OBE思維導(dǎo)向的問(wèn)題啟發(fā)教學(xué)法在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

郭兵 林秀珍 徐平如 陳艦 范洪波

(東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東東莞 523808)

物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一門基礎(chǔ)理論課程，它具有相當(dāng)?shù)睦碚撋疃?，?duì)于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)思維以及分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，都是必不可少的，也為進(jìn)入學(xué)生科研實(shí)踐做了初級(jí)的入門訓(xùn)練。然而本課程包含大量的概念、定義、定律和公式，只有在深入思考、充分理解的基礎(chǔ)上才能掌握，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和腦力，對(duì)初學(xué)者是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)［1－2］。

然而在當(dāng)今社會(huì)和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢(shì)下，社會(huì)和企業(yè)特別注重工科畢業(yè)生的實(shí)踐操作能力;理論課程的學(xué)習(xí)時(shí)間被壓縮;而在實(shí)際工作中，項(xiàng)目分工越來(lái)越細(xì)致，導(dǎo)致一部分學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)為，作為理論課程的物理化學(xué)沒(méi)有什么實(shí)際用途，因此降低了學(xué)習(xí)要求。在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，筆者也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題:例如，部分學(xué)生對(duì)理論課程的興趣熱情不高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果差;大班授課效果也明顯不如小班授課等。本文將基于OBE理念，提出適用于該課程的問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法。

在工科課程教學(xué)實(shí)踐中，以基于成果導(dǎo)向的教育思維(以下簡(jiǎn)稱OBE思維)指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可。OBE理念的基本思維在于:教師在提供教育時(shí)，應(yīng)該預(yù)先設(shè)定明確的學(xué)習(xí)成果，配合學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生以學(xué)習(xí)作為自我實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，再將成果反饋改善原有的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)［3－5］。即OBE是一種務(wù)實(shí)的教育思維，特別重視學(xué)習(xí)成果，強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)成果來(lái)導(dǎo)向課程設(shè)計(jì)和教學(xué)過(guò)程。可見(jiàn)，對(duì)于以技術(shù)和創(chuàng)新為導(dǎo)向飛速發(fā)展的當(dāng)代社會(huì)，OBE理念對(duì)于工科課程教學(xué)思維和教學(xué)方法的改革具有極為重要的意義。

本文將OBE理念應(yīng)用于《物理化學(xué)》教學(xué)實(shí)踐，提出“問(wèn)題啟發(fā)教學(xué)法”，致力于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)對(duì)物理化學(xué)的理解掌握達(dá)到相當(dāng)高的水準(zhǔn)。區(qū)別于傳統(tǒng)的問(wèn)題教學(xué)法，本方法特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)問(wèn)題在組織課堂教學(xué)活動(dòng)中的啟發(fā)和導(dǎo)向作用;問(wèn)題的提出不單純是為了組織教學(xué)的便利與流暢，而且也是理解物理化學(xué)基本原理和整體來(lái)龍去脈的關(guān)鍵［6－11］。

1 重視教學(xué)效果，更要關(guān)注學(xué)習(xí)體驗(yàn)——問(wèn)題啟發(fā)教學(xué)法的提出

學(xué)習(xí)理論課程時(shí)，很多人都有類似的體驗(yàn):起始的入門都相當(dāng)輕松容易;當(dāng)學(xué)習(xí)深入到某一階段，遇到一兩個(gè)問(wèn)題卡住，費(fèi)盡腦力還是難以理解。如果這些問(wèn)題不能得到及時(shí)解決，就會(huì)挫傷學(xué)習(xí)的積極性，甚至形成連鎖效應(yīng)，導(dǎo)致后續(xù)學(xué)習(xí)一塌糊涂。這就要求教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，及時(shí)解決，防止累積。反過(guò)來(lái)，如果教師在課堂教學(xué)中，能夠預(yù)先提出這些問(wèn)題，圍繞問(wèn)題來(lái)組織教學(xué)，就能幫助學(xué)生少走彎路，更快地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果得以提升。有一位教育家說(shuō):興趣是最好的老師。一部分學(xué)生對(duì)于理論課程的抵觸和排斥心態(tài)，原因之一是他們認(rèn)為這些課程沒(méi)有實(shí)際用途，同時(shí)對(duì)課程體系的來(lái)龍去脈知之甚少，從而缺乏興趣和學(xué)習(xí)的動(dòng)力。物理化學(xué)課程包含十幾個(gè)章節(jié)，初看起來(lái)是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的模塊，但章節(jié)之間相互承接、前后關(guān)聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)完整的理論體系。只有清晰地認(rèn)識(shí)理論體系內(nèi)在關(guān)聯(lián)的脈絡(luò)，才能全面而深刻地理解和掌握。這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，也對(duì)教師的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)的積累提出很高的要求。從OBE理念出發(fā)，教師除了按部就班的講解每個(gè)章節(jié)，還要將它們前后關(guān)聯(lián)的脈絡(luò)講解清楚，用圖示、例證、類比等方法幫助學(xué)生理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲［7－10］。

