(xué)生根據(jù)教師提出的問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，還是教師設(shè)計(jì)問題，雖然一定程度上能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但難以真正激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，學(xué)生仍然處于“被問題驅(qū)使”的被動(dòng)狀態(tài)下。而索授式授課模式是教師根據(jù)學(xué)生提出的問題進(jìn)行講授，將學(xué)生真正置于積極“驅(qū)使問題”的主動(dòng)狀態(tài)下，更有利于改變學(xué)生長期以來形成的被動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高了學(xué)生終身獲取知識的能力。從圖2學(xué)生評教結(jié)果反饋，我們可以看到2020年春季，學(xué)生對課程啟發(fā)創(chuàng)新和知識前沿的評分都達(dá)到94.7，也高于2017、2018、2019年的分?jǐn)?shù)。對實(shí)施索授式授課模式的材料學(xué)院和建筑學(xué)院學(xué)生的調(diào)查問卷也顯示，85%的同學(xué)認(rèn)為“索授式授課模式在高校課堂有可行性”，92%的同學(xué)認(rèn)為“索授式授課模式對提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生探索精神有幫助”，100%的同學(xué)認(rèn)為“索授式授課模式與傳統(tǒng)教學(xué)方法比較能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，能激發(fā)課堂學(xué)習(xí)欲望和課后探索精神”。一些學(xué)生在課程結(jié)束后，還不斷和老師進(jìn)行交流探索，并進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。在后續(xù)學(xué)期開設(shè)的化學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新研修課“稀土改性導(dǎo)電陶瓷材料”中，上過大學(xué)化學(xué)課程的非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生比例達(dá)到了50%。在2020年秋季化工學(xué)院舉辦的第八屆“聚合杯”化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽中，所授課的非化學(xué)專業(yè)的大一學(xué)生有1組獲得了二等獎(jiǎng)，2組獲得了三等獎(jiǎng)，占全校獲獎(jiǎng)學(xué)生比例的16%。

3 索授式授課模式的應(yīng)用意義

索授式授課模式的應(yīng)用對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、提高學(xué)生知識掌握的有效率、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力等方面起到了積極有效的作用，通過實(shí)踐，我們從理論上總結(jié)出了索授式授課模式的應(yīng)用意義。

3.1 從生理學(xué)角度，有助于學(xué)生大腦發(fā)育和思維形成

索授式教學(xué)過程，不是簡單接受–記憶思維模式而是通過學(xué)生的思索–認(rèn)知–再思索過程，來發(fā)展大腦的抽象能力和理性能力，幫助學(xué)生在自己頭腦中建立起專業(yè)認(rèn)知模型，并培養(yǎng)其模型創(chuàng)構(gòu)能力，通過不斷檢驗(yàn)自己頭腦中認(rèn)知模型表征的準(zhǔn)確性、邏輯的合理性、推論的真實(shí)性和可靠性等來培養(yǎng)批判性思維能力[3]。與以往的灌輸式相比，索授式教學(xué)過程更能促進(jìn)學(xué)生通過學(xué)習(xí)和思考而建立認(rèn)知模型，幫助學(xué)生形成整體性和專業(yè)性的思維模式。

3.2 從心理學(xué)角度，能激發(fā)學(xué)生自我提高的內(nèi)驅(qū)力

索授式授課模式，能根據(jù)學(xué)生的“學(xué)習(xí)需要”滿足其“學(xué)習(xí)期待”，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生“自我提高的內(nèi)驅(qū)力”[4]。通過索授式授課模式，能夠滿足學(xué)生自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)的需要，使學(xué)生個(gè)人潛能和人格得到充分發(fā)展。教師也可以通過學(xué)生所提的問題，洞察學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀況，因材施教，既考慮學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，同時(shí)也不能放棄基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生，既可以發(fā)揮強(qiáng)者的優(yōu)勢，同時(shí)也保護(hù)了弱者的受教權(quán)力和心理需求，并激發(fā)他們的求知欲望和學(xué)習(xí)潛能，使強(qiáng)者更強(qiáng)，而弱者不再弱。索授式更能體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的主觀能動(dòng)性，能有效督促學(xué)生靠他們自己的努力來取得成效，是人本主義心理學(xué)理論在教育學(xué)領(lǐng)域的探索，體現(xiàn)了心理學(xué)原理在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.3 從哲學(xué)角度，有助于通過內(nèi)外因的相互作用而獲得教學(xué)實(shí)效

