基于認(rèn)知心理學(xué)的醫(yī)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索及評(píng)價(jià)

邊瑋瑋 孔雨佳 安洪慶 鄭愛麗 閻芳

摘 要：本文以“花生油的提取及油脂性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為具體示例，探討了認(rèn)知心理學(xué)在醫(yī)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用，并從幾個(gè)方面對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；認(rèn)知心理學(xué)；評(píng)價(jià)

在國(guó)內(nèi)外高等醫(yī)學(xué)教育中，化學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科。美國(guó)著名化學(xué)家Breslow.R指出：“考慮到化學(xué)在了解生命中的重要性和藥物化學(xué)對(duì)健康的重要性，在醫(yī)務(wù)人員的正規(guī)教育中包括不少化學(xué)課程一事就不足為奇了。今天的醫(yī)生需要為化學(xué)在人類健康中起著更大作用的明天做好準(zhǔn)備?！被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教育的重要組成部分，其對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的接受能力、鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)有著非常重要而深遠(yuǎn)的意義。為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使知識(shí)能被更好地消化吸收，我們從認(rèn)知心理學(xué)入手，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的授課方法做了一些改革探索。

一、傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端

在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)里，教師往往強(qiáng)調(diào)和重視知識(shí)的講授，從實(shí)驗(yàn)講授到實(shí)驗(yàn)的整體控制，教師是實(shí)驗(yàn)室的主導(dǎo)者，學(xué)生是跟隨者，這就使實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成了“教師講—學(xué)生仿”的模式。在這種模式里，雖然也能完成教學(xué)計(jì)劃，取得一定的教學(xué)效果，但沒有完全調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生體會(huì)不到自己積極思考、全程參與的樂趣和意義，感覺教師讓做什么就做什么，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和意義探究不深，在演示實(shí)驗(yàn)的過程中往往出現(xiàn)學(xué)生提不出問題，碰見問題自己不能分析解決的現(xiàn)象。因此，轉(zhuǎn)變化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想，建立以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)新模式是醫(yī)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中急需改革的問題。我們可以以認(rèn)知心理學(xué)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的理論指導(dǎo)。

二、認(rèn)知心理學(xué)與教學(xué)的關(guān)系

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，決定學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)結(jié)果的直接原因是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)知識(shí)表征和信息加工過程，把人作為主動(dòng)的信息加工者，主張人腦在接收外部信息時(shí)應(yīng)為積極的、主動(dòng)的。學(xué)習(xí)者根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新學(xué)習(xí)到的信息進(jìn)行相應(yīng)的選擇、整理、分析，結(jié)合有關(guān)知識(shí)，選擇其主要的、有用的信息，抽取其本質(zhì)，把它們儲(chǔ)存在大腦中。因此，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中應(yīng)充分重視發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，注重結(jié)合學(xué)生頭腦中的認(rèn)知規(guī)律，創(chuàng)設(shè)可以激起學(xué)生進(jìn)行思考和記憶等心理活動(dòng)的外部條件。教師要充分利用好學(xué)生的學(xué)習(xí)心理機(jī)制，在教學(xué)活動(dòng)中改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)策略并培養(yǎng)學(xué)生的原認(rèn)知技能，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行自主管理，引導(dǎo)其進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)。

大教育家孔子曾說過：“不憤不啟，不悱不發(fā)?！彼岢趯W(xué)生對(duì)所要解決的問題處于“心求通而未遂，口欲言而不能”的時(shí)候再去啟發(fā)。怎樣才能使學(xué)生處于“心憤憤，口悱悱”的狀態(tài)呢？這就要求教師要從認(rèn)知心理學(xué)的角度出發(fā)，抓住學(xué)生的求知心理，從而實(shí)現(xiàn)從“教師講—學(xué)生仿”的舊模式到“學(xué)生求—教師授”新模式的轉(zhuǎn)變。

三、以“花生油的提取及油脂性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為例，應(yīng)用認(rèn)知心理學(xué)，探索新型教學(xué)模式

我們借鑒認(rèn)知心理學(xué)的相關(guān)理論，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了一些教法改革探索。下面以具體實(shí)驗(yàn)為例討論新型教學(xué)模式的應(yīng)用?！盎ㄉ偷奶崛〖坝椭再|(zhì)”是一個(gè)步驟比較復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)，由制備實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)兩部分組成。我們把它安排在實(shí)驗(yàn)課的后期，待學(xué)生通過前期實(shí)驗(yàn)有一定的實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)和技能后進(jìn)行。在講授過程中，我們結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)牟呗哉归_教學(xué)，力求使“教師講—學(xué)生仿”的舊模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生求—教師授”的新模式。