在以往的物理化學(xué)教學(xué)中，教師的職責(zé)僅在于傳統(tǒng)意義上的授課，沒(méi)有重視教師作為服務(wù)者的角色。一個(gè)難以避免的問(wèn)題是將考試考核作為檢驗(yàn)教學(xué)效果最主要的導(dǎo)向和指標(biāo)。同時(shí)，不少教師也深感學(xué)時(shí)不足，于是忙于完成教學(xué)進(jìn)度，很大程度上忽略了教學(xué)過(guò)程的師生互動(dòng)，影響教學(xué)效果。而OBE思維針對(duì)這些問(wèn)題提出了解決之道，即不僅關(guān)注教學(xué)效果，更要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。從根本上來(lái)說(shuō)，一個(gè)觀念的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，即學(xué)生才是教學(xué)活動(dòng)的主體，教師在教學(xué)活動(dòng)中是服務(wù)提供者。因此，必須重視學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，保證大多數(shù)學(xué)生在輕松愉快的氛圍內(nèi)理解、掌握所學(xué)內(nèi)容，而不該是老師一個(gè)人站在講臺(tái)上自說(shuō)自話，不理會(huì)聽(tīng)眾的反應(yīng)。反過(guò)來(lái)，一個(gè)有責(zé)任心的教師，必須懂得“換位思考”，應(yīng)該將心比心地為學(xué)生考慮，從學(xué)生的角度思考以下問(wèn)題“采用怎樣的教學(xué)方法更有利于初學(xué)者理解和掌握”，“在學(xué)習(xí)理論和定律的時(shí)候，哪些問(wèn)題可能成為阻礙學(xué)生深入學(xué)習(xí)的關(guān)卡”等。那么針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、組織課堂教學(xué)，學(xué)生自然更容易理解和接受。在課堂教學(xué)中，多問(wèn)幾個(gè)為什么，才能有效的幫助學(xué)生理解和掌握。這是本研究討論的問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法的初衷［12－14］。

