梁永鋒，楊楠楠，李振亮，韓新寧，趙文霞

(寧夏師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，寧夏 固原 756000)

高質(zhì)量的教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵。課堂教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量是現(xiàn)階段高等教育教學(xué)改革的關(guān)鍵，也是每一位教師面臨且需要長期研究的課題之一。段連運(yùn)教授在“第14屆全國大學(xué)化學(xué)教學(xué)研討會及第22 屆全國高師物理化學(xué)教學(xué)研討會”上提出，要“加強(qiáng)教學(xué)中學(xué)術(shù)性問題的常態(tài)化研究”的問題[1]。教學(xué)的學(xué)術(shù)性就是構(gòu)建高品質(zhì)課堂和開展高質(zhì)量的教學(xué)；高品質(zhì)的課堂構(gòu)建就是指將學(xué)生的主體能動性、教師的主導(dǎo)作用、教學(xué)內(nèi)容的育人功能協(xié)同統(tǒng)一；高質(zhì)量的教學(xué)就是要在教學(xué)中體現(xiàn)“高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”?！案唠A性”是指教學(xué)中將知識傳授與能力素質(zhì)的培養(yǎng)有機(jī)融合，重點提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和訓(xùn)練學(xué)生的高級思維；“創(chuàng)新性”是指教學(xué)內(nèi)容要反映學(xué)科前沿和具有時代性，教學(xué)模式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動性，學(xué)習(xí)方式具有探究性和體現(xiàn)個性化，學(xué)習(xí)結(jié)果既要追求實、深、厚的知識養(yǎng)成，又能夠理論聯(lián)系實際，解決或會思考生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展中的現(xiàn)實問題，而不是對碎、淺、薄的知識追求；“挑戰(zhàn)度”是指課程內(nèi)容要有一定難度，通過師生共同努力才能夠完成[2]。如何在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中實現(xiàn)“兩性一度”是我們課程組近年來一致思考和探索的問題。

1 《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)現(xiàn)狀

從化學(xué)學(xué)科發(fā)展的視角，可以認(rèn)為《無機(jī)化學(xué)》在化學(xué)科學(xué)中處于基礎(chǔ)和母體地位；從人才培養(yǎng)的視角來說，《無機(jī)化學(xué)》是化學(xué)及化工類相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，教學(xué)內(nèi)容極其廣泛，主要包括化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素化學(xué)三大部分。特別是，元素化學(xué)幾乎涵蓋了元素周期表中的所有元素及其化合物，所涉及的物質(zhì)結(jié)構(gòu)類型眾多，化學(xué)鍵型復(fù)雜，化學(xué)反應(yīng)多式多樣。《無機(jī)化學(xué)》在化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)所有化學(xué)課程中，廣泛性最強(qiáng)，而且也是學(xué)生入學(xué)后的第一門基礎(chǔ)課，處于中學(xué)教學(xué)和大學(xué)教學(xué)的連接點上，對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)起著承前起后的作用，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法和習(xí)慣，提高專業(yè)興趣等方面也起著關(guān)鍵作用。但從創(chuàng)新性高素質(zhì)人才培養(yǎng)的視角審視無機(jī)化學(xué)教學(xué)，無論是教學(xué)效果還是教學(xué)方式都有許多需要持續(xù)研究和提高之處。從教學(xué)方式來說，目前常見的仍然是講授法，該法能夠高效的實現(xiàn)知識傳遞，但不利于學(xué)生主體作用的發(fā)揮，即便是講授過程中穿插提問，多數(shù)學(xué)生也羞于或不愿回答，教學(xué)互動幾乎為零，現(xiàn)實的課堂教學(xué)情境是教師講的神采飛揚(yáng)，學(xué)生聽得昏昏欲睡[3]，大部分學(xué)生游離于課堂之外，很少參與到實際教學(xué)活動中，更談不上深入思考，整個教學(xué)過程中教師教的累，學(xué)生學(xué)的苦，效率不高[4]；從教學(xué)效果來說，學(xué)生除了死記硬背一些概念、原理和化學(xué)反應(yīng)方程式外，知識的理解、遷移和解決問題的能力均較差，更談不上對學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]，與課堂教學(xué)的“兩性一度”的要求相差甚遠(yuǎn)。

