潘宏程+李建平+杜甫佑+張?jiān)?陶慧林

摘要：本文探討了問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法在儀器分析教學(xué)中應(yīng)用。介紹了問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法的基本概念和流程。對(duì)于如何在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、確立問題、針對(duì)問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、總結(jié)和效果評(píng)價(jià)等方面做了有益探索。并且，對(duì)教學(xué)過程中可能出現(xiàn)的問題也進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法;問題導(dǎo)學(xué);合作學(xué)習(xí);儀器分析

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）20-0175-02

一、引言

儀器分析是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，屬于分析化學(xué)中的儀器方法。它是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一種分析方法。利用較特殊的儀器，對(duì)物質(zhì)的組成、含量、形態(tài)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測(cè)定的一門學(xué)科。儀器分析在化學(xué)、化工、食品、材料、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等專業(yè)本科生的教學(xué)中占有重要的地位，是基礎(chǔ)主干課程之一。

儀器分析是一門具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的學(xué)科，涉及近代物理學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)等許多知識(shí)。本課程的特點(diǎn)是研究內(nèi)容豐富，理論體系復(fù)雜，技術(shù)方法眾多，儀器結(jié)構(gòu)流程各異，實(shí)踐性很強(qiáng)。在儀器分析的教學(xué)過程中，存在內(nèi)容繁雜、各種儀器分析方法原理各不相同、某一大類儀器方法中幾種小類方法極易混淆（例如各種光譜法）等特點(diǎn)，學(xué)生普遍感到難學(xué)、難記、難以理解。

傳統(tǒng)的儀器分析教學(xué)片面注重理論知識(shí)的傳授，而忽視培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、協(xié)作交流能力和自主學(xué)習(xí)能力。近來，有關(guān)儀器分析課程教學(xué)的改革正在世界范圍內(nèi)進(jìn)行，力圖改變以教師為中心、強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授、把學(xué)生當(dāng)作知識(shí)灌輸對(duì)象的傳統(tǒng)教學(xué)模式。

我們嘗試將問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法引入到儀器分析課程教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以問題為導(dǎo)向，注重學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者之間的交流與合作。

二、問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法

問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法實(shí)際上是由“問題導(dǎo)學(xué)”和“合作學(xué)習(xí)”兩種教學(xué)理論相融合而成的教學(xué)模式，是以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以問題為導(dǎo)向，以合作學(xué)習(xí)為關(guān)鍵的課堂教學(xué)活動(dòng)形式[1]。在問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)過程中，既達(dá)成“學(xué)習(xí)目標(biāo)”（問題的解決和知識(shí)的獲得），又達(dá)成“合作目標(biāo)”（合作技能、情感、態(tài)度等方面的目標(biāo)），以獲得最大教育教學(xué)效能。

問題導(dǎo)學(xué)（problem-based learning，簡稱PBL），也稱為以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)法、問題式學(xué)習(xí)法，源自于20世紀(jì)60年代Barrows教授與其同事在醫(yī)學(xué)教育中創(chuàng)立的一種教學(xué)模式，它強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置于復(fù)雜的、有意義的問題情境中，通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)性問題，來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí)[2]。

合作學(xué)習(xí)（cooperative learning）是20世紀(jì)70年代初Johnson等人在前人研究基礎(chǔ)上提出的教學(xué)理論與策略[3]。由于它在培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、競(jìng)爭意識(shí)、活躍課堂氣氛、提高學(xué)習(xí)效率、促進(jìn)學(xué)生形成良好非認(rèn)知品質(zhì)等方面實(shí)效顯著，因而很快受到世界各國普遍關(guān)注并引入到我國[4]。2001年，國務(wù)院在《關(guān)于基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展的決定》中明確指出：“鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生之間的相互交流、共同發(fā)展，促進(jìn)師生教學(xué)相長?！?/p>

近年來，國內(nèi)外都有學(xué)者對(duì)“問題導(dǎo)學(xué)”和“合作學(xué)習(xí)”在儀器分析教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探索。在問題式學(xué)習(xí)法過程中，通常會(huì)結(jié)合合作學(xué)習(xí)法進(jìn)行教學(xué)[5]。張桂玲在用PBL進(jìn)行儀器分析教學(xué)時(shí)，采用了小組合作學(xué)習(xí)法，取得了較好的效果。

我們將問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法引入到我校的儀器分析教學(xué)中，進(jìn)行了有益的嘗試和探索。下面就我們?cè)诰唧w教學(xué)過程中取得的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，與大家探討。

三、問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法基本流程

1.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境是涉及到教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。所謂學(xué)習(xí)情境，是指學(xué)生參與學(xué)習(xí)的具體現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是與知識(shí)內(nèi)容相適切的、內(nèi)在地包含問題的社會(huì)、生活事件，應(yīng)當(dāng)具有趣味性、生活性、真實(shí)性、復(fù)雜性、典型性等特征。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景包括創(chuàng)設(shè)客觀情境和創(chuàng)設(shè)智力情境。

我們以儀器分析教材中氫化物原子化和極譜分析這兩節(jié)的教學(xué)為例，創(chuàng)建兩個(gè)學(xué)習(xí)情境：“光譜分析破百年迷案——光緒皇帝之死”和“廣西龍江河鎘污染事件”。光緒之死是上世紀(jì)初發(fā)生的重大歷史事件，但關(guān)于光緒的死因，近百年來卻眾說紛紜。最近，科學(xué)家利用現(xiàn)代儀器分析手段對(duì)光緒皇帝的遺骨、遺發(fā)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，光緒皇帝死于急性砷中毒。我們?cè)谡n堂上展示了相關(guān)的視頻、圖文資料，學(xué)生對(duì)這一學(xué)習(xí)情境產(chǎn)生了濃厚的興趣。他們急于了解科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)砷中毒的。同樣，在另一個(gè)學(xué)習(xí)情境中，學(xué)生對(duì)于發(fā)生在2012年廣西龍江河的鎘污染事件記憶猶新，激發(fā)了他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的愿望。