2 圍繞問(wèn)題組織教學(xué)，提升課堂教學(xué)效率——問(wèn)題啟發(fā)教學(xué)法的實(shí)施

設(shè)計(jì)高質(zhì)量的問(wèn)題成為貫徹這一教學(xué)方法的關(guān)鍵。在實(shí)際教學(xué)中，設(shè)置問(wèn)題的類型可以多樣化。有的問(wèn)題屬于科普類，便于學(xué)生了解課程整體的來(lái)龍去脈;有的則起到承前啟后的作用，即復(fù)習(xí)以往的基礎(chǔ)上，引入新的教學(xué)內(nèi)容，有利于前后連貫、對(duì)比和深化;還有一些問(wèn)題屬于反詰質(zhì)疑教材中的思路和方法，激發(fā)學(xué)生深入思考定律和公式的本質(zhì)。譬如可以提問(wèn)類似這樣的問(wèn)題:遇到這種情況，應(yīng)該采取怎樣的方法處理?有沒(méi)有更好的思路?講解化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的概念時(shí)，需要告知學(xué)生，這里描述的化學(xué)反應(yīng)是個(gè)理想化的模型，因?yàn)閰⑴c反應(yīng)的物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的純物質(zhì)——沒(méi)有物質(zhì)的混合過(guò)程，卻能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這在真實(shí)世界里是不可想象的。此時(shí)提問(wèn):為什么不討論真實(shí)的化學(xué)反應(yīng)而要規(guī)定一個(gè)理想化的模型呢?在思考之后，再揭示答案，因?yàn)槲镔|(zhì)的混合過(guò)程有焓變(另設(shè)話題)，不同的反應(yīng)，混合焓都不同;即使同一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)物的配比不同、反應(yīng)進(jìn)度不同時(shí)，混合焓也不相同?？傊?，這個(gè)量的數(shù)值完全未知，對(duì)于不同的體系，差異可能非常之大，沒(méi)有規(guī)律可循，也無(wú)法近似處理;所以規(guī)定一個(gè)不包含混合的理想化的反應(yīng)模型，這樣就避開(kāi)混合焓的糾纏來(lái)討論化學(xué)反應(yīng)的焓變。實(shí)際上，這也是物理化學(xué)處理問(wèn)題的基本思路之一。經(jīng)過(guò)這樣預(yù)設(shè)的問(wèn)題和討論之后，學(xué)生對(duì)這一概念有了清晰的理解，也能體會(huì)到物理化學(xué)處理問(wèn)題的獨(dú)特的思路和方法［15－16］。

在每一章學(xué)習(xí)的入門、重點(diǎn)和難點(diǎn)部分，可以設(shè)置一些寬泛的問(wèn)題?例如，為什么本章的內(nèi)容是必要的，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活和化工過(guò)程有什么用途?這讓學(xué)生對(duì)于每章討論的主題和內(nèi)容有一個(gè)初步的了解。在講到一些原理、概念和公式的時(shí)候，可用自問(wèn)自答的方式設(shè)計(jì)問(wèn)題。特別在講解一些公式中包含的近似時(shí)，需要向?qū)W生說(shuō)明，物理化學(xué)理論體系的嚴(yán)謹(jǐn)縝密并不排斥近似處理的方法;相反，在一些場(chǎng)合采用近似處理也正反映了物理化學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)。從理想化的模型可以推導(dǎo)出普適的公式，可以建立起物理化學(xué)完整而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系;再采用演繹法還原到真實(shí)的情況，常常需要加入近似。因?yàn)檎鎸?shí)的世界存在著各種難以精確定量化的因素，如果不加入這些近似，真實(shí)世界將會(huì)變得復(fù)雜、不可測(cè)、不可知，這是違背科學(xué)初衷的。

有些問(wèn)題并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，探尋解答的過(guò)程實(shí)際上是一次討論和交流。譬如，在第一章氣體的pVT性質(zhì)教學(xué)開(kāi)始前，可以問(wèn):物質(zhì)有固、液、氣三種常見(jiàn)的狀態(tài)，為什么將氣體的性質(zhì)單獨(dú)列為一章來(lái)講解?以這種提問(wèn)的方式來(lái)開(kāi)始本章的教學(xué)，比流水賬式的平鋪直敘，效果要好得多。學(xué)生可能會(huì)給出各種各樣不同的答案，最后給予總結(jié):這反映了氣體的特殊性質(zhì)(結(jié)合中學(xué)學(xué)過(guò)氣體摩爾體積的概念，形象的勾畫(huà)出氣體中分子微觀狀態(tài)的模型)，進(jìn)一步解釋氣體容易膨脹和壓縮的性質(zhì)適合作為蒸汽機(jī)的工質(zhì)，而蒸汽機(jī)的模型，正是熱力學(xué)最初建立的基礎(chǔ)之一。以后的學(xué)習(xí)中，常常用氣體作為對(duì)象，研究熱力學(xué)中能量轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。通過(guò)以上條條有理的講解，學(xué)生對(duì)于本章內(nèi)容有了初步的認(rèn)識(shí)，也知道本章學(xué)習(xí)的重要性，良好的開(kāi)端有利于后續(xù)章節(jié)的深入學(xué)習(xí)。