2 PAD課堂教學(xué)模式

PAD 課堂(PAD class)教學(xué)模式是對分課堂教學(xué)模式的簡稱[6]。對分課堂教學(xué)模式是張學(xué)新教授有機(jī)融合了“以教師為中心”和“以學(xué)生為中心”兩大教學(xué)理念，通過創(chuàng)造性調(diào)整教與學(xué)的核心關(guān)系，提出的一種本土化、原創(chuàng)性的教學(xué)模式[7]。

該模式是指教學(xué)過程中將課堂時間靈活的劃分成教師講授和學(xué)生自學(xué)、討論與交流兩部分，并在兩者之間穿插引入內(nèi)化吸收環(huán)節(jié)。教學(xué)的核心就是在教師講解知識后，留出一定的時間讓學(xué)生自己獨立學(xué)習(xí)、內(nèi)化吸收，遇到簡單、低層次的問題可以通過同伴小組討論解決，遇到有一定難度、高層次的問題則通過全班交流，師生對話進(jìn)行解決。對分課堂將教師主導(dǎo)和學(xué)生討論以時間為節(jié)點錯開，從環(huán)節(jié)上將一堂課清晰地劃分為講授(presentation)、內(nèi)化和吸收(assimilation)、討論(discussion)三個過程。

3 PAD課堂教學(xué)模式在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中的操作程序

根據(jù)教學(xué)實際，對分課堂在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中可分為“當(dāng)堂對分”“隔堂對分”和“組合對分”三種形式。根據(jù)《無機(jī)化學(xué)》章節(jié)或課程單元知識的容量大小、內(nèi)在邏輯關(guān)系及難易程度，靈活的選擇對分形式。一般來說，對于教學(xué)內(nèi)容容量小、相對獨立的章節(jié)或單元選擇“當(dāng)堂對分”；教學(xué)內(nèi)容容量大、內(nèi)在邏輯關(guān)系緊密、相對較難的章節(jié)或單元選擇“隔堂對分”或者“組合對分”，其實施流程如圖1所示。

圖1 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中對分課堂教學(xué)模式操作流程

“當(dāng)堂對分”指在1節(jié)課(2學(xué)時)中，將課堂講授、內(nèi)化吸收和課堂討論一次性完成。若1節(jié)課按照 90 min，教師先講解 45 min，學(xué)生自學(xué)、思考和得出自己的結(jié)論 15 min，接著用 15 min 進(jìn)行小組討論，最后 15 min 教師組織全班交流。

“隔堂對分”是指教師第一次課堂精講教學(xué)內(nèi)容的框架、重點和難點；學(xué)生利用課后的時間自己獨立學(xué)習(xí)，完成教師布置的作業(yè)，形成各自的理解，同時把自己不會的問題標(biāo)記出來；第二次課，根據(jù)班級容量分組討論(一般4～6人一組效果較好)，針對教師第一次課講授內(nèi)容和自己內(nèi)化吸收階段的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行分組討論，互相幫助，互相答疑，分享交流解決簡單的低層次的問題；最后在教師的組織指導(dǎo)下，進(jìn)行全班交流，將小組之間經(jīng)過討論無法解決的、產(chǎn)生分歧的問題進(jìn)行答疑和總結(jié)。

4 對分課堂教學(xué)模式在《無機(jī)化學(xué)》中的教學(xué)實踐

4.1 研究對象與分組

選取寧夏師范學(xué)院2020級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)78名學(xué)生作為對象，實驗組(應(yīng)用化學(xué)1班)40人，對照組(應(yīng)用化學(xué)2班)38人。班級是學(xué)生入學(xué)前由學(xué)院輔導(dǎo)員隨機(jī)分班，兩組學(xué)生在年齡、性別、民族、入學(xué)成績等方面無明顯統(tǒng)計學(xué)差異，具有可比性。實驗組采用 PAD課堂教學(xué)模式，對照組采用以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式。