2.確立問題?！皩W(xué)起于思，思起于疑?！痹谏鲜鰧W(xué)習(xí)情境中，必須要提煉出與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實(shí)性問題作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容，讓學(xué)生面臨一個(gè)需要立即去解決的現(xiàn)實(shí)問題。學(xué)生會(huì)對(duì)當(dāng)前的疑惑產(chǎn)生迫切需要解決的欲望，學(xué)生的思維將被激活，課堂氣氛將會(huì)變得活躍、生動(dòng)。同時(shí)，在解決問題的過程中，其對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解、掌握和體會(huì)變得既容易又深刻。在這樣的情境，才能有效地闡明知識(shí)在實(shí)際生活中的價(jià)值，幫助學(xué)生理解知識(shí)的內(nèi)涵，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情，并促使知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能。

我們?cè)谏鲜鰧W(xué)習(xí)情境中，提出兩個(gè)問題：①怎樣用原子吸收光譜法測(cè)定頭發(fā)中的砷？②怎樣用極譜法測(cè)定水中的鎘？

我們?cè)O(shè)計(jì)的這兩個(gè)問題，較好地引出學(xué)生需要獲得的基本概念和原理（砷的氧化物原子化和鎘的極譜波），將學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的、實(shí)際的問題情境中，這樣做的好處有：①學(xué)習(xí)知識(shí)的情境與以后應(yīng)用知識(shí)的情境具有相似性，有利于知識(shí)的獲取;②在解決問題的過程中來掌握概念、原理和策略可以促進(jìn)學(xué)習(xí)在新問題中的遷移，先前學(xué)習(xí)的實(shí)例可以應(yīng)用到與此類似的問題解決中[6]。

3.針對(duì)問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在問題提出后，教師應(yīng)給予學(xué)生解決問題必需的基本知識(shí)，提供解決該問題的有關(guān)線索。但是教師不能直接告訴學(xué)生應(yīng)當(dāng)如何去解決面臨的問題，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體、積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)者。教師應(yīng)該特別注意培養(yǎng)學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”能力。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)把教學(xué)的重心放在學(xué)習(xí)過程的調(diào)控、情景的創(chuàng)設(shè)上，變學(xué)生“學(xué)會(huì)”為“會(huì)學(xué)”，積極引導(dǎo)學(xué)生自主解答提出的問題。

4.合作學(xué)習(xí)。儀器分析授課對(duì)象為我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生，2個(gè)班70人左右。我們將學(xué)生分為10個(gè)學(xué)習(xí)小組。分組的原則是男生和女生混合分組，學(xué)習(xí)較好的和學(xué)習(xí)有一定困難的混合分組，性格內(nèi)向和外向的混合分組，形成一種互補(bǔ)，這樣分組可以避免各組之間的差別過大，影響合作學(xué)習(xí)的效果[7]。

5.點(diǎn)評(píng)與總結(jié)。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生解決問題的過程進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，要特別對(duì)學(xué)生容易混淆的問題加以解釋說明。教師的點(diǎn)評(píng)既要關(guān)注結(jié)果，又要重視過程，對(duì)學(xué)生的合作精神、表達(dá)能力、回答問題的積極性等方面進(jìn)行鼓勵(lì)和總結(jié)。小組各成員在教師的引導(dǎo)下對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我反思，讓學(xué)生學(xué)以致用，更好地掌握和理解儀器分析的基本原理，增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用能力和解決問題的能力。

6.效果評(píng)價(jià)。問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法要求學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)解決面臨的現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)習(xí)過程就是解決問題的過程，即由該過程可以直接反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師需在學(xué)習(xí)過程中隨時(shí)觀察并記錄學(xué)生的表現(xiàn)，對(duì)全班各個(gè)小組進(jìn)行全面的監(jiān)控和引導(dǎo)。既要評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果，更要評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過程;既要評(píng)價(jià)合作學(xué)習(xí)的個(gè)體，也要注重合作成員通過合作、努力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的整體評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)重點(diǎn)應(yīng)放在學(xué)生合作能力的提高上，形成“組內(nèi)成員合作，組間成員競(jìng)爭”的格局，使得整個(gè)評(píng)價(jià)的重心由鼓勵(lì)個(gè)人競(jìng)爭達(dá)標(biāo)轉(zhuǎn)向大家合作達(dá)標(biāo)，從而共同完成教學(xué)的目標(biāo)。

四、結(jié)語

經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)改革與實(shí)踐，我們?cè)趦x器分析課程教學(xué)上取得了較好的成績，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性顯著提高，合作精神和表達(dá)能力明顯增強(qiáng)。與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，問題導(dǎo)向的合作學(xué)習(xí)法具有以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以問題為導(dǎo)向，以合作學(xué)習(xí)為關(guān)鍵的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。但在教學(xué)過程中要避免極端建構(gòu)主義，片面強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，完全忽略教師的主導(dǎo)作用[8]。教師只有在課堂教學(xué)實(shí)踐中不斷地認(rèn)識(shí)和反思、總結(jié)和交流，對(duì)學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，才能更有效地發(fā)揮問題導(dǎo)向合作學(xué)習(xí)法的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到良好教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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