恰到好處的設(shè)置問(wèn)題，圍繞問(wèn)題來(lái)展開(kāi)物理化學(xué)課堂教學(xué)是一種行之有效的方法，這與OBE教育理念十分契合，特別對(duì)于初學(xué)者是非常有益的。同時(shí)這也對(duì)教師教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累提出很高的要求。首先，教師必須對(duì)課程非常熟悉，對(duì)前后章節(jié)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)、理論體系的來(lái)龍去脈有著清晰完整的把握。只有這樣厚積薄發(fā)，才能有針對(duì)性的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的問(wèn)題。其次，教師應(yīng)設(shè)身處地從學(xué)生的角度思考，設(shè)想初學(xué)者可能遇到的各種問(wèn)題，哪些問(wèn)題可能成為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的阻礙。學(xué)生在學(xué)習(xí)中會(huì)不斷產(chǎn)生各種稀奇古怪的新問(wèn)題，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，這有賴于師生之間良好的互動(dòng)關(guān)系;如果學(xué)生對(duì)老師抱有充分的信任，就會(huì)及時(shí)提出問(wèn)題;批改作業(yè)也能從中發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題。最后，在教學(xué)過(guò)程中，教師要積累一些經(jīng)典的問(wèn)題，這將成為寶貴教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的重要組成部分［15－17］。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，OBE理念是一種適應(yīng)于現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的教育理念，本文將OBE理念與物理化學(xué)課程的實(shí)際情況相結(jié)合，提出了問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法。深入貫徹這一教學(xué)方法，將會(huì)改變物理化學(xué)教學(xué)中的弊病，增加課程的趣味性，提升學(xué)生的求知欲，最終提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果。本文的終極目標(biāo)是，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，幫助學(xué)生將物理化學(xué)這門內(nèi)容深刻的理論課，掌握到一個(gè)可觀的水準(zhǔn)，以適應(yīng)新形勢(shì)下社會(huì)和企業(yè)對(duì)于卓越工程師人才的巨大需求。

［1］劉俊吉，周亞平，李松林．物理化學(xué)［M］．5版．北京:高等教育出版社，2009．

［2］朱文濤．基礎(chǔ)物理化學(xué)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2011．

［3］顧佩華，胡文龍，林鵬，等．基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”(OBE)的工程教育模式——汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索［J］．高等工程教育研究，2014(1):27－37．

［4］李志義，朱泓，劉志軍，等．用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革［J］．高等工程教育研究，2014(2):29－34．

［5］李志義．解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向理念［J］．中國(guó)高等教育，2014(17):8－10．

［6］朱志昂．物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革［J］．大學(xué)化學(xué)，2012，27(5):9－13．

［7］朱永艷．探討如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的興趣［J］．廣州化工，2015，43(3):192－193．

［8］黃玉成，杜金艷．工科物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的幾點(diǎn)思考［J］．廣州化工，2015，43(2):161－162．

［9］胡瑋，董超．工科物理化學(xué)開(kāi)放式教學(xué)的幾點(diǎn)探討［J］．廣州化工，2015，43(2):141－142．

［10］劉建莊，謝輝，王悅輝，等．提升物理化學(xué)教學(xué)效果的幾點(diǎn)體會(huì)［J］．廣州化工，2014，42(15):249－250．

［11］陳益山．物理化學(xué)教學(xué)改革探索:整合課堂內(nèi)外教學(xué)［J］．化學(xué)教育，2015(2):19－22．

［12］趙慧平，陳嶸．淺談物理化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的愈講愈“精”［J］．化學(xué)教育，2014(4):12－15．

［13］王芳，張樹(shù)彪，那立艷，等．談提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的做法和體會(huì)［J］．教學(xué)研究，2012，35(1):75－82．

［14］伊廷鋒，金紅，朱彥榮，等．工科專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的幾點(diǎn)嘗試［J］．化工高等教育，2010(2):71－74．

［15］王新葵，石川，靳長(zhǎng)德，等．物理化學(xué)教學(xué)方法的探討［J］．化工高等教育，2006(3):99－101．

［16］舒華．物理化學(xué)課堂教學(xué)中問(wèn)題的創(chuàng)設(shè)藝術(shù)［J］．黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(3):31－33．

［17］賀占博，李冬梅．物理化學(xué)教學(xué)中的幾個(gè)問(wèn)題［J］．大學(xué)化學(xué)，2003，18(2):21－24．