4.2 實踐時間

2020—2021學(xué)年。

4.3 實踐過程

4.3.1 實驗準(zhǔn)備

首先，制定教學(xué)計劃。重組和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，確保課堂講授時間內(nèi)能夠幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系，使學(xué)生能初步理解課程內(nèi)容及突出重、難點，而對于與中學(xué)化學(xué)聯(lián)系緊密的知識或內(nèi)容相對簡單或事實性知識則留給學(xué)生進(jìn)行自學(xué)。其次，設(shè)計綜合性問題。在把握具體教學(xué)內(nèi)容(章節(jié))核心知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)情設(shè)計具有一定深度和挑戰(zhàn)性的綜合性題目作為課后習(xí)題。其三，根據(jù)學(xué)生學(xué)業(yè)情況搭配組建學(xué)習(xí)小組。每組4-6人為宜，分組后無特殊情況不再改變。其四，上課前向?qū)W生介紹對分課堂教學(xué)模式教學(xué)流程。特別是，學(xué)生活動過程中要完成的作為作業(yè)和討論的工具——“亮考幫”(即‘亮閃閃’——收獲最大的內(nèi)容，‘考考你’——考別人的知識點，‘幫幫我’——求助別人的問題)。

4.3.2 實踐過程及教學(xué)案例

以大連理工大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室孟長功教授主編，高等教育出版社出版的《無機(jī)化學(xué)》第六版教材第八章“原子結(jié)構(gòu)”為例。該章主要內(nèi)容有氫原子光譜和Bohr理論、微觀粒子運(yùn)動的基本特征、氫原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)描述、多電子原子結(jié)構(gòu)、元素周期表、元素性質(zhì)的周期性，計劃教學(xué)10學(xué)時(每學(xué)時 45 min，兩學(xué)時連續(xù)上課，中途可以休息 10 min)。采用“隔堂對分”和“當(dāng)堂對分”相結(jié)合的教學(xué)方式。其中，1～2課時與3～4課時進(jìn)行第一次“隔堂對分”；5～6課時與7～8課時進(jìn)行第二次“隔堂對分”;9～10課時進(jìn)行“當(dāng)堂對分”。第二次“隔堂對分”主要教學(xué)過程如表1所示，學(xué)生完成的“亮考幫”如表2所示。

表1 “原子結(jié)構(gòu)”第二次“隔堂對分”教學(xué)過程

表2 學(xué)生完成的“亮考幫”

4.4 教學(xué)實踐效果

以兩學(xué)期學(xué)生期末考試成績對PAD和傳統(tǒng)教學(xué)模式(主要以講授法為主)的教學(xué)效果進(jìn)行比較評價，同時第二學(xué)期課程結(jié)束后，采用問卷調(diào)查的方式對學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成度、學(xué)習(xí)行為方式的轉(zhuǎn)變等進(jìn)行了調(diào)查，并用SPSS16.0軟件對考試成績和調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了處理。

4.4.1 期末考核成績分析

兩次期末考試采用閉卷筆試，試題由教研室指派教師，根據(jù)《無機(jī)化學(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)命制3套試題，考前主管教學(xué)的副院長抽取1套進(jìn)行考試。試題分為客觀性試題和主觀性試題兩大類，兩次期末考試成績分析結(jié)果如表3和表4所示。

表3 第1學(xué)期(無機(jī)化學(xué)I)學(xué)生的成績統(tǒng)計分析

表4 第2學(xué)期(無機(jī)化學(xué)Ⅱ)學(xué)生的成績統(tǒng)計分析

通過對實驗組與對照組學(xué)生的兩學(xué)期末考試成績(表3和表4)分析，結(jié)果表明: 實驗組學(xué)生的兩學(xué)期的期末考試平均成績均顯著高于對照組，分別高出9.24分和7.79分，實驗組與對照組成績存在顯著差異(p<0.01)。分析兩大類試題得分情況進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，實驗組與對照組學(xué)生兩學(xué)期期末考試在客觀性試題(選擇題、填空題、判斷題、概念解釋)的平均成績無顯著性差異(p>0.05)，主觀性試題(簡答題、計算題、推斷題、論述題、鑒別題)實驗組的兩學(xué)期期末考試的平均得分明顯高于對照組，分別高出7.51和6.49分，且存在著明顯差異(p<0.01)，說明PAD教學(xué)模式更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、知識的運(yùn)用、遷移和解決問題的能力。

