應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)式學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

雷 琳，陳亞舉

(1．廣東石油化工學(xué)院 分析測(cè)試中心，廣東 茂名 525000；2．廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)學(xué)院，廣東 茂名 525000)

應(yīng)用化學(xué)是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的學(xué)科。隨著國(guó)內(nèi)就業(yè)形勢(shì)的發(fā)展，各行業(yè)除了關(guān)注大學(xué)畢業(yè)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)，對(duì)創(chuàng)新和實(shí)踐能力的重視程度也日益凸顯。因此，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)、獨(dú)立思考以解決實(shí)際問(wèn)題的能力成為當(dāng)前本科教育的重要研究?jī)?nèi)容之一。對(duì)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)而言，綜合實(shí)驗(yàn)作為實(shí)踐教學(xué)課程，是實(shí)現(xiàn)綜合型人才培養(yǎng)的有效手段和重要途徑[1-2]。

受傳統(tǒng)教學(xué)與學(xué)習(xí)模式的影響，教師對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)定位，以及學(xué)生自身對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)期的定位都不約而同地統(tǒng)一于“照本宣科，按部就班”的模式中，這直接導(dǎo)致了專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)過(guò)以“走馬觀花”的形式進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程并未牽涉到學(xué)生完整的自身——身體、想法、感覺(jué)和行動(dòng)。教師起主導(dǎo)作用并且教學(xué)方法和手段單一，而學(xué)生則處于被動(dòng)和機(jī)械的學(xué)習(xí)狀態(tài)。長(zhǎng)此以往，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和參與度下降，導(dǎo)致真實(shí)授課效果并不理想，這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、實(shí)踐和合作能力的目標(biāo)就難以實(shí)現(xiàn)[3-4]。因此，基于培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)和構(gòu)建創(chuàng)新的教學(xué)方式以變革學(xué)生的學(xué)習(xí)模式顯得十分有必要。

1 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論

20世紀(jì)80年代，大衛(wèi)·庫(kù)伯(David Kolb)在總結(jié)和吸收約翰·杜威、庫(kù)爾特·勒溫和讓·皮亞杰等人合理思想的基礎(chǔ)上，提出了著名的“體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈”[5]。該理論界定學(xué)習(xí)是基于體驗(yàn)的持續(xù)過(guò)程，包括具體經(jīng)驗(yàn)、觀察反思、抽象概念化和主動(dòng)實(shí)踐四個(gè)階段(圖1)?？偟膩?lái)說(shuō)，具體體驗(yàn)是學(xué)習(xí)者參與體驗(yàn)，獲得各種知識(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)感悟。反思性觀察是指學(xué)習(xí)者回顧他們的經(jīng)歷，對(duì)體驗(yàn)進(jìn)行分析改造。抽象概念化是指學(xué)習(xí)者把感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)，建構(gòu)一種理論或模型。主動(dòng)實(shí)踐則關(guān)注學(xué)習(xí)者將他們從經(jīng)驗(yàn)中獲得的理論用于新情境。教學(xué)過(guò)程中，教師既要扮演設(shè)計(jì)者的角色，又要扮演促進(jìn)者的角色。教師應(yīng)設(shè)計(jì)開(kāi)放式、多元化的活動(dòng)，并表現(xiàn)出高度創(chuàng)造性，這將鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新經(jīng)驗(yàn)，而不是尋找“標(biāo)準(zhǔn)答案”。作為促進(jìn)者，教師應(yīng)對(duì)解決問(wèn)題的方法持開(kāi)放態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生以不同角度和方式探討問(wèn)題。

