PBL教学法在大学生中药化学科创实验中的应用

刘祥兰　张钰泉　金旻逸



PBL教学法在大学生中药化学科创实验中的应用

刘祥兰1张钰泉2金旻逸1

【摘要】“以问题为基础”的教学模式强调学习者必须从现实的环境中去学习和理解知识，并最终达到解决问题的目的。中药化学科创实验的指导过程与现实的解决问题的过程极为相似，因此，采用PBL教学法引导大学生开展科创实验具有较强的可行性和独特性。在此从大学生对科创项目内容的设计、方法的选择和问题的解决及教师对科创项目教学方法和目标的设计等方面对PBL教学法在中药化学科创实验中的应用进行分析，并对教师在PBL教学法中的角色定位作深刻思考。【关键词】PBL教学法；中药化学；科创实验

中药化学科创实验是主要针对已学习过中药学专业必修课《中药化学》，并掌握了一定中药化学基本理论的学生开设的大学生科创项目。该项目旨在进一步激发学生对中药化学的科研兴趣，培养学生自主学习的能力和发现问题、解决问题的能力。为了充分调动学生自主学习的积极性，并增强其合作精神和创新意识，我们在指导学生完成中药化学科创实验的过程中采用了PBL教学法，并取得了较为满意的效果。

1　PBL教学法的特点及运用于中药化学科创实验的可行性

基于问题的学习（PBL）起源于医学教育，是以“问题为引导，学生讨论为主体，教师为主导”的新的教学模式[1]，它被认为是理论联系实际的桥梁。建立于构建主义学习理论的PBL教学法，在教学过程中遵循“自主学习、能力指向、有效协作、情境适应、形成性评价”的原则，为学生提供民主、平等、愉悦的课堂氛围，激发学生自主学习兴趣，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和创新思维能力[2-3]。

中药化学科创实验是一项培养学生自主学习能力，鼓励学生多元思维，提倡学生沟通协作的科研探索活动。具体开展方式为：先成立实验小组，围绕实验过程进行分工，讨论如何开展实验和解决问题，再进行实际的实验操作。在实验报告中，则反思和评价问题解决过程中出现的问题，从而提高解决问题的能力，巩固中药化学知识体系。采用PBL教学法对参与科创的学生进行过程引导，既符合中药化学科创实验的宗旨，又有利于实现大学生科创项目“提高学生实践能力，培养创新人才”的目标，使学生在知识构建的同时，增强合作精神和创新意识。

2　PBL教学法在中药化学科创实验中的应用

2.1研究对象

已修过《中药化学》课程，并掌握一定中药化学理论知识和实验操作技能的学生。

2.2教师

中药化学科创实验指导教师。

2.3方法

2.3.1介绍PBL教学法 为了使学生适应新的主动探索式的学习方式，首先向学生介绍PBL教学法的概念和相关知识，使学生了解PBL教学法的实施过程和意义，然后使学生明确自己在学习过程中扮演的角色，明白在整个学习过程中该做什么，又如何做。

2.3.2提出问题[4]先由学生根据自己的兴趣组成实验小组，每组推荐一人为组长，由1～2名指导老师进行指导。实验开始前，首先从几个选题中让学生确定自己的研究方向，然后根据不同的选题提出具体问题[5]。本文所涉及的三项课题分别为“补骨脂中化学成分的提取分离及HPLC检测”、“杨柳树皮中水杨素的提取分离及鉴别”和“穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元的提取分离及鉴别”。实验中，均提出了4个实验问题：“如何以较好的工艺提取有效成分？”，“如何分离有效成分？”，“如何进行有效成分的纯化？”，“如何鉴别有效成分？”。这些问题的提出有助于学生建立起各知识点之间的联系，形成较为完善的知识体系，也有助于学生对研究内容进行思考分析，归纳总结，并最终确定合适的研究方法[6]。