4.4.2 學(xué)生學(xué)習(xí)行為的變化

課程結(jié)束后，采用匿名方式對實驗組和對照組學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查問卷設(shè)置了10個問題，主要問詢學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況，及學(xué)生學(xué)習(xí)行為的變化等，重點關(guān)注與有效學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)行為的變化。為了便于結(jié)果統(tǒng)計，選項設(shè)“是”和“否”兩個選項。根據(jù)收回的有效問卷統(tǒng)計結(jié)果、計算百分率并進(jìn)行組間比較。

調(diào)查過程中共發(fā)放問卷78份(實驗組40份，對照組38份)，收回問卷78份，回收率100%，有效問卷78份，調(diào)查結(jié)果見表5。

表5表明，實驗組學(xué)生認(rèn)為PAD教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)生的表達(dá)溝通能力及課堂上師—生、生—生之間互動交流的比例明顯高于對照組，且差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(p<0.01)。

表5 學(xué)生對兩種教學(xué)模式教學(xué)效果評價

5 討論與結(jié)論

1)實踐證明，《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中運(yùn)用PAD課堂模式具有許多優(yōu)勢：一是不受學(xué)校技術(shù)條件限制、不改變教學(xué)環(huán)境，成本低廉，尤其適用于偏遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的西北地區(qū)院校；二是符合大學(xué)一年級學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知特點；三是無論是年輕教師還是中老年教師均容易上手；四是該教學(xué)模式改變了教學(xué)生態(tài)，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，強(qiáng)調(diào)先教后學(xué)，避免了學(xué)生因為預(yù)習(xí)不好而導(dǎo)致的聽課效果差和有利于減輕學(xué)生心理壓力，課堂上學(xué)生能更好的聽教師講授，促使學(xué)生更能自主的學(xué)習(xí)，教學(xué)效果提升顯著；五是教學(xué)中將教師和學(xué)生對應(yīng)的權(quán)利與責(zé)任合理劃分，靈活變化，體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)主體的理念，實現(xiàn)了師生權(quán)利與責(zé)任的均衡。

2)《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中運(yùn)用PAD課堂教學(xué)模式，真正體現(xiàn)了以人為本，以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)理念，教學(xué)中通過“以學(xué)定教”和“權(quán)責(zé)對分”的方式，對學(xué)生實現(xiàn)了個性化的教學(xué)和分層次的培養(yǎng)，通過講授、內(nèi)化吸收、互動交流，完成作業(yè)和“亮考幫”高效的達(dá)成了學(xué)習(xí)目標(biāo)?！傲量紟汀敝械摹傲痢笔姑课粚W(xué)生在展示出自己的作業(yè)同時，提升了學(xué)習(xí)的信心和課堂參與度，“考”既鍛煉了學(xué)生的合作和溝通能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維能力和創(chuàng)新能力。

3)《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中運(yùn)用PAD課堂教學(xué)模式，繼承了“講授法”“討論法”的優(yōu)勢，摒棄了二者的不足。將“講授法”與“討論法”二者有機(jī)融合，在教師講授的支撐下，使學(xué)生討論具有了堅實的根基；在學(xué)生討論、內(nèi)化的基礎(chǔ)上，使教師講授發(fā)生了本質(zhì)的變化，實現(xiàn)了教師和學(xué)生以科學(xué)的方式分配對教學(xué)活動的掌控權(quán)，構(gòu)建了真正的師生共同體，促使無機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)獲得最大程度的價值，讓教師和學(xué)生的智慧互相激發(fā)，共同成長[8]。

4)將“對分課堂”應(yīng)用于《無機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的意識，促使大多數(shù)學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了生生互動和師生互動的有效性，提升了學(xué)生的無機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)成績和教學(xué)效率。

5)《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中運(yùn)用PAD課堂教學(xué)模式，不要拘泥于形式，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活的選擇對分形式，重點關(guān)注學(xué)習(xí)缺乏主動性和自主學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生，對課后自習(xí)不到位，討論不積極的少數(shù)學(xué)生要加強(qiáng)監(jiān)督和督促作用。