圖1 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈

與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)把學(xué)習(xí)看作是對(duì)情感、知覺(jué)、符號(hào)和行為的整合，即知、情、意和行的統(tǒng)一[6]。通過(guò)將開(kāi)放的學(xué)習(xí)活動(dòng)納入課程教學(xué)實(shí)踐，給學(xué)生帶來(lái)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，這有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主性并提高學(xué)習(xí)效果。鑒于此，Kolb學(xué)習(xí)圈理論作為體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論的代表，被廣泛應(yīng)用于教育與培訓(xùn)過(guò)程中。Abdulwahed將選修拉夫堡大學(xué)實(shí)驗(yàn)室課程的學(xué)生分成實(shí)驗(yàn)組和控制組，對(duì)實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生采取Kolb學(xué)習(xí)圈理論指導(dǎo)下的教學(xué)模式，而對(duì)控制組的學(xué)生則采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于控制組[7]?，F(xiàn)有研究表明體驗(yàn)式學(xué)習(xí)模式有助于夯實(shí)理工科學(xué)生的理論知識(shí)，提高其問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)踐能力等。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)該領(lǐng)域的研究、尤其應(yīng)用相對(duì)較少。這與體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論自身特性有一定的關(guān)系，如設(shè)計(jì)并建立適合體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的環(huán)境并不容易。同時(shí)，由于缺乏有效的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，實(shí)施成本高，或者現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不合適，其效果也大大降低。而實(shí)驗(yàn)類(lèi)實(shí)踐課程具有環(huán)境較開(kāi)放、內(nèi)容豐富、形式多樣、理論知識(shí)有層次和可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，可作為體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論教學(xué)實(shí)踐的優(yōu)良載體。

2 體驗(yàn)式學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

綜合實(shí)驗(yàn)是專(zhuān)門(mén)為應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)大三年級(jí)開(kāi)設(shè)的實(shí)踐課程，旨在提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)、進(jìn)行基本操作以及分析總結(jié)能力。本文以“應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)為應(yīng)用案例，基于Kolb體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈理論，論述如何構(gòu)建體驗(yàn)式學(xué)習(xí)模式。同時(shí)，貫徹“以學(xué)生為中心”的思想，改善學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。下面將從實(shí)驗(yàn)前期引導(dǎo)式教學(xué)方法對(duì)學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)強(qiáng)化出發(fā)，介紹教學(xué)過(guò)程中Kolb學(xué)習(xí)圈的四個(gè)階段，即具體體驗(yàn)、反思觀察、抽象概念化和主動(dòng)實(shí)踐。

2.1 引導(dǎo)理論知識(shí)強(qiáng)化

通過(guò)教師講解實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生回顧所涉及的理論知識(shí)，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。在講解實(shí)驗(yàn)原理與相關(guān)概念時(shí)，可以通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)式的模式，帶領(lǐng)學(xué)生回顧課堂理論知識(shí)。講解實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生回顧每個(gè)裝置的作用與使用注意事項(xiàng)。同樣，在講解實(shí)驗(yàn)所涉原料時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生挖掘各組份在使用過(guò)程中的作用，進(jìn)而加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，并對(duì)后續(xù)實(shí)際操作時(shí)的實(shí)時(shí)調(diào)整起指導(dǎo)作用。最后，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)、可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行講解，使同學(xué)們可在相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境下安全進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。至此，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的儲(chǔ)備工作與實(shí)驗(yàn)基本準(zhǔn)備即完成。

2.2 具體體驗(yàn)

學(xué)生們將在相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境中進(jìn)行具體體驗(yàn)。該教學(xué)過(guò)程設(shè)定目的是為了讓學(xué)生體驗(yàn)到團(tuán)隊(duì)合作概念與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的通用處理方式，即方法學(xué)概念。此過(guò)程即為“做中學(xué)”的過(guò)程，教師只是資源和架構(gòu)的提供者，學(xué)生作為主體主動(dòng)、直接地參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)而獲取經(jīng)驗(yàn)。比如，可以將學(xué)生分為2人一小組、5小組為一大組以及3組單人成組。根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)，每個(gè)大組圍繞一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件作為變量，當(dāng)中的小組保持其他條件相同，對(duì)此變量進(jìn)行相應(yīng)梯度變化，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中允許與同學(xué)和老師進(jìn)行溝通和交流。單人組則完全按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不允許與同學(xué)和老師進(jìn)行溝通和交流。結(jié)合教師設(shè)定的規(guī)則，學(xué)生從頭至尾將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完畢，這樣具體體驗(yàn)就完成了。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每組都要簡(jiǎn)要介紹自己對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的總體感受。這一環(huán)節(jié)只作為“引子”，無(wú)需花費(fèi)太多時(shí)間。而對(duì)于學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展和分享他們的反思觀察和所獲經(jīng)歷的抽象概念。

