PBL教学模式在化工专业实验教学改革中的应用

【摘要】针对当前化工专业实验教学现状，结合实验特有的应用性和创造性特点以及传统教学模式的局限性，开展了在实验中培养学生创新能力及工程素养的实践教学。为提高化工专业实验教学质量，将以问题为导向的教学方法（PBL）思路浸入到专业实验教学当中，显著提高了学生的综合实践能力，对培养学生科学研究和分析解决实际工程问题能力奠定了基础。

【关键词】化工专业实验 实验教学 PBL教学模式

【中图分类号】G206 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）34-0055-03

随着社会的发展，化工行业新技术、新产品涌入市场，使得兼具创新能力和工程意识的化工专业型人才在人才竞争中脱颖而出，而实验教学是培养学生创新意识和实践技能的有效途径[1]。为了适应社会发展需要，各校在教学改革与实践方面做了大量工作。近年来，教学研究者们的目光开始聚焦在以问题为导向的教学模式（PBL）的改革实践上，并在各学科教学中获得了显著成效[2]。PBL教学模式是一种以学生的为中心的，以自我指导和小组讨论为教学形式的教学活动[3]。本文对当前化工专业实验教学的现状进行全面分析，充分考虑了传统教学模式和PBL教学法的利弊，结合本校学生专业水平，将以培养学生创新意识为目标的PBL教学法引入化工专业实验教学中，取得了较好的效果。

一、化工专业实验课的作用与研究现状

化工专业实验是我校为了提高化工专业学生的专业实验技能和实际操作能力而独立开设的一门教学实践类课程，是理论教学的继续和延伸。化工专业实验通过专业实验教学对学生实验方案设计、实验现象观察及规范描述、实验数据处理分析等能力进行全面训练，其目的是培养化工专业学生的化工领域相关的基本技术和操作技能，掌握专业实验的主要仪器和装备的使用，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的自学能力、独立思考的能力、实际动手能力[4]。

传统教学方法主要以教师为中心，进行“灌输”式讲授教学[5]。传统教学方法节省教学资源，能较准确和系统进行知识的传授，并且对学生基本能力要求低，仍然是目前化工专业实验教学中应用最为广泛的一种教学法。化工行业的飞速发展需要大批具有高工程素质和创新能力的专业技术人才，然而，与此不相适应的是当前化工专业实验重讲义验证、轻工程创新的授课模式。一方面，学生大多按照教学讲义机械操作，来完成实验任务，这种被动的学习方式，难以激发学生的实验兴趣，进而影响学生的实践能力、专业素养以及创新观念的培养。另一方面，高校教学实验器材资源匮乏，为了完成教学任务，多采取分组实验的方式进行，这样就不能保证每个学生都有机会参与实验过程的所有环节，使学生对各环节实验参数对实验结果的影响认知模糊。同时，高等院校的实验设备更新换代较慢，不能反映当下化工技术的状况，学生对行业发展情况的认识相对滞后。

二、以问题为导向的教学方法（PBL）的优势

Problem-Based Learning（PBL）教学模式早在1969被加拿大McMaster大学医学院神经病学教授Howard Barrows用于医学教学。PBL教学法是一种以问题为导向的启发式和讨论式教学模式，将学生置于主体地位，围绕教师精心设计的问题情境展开工作，通过自主探究和团队协作等方式解决问题，进而增强自主学习的能力和创新意识。与传统教学模式相比，PBL教学法有诸多优势。

1.调动了学生学习的积极性和主动性

与强调教师讲授为主的传统教学方法相比，PBL教学法将学生置于有意义的问题情境当中，为学生营造一个轻松的学习氛围，强调学生在学习过程中的主体地位，更容易使学生意识到自己的主人翁意识，主动运用所学知识或学习新知识解决问题，进而提高学生自主学习的能力，调动学生学习的积极性和主动性。

2.锻炼了学生独立思考和逻辑思维能力

PBL教学法的精髓在于发挥问题在学习过程中的指导作用，锻炼学生独立思考和解决问题的能力。接触问题之后，学生在问题的引导下，查阅文献资料，整合资源，最终寻找解决问题的途径。通过以上过程，学生从“学会知识”转变为了“会学知识”，独立思考问题的能力及逻辑思维能力均得到了锻炼。

3.增强了学生的实践能力和创新意识

PBL教学法整个过程围绕“问题”进行，旨在启发学生从不同角度认识和分析问题。问题从创新开始，学生根据自己对问题的理解，并结合各自的知识体系，充分发表自己的意见或提出新见解，通过不断学习，学生的实践能力及解决问题能力均能得到提高。通过小组讨论的方式，学生之间的观点及解决问题的思路得到充分交流，此过程中，学生还会不断发现新的问题，激起学生的求知欲，激发他们的创新意识。

