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摘 要:结合高职院校的现状,首次将PBL教学法应用于环境专业环境分析化学课程理论教学之中,取得了一定教学效果。将PBL教学法与传统的LBL教学法相比,学生在识记理论知识,提高学习兴趣,活跃课堂气氛,独立分析和解决问题的能力等方面均由非常明显的效果。
关键词:PBL教学法;环境分析化学;教学
PBL教学法起源于1910年Flexner所倡导的教学改革理念,1969年,美国神经病学教授HowardBarrows在加拿大MeMaster大学医学院创立了PBL(Problem-Based Learning)教学模式[1],即以问题为中心的教学-学习模式,并将其运用于医学教育领域。它是一种双向互动的教学模式,即在教学过程中,首先,教师提出问题,所提出的问题应满足两个条件:①此问题应与本节课所要学习的理论内容相关;②应与现实生活息息相关,这样才能引起学生的兴趣;其次,学生要根据教师所提出的问题进行主动思考,探究,讨论和总结,这样可以提升学生分析问题和解决问题的能力,也可以培养学生主动学习,快乐学生;最后,教师对所涉及的知识点进行总结概括,总结概括时也应与现实生活挂钩。而LBL教学模式(Lecture-Based Learning)强调以教师的教学过程为中心,教师在课堂上按照理论知识之间的联系,系统化的对知识点进行讲解,而学生处于被动状态,被动的接受教师所灌输的知识,缺乏主观能动性,不需要进行思考,探究和讨论,学生的学习过程失去趣味性,失去快乐,理论与实践联系能力较差,独立分析问题和解决问题的能力较差。
自2014年起,中国经济发展进入新常态,与此同时,中国的环境发展也面临着新常态,雾霾天气多次“光临”中国的大部分城市,为及时准确监测环境问题,环境分析化学课程的教学方法的设置对学生的学习尤为重要。为此,我院借鉴国内外经验,利用PBL教学模式进行授课,达到了很好的教学效果。
1、2课时的内容设计如下:
例如,讲到配位滴定法时,可以这样提问引入,①我们在生活中处处离不开水,那么这纯净的水中都含有哪些成分呢?此时学生便进行思考,因为这些内容在初中时就有涉及,学生想出答案并非难事。答案中会有Ca2+和Mg2+。②根据水中碳酸钙的含量,可以将其分为硬水和软水。那么什么样的水属于软水,什么样得水属于硬水?为什么在西方发达国家作为90%的家庭用水(包括烹饪、洗涤、洗浴等)均使用软水?这样的问题与生活贴近,学生会很感兴趣,学生讨论,查询资料等可以得知硬水和软水的划分界限,以及使用软水的好处。③既然我们已经知道了水中含有的主要成分是Ca2+和Mg2+,那么怎样才能测定出Ca2+和Mg2+的含量呢?有的同学们回答用酸碱滴定法,也有的同学回答用沉淀滴定法。此时,教师可以总结,不仅有这两种,还有其他的方法,即配位滴定法。④请同学们根据酸碱滴定法的理论基础,总结一下什么是配位滴定法?此时,同学们做总结,若同学们总结的不全面,教师可以给予引导,并讲解新知识点,这样同学们可以弄懂什么是配位滴定法,即以配位反应为基础的滴定方法。⑤教师进一步提问,此概念中有配位反应,那么什么是配位反应,学生讨论总结,并将此知识点与无机化学的基础知识结合起来,即配位反应就是指中心离子(或原子)与配体形成配合物的反应。教师追问,什么是中心离子,什么是配体?总结出概念后,让学生举例进行说明,教师在举例让学生判断是不是中心体或配体。例如Co2+是中心,是可以接受孤电子对的。学生多多举例可以很好的解释什么是配位体,什么是中心体。⑥当配位反应的感念理解后,教师接着提问,在配位滴定中,所用到的仪器是什么?学生根据以往学过的知识可以很容易知道使用酸式滴定管,碱式滴定管,铁架台,锥形瓶,分析天平,烧杯以及玻璃棒等。⑦教师接着提问,在滴定过程中需要使用标准溶液和需要测定的未知溶液,那么这个标准溶液是什么呢?此时同学们思考并讨论,教师可以由此引入新知识点,即EDTA标准溶液,除此以外,还有其他的标准溶液,教师可一一介绍这些标准溶液的性质。⑧返回来,教师提问,EDTA标准溶液要用什么物质来配制?采用什么方法来配制?这是考查学生配制溶液的知识。这个知识以前涉及,同学们可以思考并回答。⑨教师进一步提问, 未知溶液是什么呢?学生讨论,教师总结。总结后接着提问,为什么大多数是含有金属离子的溶液?借此,教师可以总结新的知识点,因为多数金属离子的配位数不超过6,所以EDTA与大多数金属离子可形成1:1型配合物,只有极少数金属离子,如锆(Ⅳ)和钼(Ⅵ)等例外。教师举例说明,例如自来水中有Ca2+和Mg2+,而EDTA的标准溶液可以与Ca2+和Mg2+形成稳定的螯合物。