2.3 反思觀察和抽象概念化

在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生和小組之間可按照設(shè)定規(guī)則進(jìn)行交流。交流過(guò)程中，提問(wèn)者通過(guò)關(guān)聯(lián)自己的實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)果，進(jìn)行了自我觀察反思。已經(jīng)碰到問(wèn)題的同學(xué)不僅可以幫助后面的同學(xué)避免類(lèi)似的問(wèn)題，而且在提出自己的建議時(shí)，會(huì)先回顧自己尋求解決問(wèn)題、實(shí)施解決方案及產(chǎn)生結(jié)果這些過(guò)程，也進(jìn)行了自我反思觀察。同時(shí)，教師可以直接詢(xún)問(wèn)學(xué)生遇到的具體問(wèn)題以及產(chǎn)生的相關(guān)感受來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)行反思觀察。當(dāng)學(xué)生提出解決方案時(shí)，教師可以問(wèn)學(xué)生基于何種考慮或者原理提出的解決方案，是否可以判斷解決方案的有效性，以及方案實(shí)施后的感受。通過(guò)直接詢(xún)問(wèn)學(xué)生這些具有啟發(fā)性的問(wèn)題，可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步回顧他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)比不能交流的單人小組遇到問(wèn)題的感受，能夠使其直接感受到團(tuán)隊(duì)合作與有效溝通的力量。事實(shí)上，在解決問(wèn)題的活動(dòng)中，學(xué)生可能會(huì)產(chǎn)生孤獨(dú)感，也可能在不知道正確解決路徑的情況下陷入困境。在一定程度上，這種感覺(jué)和困境體現(xiàn)了他們對(duì)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的反思。此外，學(xué)生相互討論解決問(wèn)題時(shí)，會(huì)發(fā)生分歧，難以達(dá)成共識(shí)。一方面，這表明一些學(xué)生在解決方案上與他人存在一定的差異。另一方面，學(xué)生們?cè)趨f(xié)商解決問(wèn)題時(shí)也將獲得知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。盡管他們的嘗試可能會(huì)遇到許多障礙，但他們?cè)谔幚韱?wèn)題方面的努力證明抽象概念化已經(jīng)發(fā)生。

以上方式有利于幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、鞏固和回顧他們自己經(jīng)歷，這些反思性觀察也構(gòu)成學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的一部分。為了鞏固和反思體驗(yàn)，教師也應(yīng)該幫助學(xué)生從他們的體驗(yàn)中發(fā)展他們的抽象概念。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，學(xué)生不僅難以將反思觀察轉(zhuǎn)化為潛在學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，而且可能會(huì)將其轉(zhuǎn)化為對(duì)教師的負(fù)面情緒，這將會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)[8]。教師幫助學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展他們的抽象概念的方法之一則是總結(jié)匯報(bào)，使學(xué)生將體驗(yàn)中得到的反思與知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。在教學(xué)過(guò)程中，教師要求每一個(gè)大組在這個(gè)試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行問(wèn)題總結(jié)、結(jié)果統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)分析、總結(jié)匯報(bào)。教師在匯報(bào)和討論過(guò)程中加以引導(dǎo)，將實(shí)驗(yàn)前期知識(shí)儲(chǔ)備、單因素對(duì)比實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果及分析過(guò)程整合起來(lái)，就形成了化學(xué)實(shí)驗(yàn)中室溫方法學(xué)概念。同時(shí)，通過(guò)單人小組的孤獨(dú)和無(wú)助感來(lái)引導(dǎo)他們理解合作的概念與重要性。結(jié)合多人小組在實(shí)踐中產(chǎn)生的分歧和達(dá)成共識(shí)的途徑，指出成功合作所需條件因素。如此一來(lái)，通過(guò)為學(xué)生提供相關(guān)和有意義的體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法學(xué)的概念和合作在實(shí)踐中的重要性不再成為學(xué)生的抽象知識(shí)。同時(shí)，通過(guò)構(gòu)建這樣的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)準(zhǔn)備好消化和轉(zhuǎn)換他們?cè)谡n堂上學(xué)到的知識(shí)，使之成為更有意義和相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，并將其應(yīng)用于其他實(shí)驗(yàn)或課程中。