4.培养了学生团队协作精神

PBL教学模式通常以小组讨论形式进行学习，将解决问题的负担进行分解，每个小组成员负责一个知识要点，学生根据任务要求，分工查阅、搜集资料，通过分析讨论、合作学习解决问题。在激烈的讨论过程中，学生可以自由發表自己的意见，有助于提高学生的口头表达和交流能力；而小组成员相互帮忙、合作学习培养了学生的团队协作精神。

5.提高了教师的专业素养

设计问题是PBL教学模式的核心，它关系整个教学过程的成败。设计问题时，教师必须以教学大纲的要求为核心，并综合考虑教学目标、学生现有知识水平和结构等因素。这就对教师的自身素质、专业知识水平及相关领域前沿进展情况的掌握等提出了更高的要求。在该过程中，教师的知识结构得到了巩固和完善，知识面也得到了拓宽。

三、PBL教学在法化工专业实验教学改革中的应用

化工专业实验涉及知识面宽，所用设备类型多且结构复杂，是一门工程实践性很强课程。教学过程中如若不能有效激起学生学习兴趣，不但无法达到培养学生专业技能的目标，而且容易使学生产生厌学心理。因此，在教学过程中，应尽可能迎合学生的需求和兴趣，调动学生学习的积极性。根据化工专业教学目标及教学条件，将PBL教学模式应用于专业实验的教学改革中，在培养专业型人才方面表现出了明显的优势。

1、设计问题，围绕问题展开教学活动

PBL教学法整个过程都在围绕“问题”进行，因此，如何设计好问题，是至关重要的。我们通常要遵循以下原则进行问题设计：第一，综合考虑教学大纲、教学目标、学生知识结构及实验室现有实验条件等因素设计问题；第二，设计的问题涵盖学生已学的专业知识，并具有一定挑战性；第三，问题涉及知识面宽，需要学生多方查阅资料，或者将所学专业知识进行延伸才能解决问题；第四，结合目前化工领域的研究热点，尽量选取有新意和针对性强的实际工程问题，这样更容易吸引学生主动参与教学活动当中，通过在实验教学中渗透工程观念，激发学生的创新意识，培养学生解决化工行业实际生产过程中问题的能力。

2、针对问题，学生分组寻找解决途径

问题提出以后，教师按每组5人对学生进行分组，每组设立1位组长对问题进行分解、分工，并负责组织该组组员资料查阅及组内讨论等工作。为保证学生有足够多的时间查阅资料，每次实验课开始前，教师将下次实验课问题告知学生，并让学生知道实验内容和重点，便于学生查找相关文献。该过程当中，教师的隐性指导作用依然很重要，在文献检索、参考文献：及软件使用等方面教师应根据学生需求给予指导性帮助。教师应着重培养学生的学习能力，把教学的重心放在学习行为的调控上，鼓励学生自主学习、相互合作解决问题。

3、课堂讨论

各组成员完成分配任务后，在组长组织下对搜集的资料进行充分讨论。上述工作完成后，在教师的带领下，以小组为单位进行课堂讨论。首先，由组长对本组工作进行概述，并提出仍未解决的问题或本组成员的疑问，组员可以进行补充。课堂讨论期间，组间可以相互提问，解答；然后，教师对讨论后遗留的问题逐个进行解疑，对讨论过程中学生容易忽略的问题进行补充；最后，教师对讨论内容进行总结归纳，以完善学生的认知结构和知识体系。

4、教学评价

完成课堂讨论环节后，教师对学生的任务完成情况从可行性、经济性、逻辑性和创新性等方面进行评价，对于表现优异的小组给予奖励，进而提高学生参与的积极性。在引导学生自行设计实验时，教师应谨慎把关，以防教学事故的发生。

四、结论

化工专业实验是将理论和实践相结合的一座桥梁，它以培养化工专业学生的综合素质为宗旨。将PBL教学思路浸入化工专业实验教学改革中，能有效激发学生的学习兴趣，此外，该方法在培养学生的创新意识、工程观念、自主分析解决问题能力以及团队协作精神等方面表现出了明显的优势，是化工专业实验教学改革较好的选择。

参考文献：

[1]黎载波，张永平.在化工原理实验教学中培养学生工程素质及创新能力的改革与实践[J].广东化工，2016，（12）.

[2]陈亚光.PBL教学法在非金属元素小结教学中的应用[J].化学教育，2016，（6）.

[3]龍云飞，葛圆圆，李志礼.PBL教学法在化工原理教学改革中的应用[J].化工高等教育，2011，（4）.

[4]隋丽丽，孙莹莹，苗丽华.有机化学教学中应用PBL教学法的教学效果研究[J].广州化工.2016，（6）.

[5]程文，刘钊，荆慧，等.浅谈超声医学PBL教学模式下导师的隐性教育作用[J].卫生职业教育，2016，（3）.

作者简介：

王琳（1982—），男，福建人，讲师，主要研究方向为化学与环境科学。