有限學(xué)時(shí)下PBL教學(xué)法在高分子化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用*

戴潤(rùn)英，龔 磊，盧麗敏，劉 倩，黃喜根，魏 玲，邱 美，黃 忠，劉光斌

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，江西 南昌 330045)

高分子化學(xué)是農(nóng)林院校應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、林產(chǎn)化工、食品工程、環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。大學(xué)生掌握好高分子化學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)理解生活中的高分子材料具有指導(dǎo)和科學(xué)作用。高分子化學(xué)理論性強(qiáng)、聚合反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)抽象，在傳統(tǒng)講授式教學(xué)(Lecture Based Learning，LBL)教學(xué)過(guò)程中，多采用教師“滿(mǎn)堂灌”模式，學(xué)生學(xué)習(xí)效果差。郭麗華等采用情境化教學(xué)，讓學(xué)生理解高分子化學(xué)主體內(nèi)容并形成長(zhǎng)期記憶，認(rèn)清教材中抽象的科學(xué)事實(shí)，取得較好教學(xué)效果[1]。為響應(yīng)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需要，在教學(xué)要求不變前提下，我校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)高分子化學(xué)課程的理論學(xué)時(shí)數(shù)縮減到32學(xué)時(shí)。那么，在有限的學(xué)時(shí)下，如何激發(fā)學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生通過(guò)已掌握教材的知識(shí)點(diǎn)，獲取更多新知識(shí)，解決生活中高分子材料出現(xiàn)的問(wèn)題，是每位高分子化學(xué)教師不斷思考的問(wèn)題[1]。以問(wèn)題為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(PBL)的教學(xué)方法，是以問(wèn)題為導(dǎo)向，調(diào)動(dòng)學(xué)生的發(fā)散性思維，快速高效地把教學(xué)大綱中的內(nèi)容掌握好[2-3]。因此，筆者對(duì)高分子化學(xué)課程采用PBL的教學(xué)方法，以提高課堂教學(xué)效果和學(xué)生的綜合素質(zhì)，用所掌握的理論知識(shí)解決實(shí)踐問(wèn)題。

1 實(shí)施PBL教學(xué)法的必要性與可行性

PBL教學(xué)法是以問(wèn)題為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)(Problem Based Learning，PBL)的教學(xué)方法[3]。PBL教學(xué)法是應(yīng)用型本科高校與社會(huì)接軌的重要途徑，它不僅可提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，更是學(xué)生擺脫對(duì)教師和課堂依賴(lài)、逐步走向獨(dú)立和創(chuàng)新的必由之路[4]。在PBL教學(xué)方法中，教師可根據(jù)新材料和化工生產(chǎn)領(lǐng)域的各種實(shí)踐問(wèn)題，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)提出問(wèn)題，學(xué)生分析探討問(wèn)題、教師輔助引導(dǎo)學(xué)生的教學(xué)方法。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)方法符合大學(xué)生的求新、求趣、求變心理，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)用型的人才。素質(zhì)教育重視對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，而PBL教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心、教師為引導(dǎo)的教學(xué)方法，學(xué)生在獲得真知的同時(shí)必然引起思維和行動(dòng)方式、動(dòng)手能力和探索意識(shí)以及團(tuán)隊(duì)合作能力等綜合素質(zhì)的提高[5]。

通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷2015級(jí)應(yīng)用化學(xué)(應(yīng)化)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)課程LBL教學(xué)效果，75%的學(xué)生反映：高分子化學(xué)理論課內(nèi)容龐雜，聚合反應(yīng)機(jī)理抽象難懂，教師“滿(mǎn)堂灌”教學(xué)方法，使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣遞減。要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)聽(tīng)課為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高理論課課堂教學(xué)效果刻不容緩。因此，實(shí)施PBL教學(xué)法具有必要性。此外，應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生主要在化學(xué)工業(yè)、日用化工、精細(xì)化工、材料化學(xué)和新產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域工作，有近1/2畢業(yè)生繼續(xù)在化工相關(guān)專(zhuān)業(yè)深造，而且高分子化學(xué)是一門(mén)與生活實(shí)踐息息相關(guān)的課程，應(yīng)用性較強(qiáng)。因此，施行PBL教學(xué)法具有可行性。

2 PBL教學(xué)法的設(shè)計(jì)實(shí)施

筆者對(duì)第五學(xué)期的高分子化學(xué)課程進(jìn)行PBL教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果，現(xiàn)介紹如下。

2.1 教學(xué)對(duì)象

2016級(jí)應(yīng)用化學(xué)(應(yīng)化)專(zhuān)業(yè)有3個(gè)班，其中應(yīng)化1601班為分析化學(xué)方向，高分子化學(xué)對(duì)于他們是選修課程，不作為研究對(duì)象。應(yīng)化1602班和1603班分別為精細(xì)化工方向和藥物化學(xué)方向，高分子化學(xué)課程是必修課程，這兩個(gè)班級(jí)人數(shù)分別為42人和43人，班級(jí)人數(shù)無(wú)明顯差距。以應(yīng)化1602班作為PBL教學(xué)試驗(yàn)班，應(yīng)化1603班為對(duì)照班(LBL教學(xué))。所有學(xué)生均經(jīng)全國(guó)高等院校統(tǒng)一招生考試錄取，在入學(xué)成績(jī)和平均年齡方面相當(dāng)，具有可比性。PBL教學(xué)試驗(yàn)班和LBL教學(xué)對(duì)照班由同一位教師進(jìn)行授課。對(duì)照班全程采用LBL教學(xué)方法。試驗(yàn)班學(xué)生隨機(jī)分為7組，每組6人，各組選定一位組長(zhǎng)。教師在講授《縮聚和逐步聚合》、《自由基聚合》、《自由基共聚》和《離子聚合》四章內(nèi)容時(shí)采用PBL教學(xué)法，其他章節(jié)仍為L(zhǎng)BL教學(xué)法。