索授式授課模式在強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)性的同時(shí)，更注重發(fā)揮教師的講授作用，有助于通過內(nèi)外因的相互作用而獲得教學(xué)實(shí)效。辯證唯物主義原理為索授式授課模式提供了哲學(xué)依據(jù)。在教學(xué)過程中，學(xué)生是內(nèi)因，教師和教學(xué)方法是外因，雖說內(nèi)因是關(guān)鍵，但在目前形勢下，只靠學(xué)生的內(nèi)因作用，難以取得教學(xué)實(shí)效。索授式授課模式更注重內(nèi)外因的協(xié)同作用，根據(jù)我國目前高校課堂的現(xiàn)狀，必須強(qiáng)調(diào)“外因是事物發(fā)展變化的不可缺少的條件”，需要通過教師的外因?qū)κ挛锏陌l(fā)展發(fā)揮重大作用。索授式授課模式也是以注重學(xué)生的起點(diǎn)、促進(jìn)學(xué)生的自主性為前提，進(jìn)行高等教育課堂教學(xué)模式的構(gòu)建，在調(diào)動(dòng)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)積極性、激發(fā)內(nèi)因創(chuàng)造力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過課堂教師的解惑式授課過程，通過外因進(jìn)一步刺激和強(qiáng)化內(nèi)因發(fā)揮更有效的作用，使學(xué)生在不斷質(zhì)疑、接受、反思的過程中，實(shí)現(xiàn)高等教育對學(xué)生知識體系、創(chuàng)新思維和綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。

3.4 從教育學(xué)角度，有益于學(xué)生身心的健康發(fā)展

教育學(xué)理論強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)必須從受教育者的實(shí)際情況出發(fā)，有益于受教育者身心的健康發(fā)展[5]。愛因斯坦也曾說過“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要”，創(chuàng)新始于驚異和追問。索授式授課模式也是基于教育學(xué)的基本規(guī)律而實(shí)現(xiàn)教書育人，既強(qiáng)調(diào)學(xué)生提出問題的主體地位，也不忽視教師在教學(xué)過程中解決問題的關(guān)鍵作用。以從學(xué)生的需要出發(fā)為原則，通過教師與學(xué)生面對面的解惑和交流，影響學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和知識內(nèi)化的效果，有益于真正發(fā)揮教育者的作用和實(shí)現(xiàn)高等教育的育人目標(biāo)。

3.5 從社會(huì)學(xué)角度，有助于學(xué)生學(xué)會(huì)溝通和創(chuàng)造

真正的教育應(yīng)該是培養(yǎng)能力而不僅僅是知道事實(shí)或在考試時(shí)獲取高分。教育意味著一個(gè)人能夠?qū)@取到的知識轉(zhuǎn)化成外在應(yīng)用。索授式授課模式不簡單以學(xué)生獲取知識為目標(biāo)，是在保證學(xué)生知識體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生思維方式、創(chuàng)新素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在獲取知識過程中超越自我，獲取智慧，更學(xué)會(huì)溝通和創(chuàng)造，以適應(yīng)未來發(fā)展需求。

4 結(jié)語

通過索授式授課模式在大學(xué)化學(xué)課程中的應(yīng)用嘗試，體現(xiàn)出索授式授課模式在提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、促成學(xué)生高階思維、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識等方面的重要作用，并顯現(xiàn)了教學(xué)相長的效果，對于培養(yǎng)善思、博才、高能的具有可持續(xù)競爭力的復(fù)合型創(chuàng)新人才有重要意義，希望對中國高等院校教學(xué)模式的研究構(gòu)建有借鑒作用。