2.3.3查阅文献 学生根据研究内容，分工协作，利用网络和图书馆资源，收集与中药有效成分提取、分离、纯化、鉴别有关的资料。

2.3.4成果共享 学生根据查阅的文献资料，提出自己的意见和观点，并经过讨论，最终确定课题的研究方案。教师在学生讨论过程中可提出引导性意见，例如在“薯蓣皂苷元的提取分离及鉴别”实验中，因学生已学习过数理统计，教师便建议学生采用正交设计法优选有效成分的提取工艺，以期实现交叉学科相关知识的学以致用。

2.3.5具体实施 学生根据拟定的研究方案，独立采购实验试药和器材，预约实验室，开展实验。实验过程中，学生认真做好实验记录，遇到困难，与指导老师一起讨论、分析，找出解决问题的方法，并进行验证。而指导老师在整个实验过程中给予相应的引导和总体协调，保证实验的安全顺利进行。

2.3.6总结与评价 实验过程中，学生需对实验结果做出成功与失败的判断，指出成功与失败的原因及需要改进的地方。而指导老师则在中药化学科创实验开题、中期和结题汇报时给予综合评价。开题时，教师会对学生研究思路的不足提出改进意见；实验中期，会了解学生完成实验的情况，对学生实验开展中遇到的困难进行分析评价，提供相应的知识、技能和硬件支持；结题时，会对每个学生在学习过程中的学习态度、学习方法、独立思考能力、表达能力、创新能力和沟通协作能力作全方位评价，以期采用一种新的评价方式对科创项目的教学效果进行全面合理的评价。

PBL教学法的起点是问题的提出，是宏观与微观相结合的解决问题的过程。宏观方面，体现在如何解决问题的思维过程，包括实验的开展、步骤的安排等；微观方面，体现在大学生通过具体的动手操作，完成实践的过程。例如，中药化学科创实验中提出的问题，可根据PBL教学法要求设计多个，让学生对不同问题有一定的理解，并产生解决的兴趣，形成独立的实验思维。PBL教学法一方面，能使大学生学会利用实验设备和材料，对课题研究的化学成分进行提取、分离及鉴别；另一方面，又能使大学生从实验数据的分析处理中学会对实验结果的思考与总结。所以，科创实验中问题的选择与设计既培养了学生宏观的思维能力，又训练了学生微观的操作技能。

3　PBL教学法指导大学生中药化学科创实验中教师角色定位的思考[7]

3.1学习过程的引导者

在PBL教学法指导大学生中药化学科创实验的过程中，教师的工作重心应由台前转到幕后，主要起到组织和引导作用，并通过问题的提出、方法的引导和过程的控制来保证教学目标的实现[8]。例如在科创实验“杨柳树皮中水杨素的提取分离及鉴别”中，教师虽已事前确定了以下教学目标：（1）掌握杨柳树皮中水杨素提取、分离、测定等基础性原理，正确使用恒温水浴锅、台式循环水多用真空泵等仪器设备，掌握水煎提取、纯化、TLC色谱鉴定等实验技能；（2）通过PBL学习模式培养学生利用文献资料分析问题、解决问题的能力。但仍以问题为导向，引导学生自主学习，提出了诸如“如何从杨柳树皮中提取和精制水杨素？”，“水杨素的结晶过程有什么特点？”，“怎样进行水杨素的化学及TLC色谱检定？”等问题，这些具体问题对学生构建中药化学知识体系，把握研究方向有很好的启示作用，在激发学生自主学习兴趣的同时，提高学生分析问题、解决问题的能力，而教师在整个实验过程中则始终以引导者的身份参与其中。PBL教学法是以学生为中心的“潜教学”，教师角色的转变不仅有利于促进教师与学生之间平等教学关系的建立和发展，更能为学生自主学习提供自由的空间。

3.2学习过程的促进者

“让学生学会学习”是PBL教学模式最鲜明的教学目标之一。当学生遇到困难时，教师应努力创造宽松的学习环境，帮助学生质疑，激发学生思考，鼓励学生发表自己的观点，将问题解决转化成清晰可行的学习目标[9]。实验完成后，老师对学生的实验结果和实验报告进行指导与评价，规范实验报告的撰写，培养学生严谨的治学态度和缜密的科研思维。例如在“穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元的提取分离及鉴别”实验中，教师引导学生如何以酸浓度和水解时间为因素，设计三种酸浓度和三个水解时间，进行两因素三水平的正交设计实验，最终以较少的实验次数优选提取分离工艺，同时帮助学生巩固数理统计中正交设计方面的知识，让学生在实践中学会学习。