2.4 主動(dòng)實(shí)踐

在鞏固了學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中所獲體驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)之后，對(duì)這些體驗(yàn)和知識(shí)加以應(yīng)用是非常重要的。Kolb指出，任務(wù)或項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)實(shí)踐的一種可能和合適的方法[9]。此外，Hawk和Shah也提出了通過(guò)作業(yè)來(lái)激發(fā)學(xué)生從體驗(yàn)式學(xué)習(xí)中進(jìn)行主動(dòng)實(shí)踐的策略之一[10]。針對(duì)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)課結(jié)束一周后提交一篇個(gè)人實(shí)驗(yàn)報(bào)告和一篇下次實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告，要求學(xué)生展示他們分析和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程中所涵蓋的知識(shí)的能力。如此一來(lái)，所構(gòu)建的教學(xué)模式很大程度上能夠在學(xué)生之間形成了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法學(xué)的概念與團(tuán)結(jié)合作的經(jīng)驗(yàn)，并幫助他們準(zhǔn)備個(gè)人實(shí)驗(yàn)報(bào)告和預(yù)習(xí)報(bào)告。報(bào)告提交后，課程教師基于一定的規(guī)則進(jìn)行評(píng)閱，進(jìn)而對(duì)教學(xué)效果進(jìn)一步驗(yàn)證。作為實(shí)驗(yàn)課程的教師，能夠觀察到學(xué)生對(duì)所構(gòu)建的教學(xué)模式的反應(yīng)。如果學(xué)生在隨后的實(shí)驗(yàn)課上，在教師提醒學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)，一些學(xué)生就會(huì)通過(guò)不同的理解方式表現(xiàn)出積極的反應(yīng)，如以書(shū)面形式記錄下來(lái)。這就表明提出的教學(xué)方法構(gòu)成了Kolb在學(xué)生中具體經(jīng)驗(yàn)、反思觀察、抽象概念化和積極實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)循環(huán)。

3 結(jié)語(yǔ)

構(gòu)建了一種基于Kolb體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈理論的教學(xué)模式，并應(yīng)用于應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課堂中。這種學(xué)習(xí)模式可以幫助學(xué)生以更深刻的印象來(lái)回顧和鞏固所學(xué)的知識(shí)。同時(shí)，有助于學(xué)生超越個(gè)人層面，將體驗(yàn)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為合作互惠的能力。更重要是的，可將教學(xué)活動(dòng)從教室內(nèi)延伸到教室外，學(xué)生將課堂內(nèi)吸收的積極經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于其他活動(dòng)中。因此，從“以學(xué)生為中心”角度出發(fā)，教師在構(gòu)建教學(xué)活動(dòng)時(shí)，無(wú)論課堂內(nèi)外，都應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和參與度。如此一來(lái)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、邏輯思維能力、實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力將得到有效提升，為他們將來(lái)成為具有良好科學(xué)素養(yǎng)的綜合型人才奠定基礎(chǔ)。