⑩教师提出新问题,是不是所有的金属离子都可以与EDTA标准溶液形成稳定的配合物呢?答案当然不是,教师可以借此进入新的知识点,即配合物的稳定常数。教师总结的这些知识都是配位滴定的基础知识。
2、课堂教学效果评价
本学期课程教学结束后,向同学发放调查问卷,评价PBL教学模式的教学效果,共发出调查问卷58份,其中实验组30分,对比组28分,共回收58份,回收率100%。
调查问卷结果如下:
表1 PBL教学模式的可行性调查结果
表2 实验组和对比组期末考试(笔试)成绩比较
从表1中可以看出,运用PBL教学模式进行教学的实验组,学生的学习兴趣、学习积极性、主动性、课堂表现以及自主学习方面都有了很大的进步,学生们改掉了懒散的学习态度,上课时课堂气氛较为活跃,教师所提出的问题贴近学生生活实际,学生参与讨论学习的积极性很高。以往的分析化学教学中,分析原理教学比较枯燥,运用PBL教学模式后,一步一步提出问题,抽丝剥茧,一层层深入,使学生了解了,最终掌握这些知识点[2]。
3、PBL教学法授课应注意的问题
采用PBL教学法进行授课,课堂气氛活跃,教师与学生沟通融洽,能激发学生的学习兴趣,,学生的学习兴趣显著提升,同学之间的协作能力加强,学生查阅文献能力增强,进而拓宽学生的知识面,自学能力,创新能力得到加强,课堂所学的新知识极易被消化,吸收,学生主观学习能动性得到较好的调动,通过应用PBL教学法授课,学生对分析化学中的各种化学分析和仪器分析方法的原理、所用到的仪器和设备、应用方法、注意事项以及各种分析方法之间的区别联系的理解更为透彻,记忆更为深刻。
但在PBL教学法进行授课式,也应该注意一些问题。例如PBL教学模式对教师的自身素质要求很高,教师需要熟悉本专业的多门课程的内容,要具有较强的综合知识理解能力,因此教师要不断学习,提高自身的综合素质。
参考文献
[1] Mc Parland M,Noble LM,Livingston G.The effectiveness of problem based learning compared to traditional teaching in undergraduate psychiatry [J].Med Educ,2004. 38:859-867.
[2] 宋利,史海水,高媛等. 医学院校生物化学实验教学中PBL教學法的应用与评价[J] .医学教育探索,2009,3(8).
关键词:PBL教学法;环境分析化学;教学
PBL教学法起源于1910年Flexner所倡导的教学改革理念,1969年,美国神经病学教授HowardBarrows在加拿大MeMaster大学医学院创立了PBL(Problem-Based Learning)教学模式[1],即以问题为中心的教学-学习模式,并将其运用于医学教育领域。它是一种双向互动的教学模式,即在教学过程中,首先,教师提出问题,所提出的问题应满足两个条件:①此问题应与本节课所要学习的理论内容相关;②应与现实生活息息相关,这样才能引起学生的兴趣;其次,学生要根据教师所提出的问题进行主动思考,探究,讨论和总结,这样可以提升学生分析问题和解决问题的能力,也可以培养学生主动学习,快乐学生;最后,教师对所涉及的知识点进行总结概括,总结概括时也应与现实生活挂钩。而LBL教学模式(Lecture-Based Learning)强调以教师的教学过程为中心,教师在课堂上按照理论知识之间的联系,系统化的对知识点进行讲解,而学生处于被动状态,被动的接受教师所灌输的知识,缺乏主观能动性,不需要进行思考,探究和讨论,学生的学习过程失去趣味性,失去快乐,理论与实践联系能力较差,独立分析问题和解决问题的能力较差。
自2014年起,中国经济发展进入新常态,与此同时,中国的环境发展也面临着新常态,雾霾天气多次“光临”中国的大部分城市,为及时准确监测环境问题,环境分析化学课程的教学方法的设置对学生的学习尤为重要。为此,我院借鉴国内外经验,利用PBL教学模式进行授课,达到了很好的教学效果。
1、2课时的内容设计如下:
例如,讲到配位滴定法时,可以这样提问引入,①我们在生活中处处离不开水,那么这纯净的水中都含有哪些成分呢?此时学生便进行思考,因为这些内容在初中时就有涉及,学生想出答案并非难事。答案中会有Ca2+和Mg2+。②根据水中碳酸钙的含量,可以将其分为硬水和软水。那么什么样的水属于软水,什么样得水属于硬水?为什么在西方发达国家作为90%的家庭用水(包括烹饪、洗涤、洗浴等)均使用软水?这样的问题与生活贴近,学生会很感兴趣,学生讨论,查询资料等可以得知硬水和软水的划分界限,以及使用软水的好处。③既然我们已经知道了水中含有的主要成分是Ca2+和Mg2+,那么怎样才能测定出Ca2+和Mg2+的含量呢?有的同学们回答用酸碱滴定法,也有的同学回答用沉淀滴定法。此时,教师可以总结,不仅有这两种,还有其他的方法,即配位滴定法。④请同学们根据酸碱滴定法的理论基础,总结一下什么是配位滴定法?此时,同学们做总结,若同学们总结的不全面,教师可以给予引导,并讲解新知识点,这样同学们可以弄懂什么是配位滴定法,即以配位反应为基础的滴定方法。⑤教师进一步提问,此概念中有配位反应,那么什么是配位反应,学生讨论总结,并将此知识点与无机化学的基础知识结合起来,即配位反应就是指中心离子(或原子)与配体形成配合物的反应。教师追问,什么是中心离子,什么是配体?总结出概念后,让学生举例进行说明,教师在举例让学生判断是不是中心体或配体。例如Co2+是中心,是可以接受孤电子对的。学生多多举例可以很好的解释什么是配位体,什么是中心体。⑥当配位反应的感念理解后,教师接着提问,在配位滴定中,所用到的仪器是什么?学生根据以往学过的知识可以很容易知道使用酸式滴定管,碱式滴定管,铁架台,锥形瓶,分析天平,烧杯以及玻璃棒等。⑦教师接着提问,在滴定过程中需要使用标准溶液和需要测定的未知溶液,那么这个标准溶液是什么呢?此时同学们思考并讨论,教师可以由此引入新知识点,即EDTA标准溶液,除此以外,还有其他的标准溶液,教师可一一介绍这些标准溶液的性质。⑧返回来,教师提问,EDTA标准溶液要用什么物质来配制?采用什么方法来配制?这是考查学生配制溶液的知识。这个知识以前涉及,同学们可以思考并回答。⑨教师进一步提问, 未知溶液是什么呢?学生讨论,教师总结。总结后接着提问,为什么大多数是含有金属离子的溶液?借此,教师可以总结新的知识点,因为多数金属离子的配位数不超过6,所以EDTA与大多数金属离子可形成1:1型配合物,只有极少数金属离子,如锆(Ⅳ)和钼(Ⅵ)等例外。教师举例说明,例如自来水中有Ca2+和Mg2+,而EDTA的标准溶液可以与Ca2+和Mg2+形成稳定的螯合物。
⑩教师提出新问题,是不是所有的金属离子都可以与EDTA标准溶液形成稳定的配合物呢?答案当然不是,教师可以借此进入新的知识点,即配合物的稳定常数。教师总结的这些知识都是配位滴定的基础知识。
2、课堂教学效果评价
本学期课程教学结束后,向同学发放调查问卷,评价PBL教学模式的教学效果,共发出调查问卷58份,其中实验组30分,对比组28分,共回收58份,回收率100%。
调查问卷结果如下:
表1 PBL教学模式的可行性调查结果
表2 实验组和对比组期末考试(笔试)成绩比较
从表1中可以看出,运用PBL教学模式进行教学的实验组,学生的学习兴趣、学习积极性、主动性、课堂表现以及自主学习方面都有了很大的进步,学生们改掉了懒散的学习态度,上课时课堂气氛较为活跃,教师所提出的问题贴近学生生活实际,学生参与讨论学习的积极性很高。以往的分析化学教学中,分析原理教学比较枯燥,运用PBL教学模式后,一步一步提出问题,抽丝剥茧,一层层深入,使学生了解了,最终掌握这些知识点[2]。
3、PBL教学法授课应注意的问题
采用PBL教学法进行授课,课堂气氛活跃,教师与学生沟通融洽,能激发学生的学习兴趣,,学生的学习兴趣显著提升,同学之间的协作能力加强,学生查阅文献能力增强,进而拓宽学生的知识面,自学能力,创新能力得到加强,课堂所学的新知识极易被消化,吸收,学生主观学习能动性得到较好的调动,通过应用PBL教学法授课,学生对分析化学中的各种化学分析和仪器分析方法的原理、所用到的仪器和设备、应用方法、注意事项以及各种分析方法之间的区别联系的理解更为透彻,记忆更为深刻。
但在PBL教学法进行授课式,也应该注意一些问题。例如PBL教学模式对教师的自身素质要求很高,教师需要熟悉本专业的多门课程的内容,要具有较强的综合知识理解能力,因此教师要不断学习,提高自身的综合素质。
参考文献
[1] Mc Parland M,Noble LM,Livingston G.The effectiveness of problem based learning compared to traditional teaching in undergraduate psychiatry [J].Med Educ,2004. 38:859-867.
[2] 宋利,史海水,高媛等. 医学院校生物化学实验教学中PBL教學法的应用与评价[J] .医学教育探索,2009,3(8).