2.2 教材與課件

選用高等教育規(guī)劃教材，《高分子化學(xué)》(第5版，化學(xué)工業(yè)出版社出版，潘祖仁主編)。課件為本課程組教師集體制作。

2.3 實(shí)施過(guò)程

在學(xué)習(xí)《自由基共聚》之前，提前一周，布置驅(qū)動(dòng)問(wèn)題：聚苯乙烯是一種無(wú)色透明的熱塑性塑料，低溫易脆裂。如果要得到耐候性好的輪胎或鞋底，該如何改性？以此為導(dǎo)火索，讓同學(xué)們根據(jù)此問(wèn)題查閱文獻(xiàn)、搜集資料，課前思考共聚改性的目的和意義，針對(duì)具體的熱塑性聚合物如何優(yōu)化其性能。課余，組長(zhǎng)組織討論、撰寫(xiě)提綱、學(xué)生代表制作PPT。課中，所有學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣濃厚，在課堂上探討、補(bǔ)充、修正并提出其他相關(guān)問(wèn)題，小組成員共同作答，團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題，課堂氣氛活躍。教師在此過(guò)程中充當(dāng)組織者的角色，適時(shí)啟發(fā)和引導(dǎo)，及時(shí)指出匯報(bào)學(xué)生的不足之處，并鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)拓思維，踴躍發(fā)言，寓教于樂(lè)。最后教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)：

(1)歸納性講解課前的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，在苯乙烯中加入丁二烯與其發(fā)生無(wú)規(guī)共聚，可得到耐候性?xún)?yōu)越的丁苯橡膠(SBR)，用于制造輪胎和鞋底；若將丁二烯與苯乙烯嵌段共聚，則可得到SBS熱塑性彈性體，可制成電纜及非輪胎橡膠制品；在苯乙烯聚合體系中加入丁二烯，使St在PB主鏈上接枝共聚合，形成具有高沖擊強(qiáng)度的高密度聚苯乙烯；相同的兩種單體，反應(yīng)溫度、時(shí)間不同，加入順序不同，甚至加入摩爾比不同，發(fā)生的共聚類(lèi)型不同，得到的聚合物性能完全不同。

(2)強(qiáng)調(diào)《自由基共聚》該章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，包括自由基共聚的類(lèi)型(無(wú)規(guī)共聚、交替共聚、接枝共聚和嵌段共聚)、共聚的意義(改進(jìn)大分子的結(jié)構(gòu)與性能、增加品種、擴(kuò)大應(yīng)用范圍)。課后，認(rèn)真復(fù)習(xí)，通過(guò)信息化渠道獲取自由基共聚的相關(guān)新進(jìn)展，用理論知識(shí)解決實(shí)踐問(wèn)題并分享學(xué)習(xí)成果，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高。

3 教學(xué)效果

在教學(xué)大綱范圍內(nèi)，全部?jī)?nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束后，沒(méi)有任何復(fù)習(xí)的情況下舉行了一次期末考試，試驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生均需參加同樣試題的理論考試，試題由課程組集體出卷、閉卷考試、流水作業(yè)判卷。題型多樣，包括名詞解釋、填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和綜合應(yīng)用題，滿(mǎn)分100分。試驗(yàn)班應(yīng)化1602班和對(duì)照班應(yīng)化1603班學(xué)生這門(mén)課程的理論成績(jī)?nèi)绫?所示。

表1 理論考試成績(jī)結(jié)果

表1結(jié)果顯示，對(duì)于相同考試內(nèi)容，應(yīng)化1602班的及格率和平均分顯著高于應(yīng)化1603班，試驗(yàn)班的優(yōu)秀(80分以上)人數(shù)也多于對(duì)照班。可見(jiàn)，通過(guò)PBL教學(xué)方法，大大縮短了課堂學(xué)時(shí)數(shù)，取得較好的教學(xué)效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)農(nóng)林院校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)高分子化學(xué)課程理論性強(qiáng)、教學(xué)時(shí)數(shù)少、缺乏實(shí)踐課程等問(wèn)題，探索了PBL教學(xué)法在2016級(jí)應(yīng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的高分子化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用。試驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生理論成績(jī)考核測(cè)試表明，試驗(yàn)班的及格率和平均分明顯高于對(duì)照班，試驗(yàn)班的優(yōu)秀學(xué)生人數(shù)也多于對(duì)照班。結(jié)果表明，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)，恰當(dāng)?shù)貙BL教學(xué)方法運(yùn)用于高分子化學(xué)課程中，使理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)較多的高分子化學(xué)課程變得生動(dòng)起來(lái)，有助于活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，用理論知識(shí)解決實(shí)踐問(wèn)題，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到有效提高，教學(xué)效果得到顯著改善。