4　小结与展望

我们发现学生在科创实验中展现出了比传统实验学习更浓厚的学习兴趣和更强的学习动力。PBL教学法运用于中药化学科创实验是大学生科创项目导学模式的一次有益尝试[10]，“以问题为基础”的PBL教学法不仅可有效激发学生的科研兴趣，调动学生自主学习的积极性，更能提高学生分析问题、解决问题的能力，培养出具有较好科研素养和创新能力的大学生[11]。

参考文献

[1] 张斌． “PBL”教学法在“有机合成”教学中的运用[J]． 化学教育，2006（7）：39-40．

[2]肖湘，贺加，刘毅敏． PBL教学法在实验教学中的应用及评价[J]． 西北医学教育，2007，15（1）：80-82．

[3]顾金英，王晓岗，许新华． PBL教学法与LBL教学法相结合在化学实验教学中的应用[J]． 实验室科学，2014，17（6）：79-81．

[4]赵启铎，何永志，邓雁如，等． PBL教学法在中药化学实验教学中的应用[J]． 中国中医药现代远程教育，2011，9（13）：68-69．

[5]蒋卫华，李忠玉，杨广花． PBL教学法在大学有机化学实验教学中的应用[J]． 化工高等教育，2015（1）：97-99．

[6]蒋卫华，李忠玉． PBL教学法在大学有机化学实验教学中的研究与实践[J]． 化学教育，2015（4）：26-29．

[7]牟佳佳，邓雁如，何永志，等． 教师在中药化学实验PBL教学中的任务[J]． 中国中医药现代远程教育，2013，11（11）：62-63．

[8]李丽萍． PBL教学中教师角色功能定位与思考[J]． 上海中医药大学学报，2010，24（1）：17-19．

[9]俞颖，李晓，黄丽丽，等．浅谈PBL教学模式下教师的重要性[J]．西北医学教育，2012，20（1）：116-118，126．

[10] 陆丹红，黄可新，李校堃，等． 药学本科生科研素质的培养模式[J]． 药学教育，2007，23（3）：10-12．

[11]沈岚，马诗瑜，周宁慧，等． 中药学专业开展科技创新活动的实践与思考[J]． 中医教育，2012，31（3）：31-33．

·教育实践·

Application of PBL Teaching Method in Guiding Undergraduate Scientific and Technological Innovation Experiment for Chemistry of Chinese Materia Medical

LIU Xianglan1ZHANG Yuquan2JIN Minyi1, 1 Experiment Center for Teaching and Learning, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China, 2. Experiment Center for Science and Technology, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China

[Abstract]Problem-based learning puts forward the idea that learners must understand knowledge in real environment and finally achieve the purpose of solving problems. The applicaton of PBL teaching method in guiding the experiment of Chinese materia medical chemistry is feasible and unique, because the process of guiding experiment is similar to the process of solving problems in real environment. This paper analyses the infiuence of PBL teaching method in scientific and technological innovation experiment from the aspects of content design, method choice, problem solving by students and teaching method, teaching target by teachers. At the same time, it also deeply considers the role of teachers in PBL teaching process from the aspects of teaching ideas, teaching activities and teaching implementation.

[Key words]PBL teaching method, Chinese materia medical chemistry, Scientific and technological innovation experiment

通讯作者：金旻逸，E-mail：522348995@qq．com

基金项目：上海高校青年教师培养资助计划（ZZszy12040）

doi：10．3969/j．issn．1674-9308．2016．03．017

【文章编号】1674-9308（2016）03-0027-03

【中图分类号】G642

【文献标识码】A

作者单位： 1 201203 上海中医药大学教学实验中心；2 201203 上海中医药大学科技实验中心