1.激發(fā)注意的策略—引出問題，激發(fā)學(xué)生的興趣

注意策略指人會(huì)對(duì)進(jìn)入大腦的信息進(jìn)行一定的選擇，以保證大腦進(jìn)行有效的信息加工。興趣是最好的老師，問題是抓住學(xué)生注意力的有力武器。在實(shí)驗(yàn)的開始，我們沒有對(duì)著實(shí)驗(yàn)講義一項(xiàng)一項(xiàng)地照本宣科，而是以設(shè)問式開場(chǎng)：“我們今天做的實(shí)驗(yàn)是花生油的提取及油脂性質(zhì)，大家知道平時(shí)我們生活當(dāng)中用的花生油是怎么制得的么？”這個(gè)問題一下子調(diào)動(dòng)起了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，尤其是一些自己家中曾用傳統(tǒng)工藝“壓榨法”制取過花生油的學(xué)生，他們的回答更確切，一堂實(shí)驗(yàn)課在師生的對(duì)話式教學(xué)中展開。在學(xué)生進(jìn)行了簡(jiǎn)短的討論后，由教師引入正題：壓榨法屬于物理方法，是不是可以用化學(xué)方法制取花生油？這樣就簡(jiǎn)潔有效地把學(xué)生的興奮點(diǎn)過渡到實(shí)驗(yàn)中來。

2.提高思維的策略——鍛煉分析問題的能力

思維策略是指解決問題時(shí)所采取的總體思路，是帶有原則性的思維方法，是主體接觸問題或目標(biāo)后的思維決策選擇。在提出問題后，學(xué)生馬上考慮到，花生油是以液態(tài)的形式存在于固態(tài)的花生中，可以用高中時(shí)學(xué)過的萃取法使花生油發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)移。這一原理學(xué)生都理解，但具體怎么操作他們都感到無從下手，這個(gè)時(shí)候的學(xué)生就處于“心憤憤，口悱悱”的狀態(tài)，他們自己發(fā)現(xiàn)了問題，當(dāng)然有強(qiáng)烈的求知欲，這時(shí)教師就可以充當(dāng)“學(xué)生求—教師授”新模式中的角色了。

教師首先要讓學(xué)生明白用萃取法做實(shí)驗(yàn)，先要有萃取裝置，在實(shí)驗(yàn)中可以采取直滴式脂肪提取器，同時(shí)講解其原理和使用要點(diǎn)。用這種方式講實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生明白每一種儀器的選擇都是為了滿足實(shí)驗(yàn)的需要，而不是儀器已經(jīng)擺在桌面上，隨便用哪一件都可以。

有了萃取裝置，還需要合適的萃取溶劑，教師再次征求學(xué)生的意見，與他們討論。學(xué)生通常會(huì)根據(jù)他們?cè)瓉韺W(xué)習(xí)的知識(shí)建議使用花生油等溶解性較大的有機(jī)溶劑，但是有機(jī)溶劑的種類這么多，到底選擇哪一種呢？學(xué)生們又困惑了。這個(gè)時(shí)候教師就可以講實(shí)驗(yàn)藥品了，綜合考慮實(shí)驗(yàn)效果、環(huán)保性、試劑的常用性、價(jià)格等方面，實(shí)驗(yàn)選擇用氯仿。在這個(gè)過程中，學(xué)生就明白了選擇試劑的原則，而不是僅停留在本次實(shí)驗(yàn)用什么試劑的簡(jiǎn)單層面上。同時(shí)，因?yàn)閷W(xué)生是醫(yī)學(xué)專業(yè)的，可以簡(jiǎn)單介紹氯仿在臨床上用作麻醉劑的利弊，使這種藥品作為化學(xué)、醫(yī)學(xué)學(xué)科的交叉點(diǎn)，激發(fā)醫(yī)科學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。

在討論完萃取后，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生深入思考。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是綜合實(shí)驗(yàn)，在制取花生油之后還有一個(gè)性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，需要用純的花生油，因此還要將萃取到的花生油和萃取溶劑相分離。教師可以介紹一下花生油和氯仿的沸點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生回憶曾經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通常可以自己提出常壓蒸餾分離混合溶液的辦法，教師引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)即可。

3.實(shí)驗(yàn)操作以教師示范為輔，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力為主

實(shí)驗(yàn)課上教師操作示范非常重要，是理論講解所不能替代的，但在示范的過程中仍要激發(fā)學(xué)生的積極性，以學(xué)生為主體。比如：實(shí)驗(yàn)中需要切花生，教師不需要馬上示范，可以先詢問學(xué)生怎么切比較合適？學(xué)生可能說切得越細(xì)越好，因?yàn)榭梢栽龃筝腿》磻?yīng)的表面積，教師可以再提醒學(xué)生細(xì)小的花生雖然反應(yīng)相對(duì)充分，但很容易堵塞儀器且易隨溶液溢出，學(xué)生在綜合考慮的基礎(chǔ)上可以自己想出辦法，切大小合適的花生薄片。再比如常壓蒸餾的加熱裝置，教師可以提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)中加熱火候很重要，但用電熱套很難控制，引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生往往能想到以前實(shí)驗(yàn)中用到過的水浴加熱法。在實(shí)驗(yàn)的巡回指導(dǎo)中，當(dāng)有學(xué)生提問時(shí)，教師不是馬上給出答案，而是幫助學(xué)生先自己找出問題所在，再一起解決問題。

四、教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)

在實(shí)驗(yàn)的講解中，我們始終注意運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)的相關(guān)理論，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，充分利用啟發(fā)式、提問式、設(shè)問式、討論式、圖解式、示范式等教學(xué)手段，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再是教師給學(xué)生講授，而是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自己“設(shè)計(jì)”整個(gè)實(shí)驗(yàn)，不斷地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題。教師不再是知識(shí)的灌輸者，而變成了學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、大方向的引導(dǎo)者和疑難問題的解答者，從而實(shí)現(xiàn)了從“教師講—學(xué)生仿”的舊模式到“學(xué)生求—教師授”新模式的轉(zhuǎn)換。

我們?cè)?2個(gè)平行班的學(xué)生中采用新舊兩種授課模式做對(duì)比授課實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：

1.采用“教師講—學(xué)生仿”舊模型式授課的班級(jí)

在這種教學(xué)模式下，教師是課堂的主體，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性不高，在授課過程中學(xué)生只是忙于埋頭記筆記。因?yàn)榻處煕]有把學(xué)生考慮進(jìn)來，因此學(xué)生只是被灌輸知識(shí)。隨著課堂的推進(jìn)，學(xué)生的注意力逐漸渙散，對(duì)教師講的要點(diǎn)記不清楚，動(dòng)手操作時(shí)出錯(cuò)率高，提出的問題有深度的不多。在實(shí)驗(yàn)完成后寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)，學(xué)生往往無從下筆，不會(huì)從實(shí)驗(yàn)和理論的角度分析實(shí)驗(yàn)的成敗。

2.采用“學(xué)生求—教師授”新教學(xué)模式的班級(jí)

在這種教學(xué)模式下，課堂氣氛活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性明顯高漲，回答問題踴躍，同學(xué)間、師生間討論熱烈，由講授式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)話式教學(xué)。學(xué)生是課堂的主體，是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者，其主動(dòng)性、積極性、能動(dòng)性被充分地調(diào)動(dòng)起來，教師主要充當(dāng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施的輔助者，從“講”實(shí)驗(yàn)變成了“幫助”學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槭菍W(xué)生自己“發(fā)現(xiàn)”了實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)的每一步推進(jìn)都經(jīng)過了他們的思考，所以他們對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器藥品、操作步驟、注意事項(xiàng)等實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)記得更清楚，問的問題大多經(jīng)過了更深入的思考，如“如果實(shí)驗(yàn)不用氯仿，用丙酮會(huì)怎樣？”在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析中，學(xué)生往往能自己從實(shí)驗(yàn)和理論的角度找出實(shí)驗(yàn)中的問題和不足，還有的學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上提出大膽的設(shè)想。在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間上，雖然討論、講解的時(shí)間稍長(zhǎng)，但是“磨刀不誤砍柴功”，因?yàn)閷W(xué)生操作前做到了心中有數(shù)，動(dòng)作比較迅速、準(zhǔn)確，因此相比采用舊模式教學(xué)的班級(jí)需要4個(gè)小時(shí)左右完成的實(shí)驗(yàn)，新模式班級(jí)的學(xué)生普遍可以提前半小時(shí)左右完成，做到了又好又快。

五、教學(xué)體會(huì)

通過利用認(rèn)知心理學(xué)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所做的一點(diǎn)探索，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)行以學(xué)生為主體的“學(xué)生求—教師授”新模式教學(xué)，可以使學(xué)生充分開動(dòng)腦筋，從被動(dòng)接受知識(shí)變成主動(dòng)回憶、探索、整合知識(shí)，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)他們相互協(xié)作的意識(shí)和素質(zhì)，使學(xué)生能從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則、方法上更深入地體會(huì)、理解實(shí)驗(yàn)設(shè)置，同時(shí)將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，為今后進(jìn)一步深造和進(jìn)行科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

總之，我們將不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出不足，改進(jìn)方法，進(jìn)一步探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為化學(xué)教育和整個(gè)大學(xué)素質(zhì)教育的有力組成部分。

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