“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下基礎(chǔ)化學(xué)實驗基于TBL與PBL協(xié)同模式的教學(xué)改革研究

郭晉邑，任有良，李燕怡，屈佳，曹寶月

（商洛學(xué)院化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院，陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西 商洛 726000）

化學(xué)實驗教學(xué)在化學(xué)學(xué)科的整個教學(xué)中起到關(guān)鍵性作用[1]。實驗教學(xué)質(zhì)量直接影響到整個化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量[2]。高?；A(chǔ)化學(xué)實驗課是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中占據(jù)重要地位。在實驗教學(xué)中，學(xué)生需積極參與，具備問題意識和探索精神，熟練掌握基本操作技能，能主動發(fā)現(xiàn)、有效分析、準(zhǔn)確解決問題，培養(yǎng)操作能力和深入理解觀察能力，進(jìn)一步鞏固基本化學(xué)原理和專業(yè)理論知識，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神，全面提升綜合素質(zhì)，為學(xué)生獨立進(jìn)行課題研究打下良好的基礎(chǔ)[3]。

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗授課以LBL（Lecture-Based Learning）教學(xué)模式為主[4]，課前學(xué)生依據(jù)課本預(yù)習(xí)實驗課內(nèi)容并撰寫實驗報告，實驗課授課仍采用“照方抓藥”的板書教學(xué)模式[5]，此類教學(xué)方式難以達(dá)到預(yù)期的實驗效果，同時限制了學(xué)生實踐動手、獨立思考、分析解決問題的能力以及創(chuàng)新創(chuàng)造能力，影響學(xué)生對課程的興趣及積極性，造成教學(xué)效果不理想，授課質(zhì)量下降。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，需多措并舉對傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行改革，打通線上線下課堂，實現(xiàn)全方位優(yōu)勢互補(bǔ)，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)LBL教學(xué)模式的先天不足，扭轉(zhuǎn)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)回歸自主學(xué)習(xí)，以過程性評價構(gòu)建一個較為科學(xué)、客觀、公正的實驗成績評分體系。

1 實驗教學(xué)改革思路

“互聯(lián)網(wǎng)+”能夠通過互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合創(chuàng)造出新的發(fā)展生態(tài)[6]，將“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)應(yīng)用于高校理論和實踐教學(xué)將成為一種必然的發(fā)展趨勢[7]。慕課（Massive Open Online Course，MOOC）是互聯(lián)網(wǎng)背景下一種大規(guī)模開放式在線學(xué)習(xí)模式[8]。將MOOC 作為一種即時共享資源和新型教學(xué)模式引入基礎(chǔ)化學(xué)實驗課中，以其高效便捷和生動形象大大提升了實驗課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。與傳統(tǒng)以教師課堂講授為主的LBL模式相比，TBL（Target-Based Learning）教學(xué)是以學(xué)生為主體，PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)是以問題為基礎(chǔ)，兩者協(xié)同遵循小組討論模式作為核心的教學(xué)理念，開展提升學(xué)生創(chuàng)新思維和動手能力的教育教學(xué)方法[9-10]。

通過對應(yīng)用化學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)的初步實踐和探索，發(fā)現(xiàn)學(xué)生更樂意接受TBL、PBL 教學(xué)模式，在實驗過程中表現(xiàn)得更積極、活躍，教學(xué)整體效果高于LBL 教學(xué)。通過實驗激發(fā)學(xué)生的自主思維、實踐能力和主觀能動性，逐步實現(xiàn)應(yīng)用型、高素質(zhì)、創(chuàng)新型綜合性人才培養(yǎng)的目標(biāo)。經(jīng)過實踐并不斷完善，形成了實驗教學(xué)新模式，如圖1所示。

圖1 實驗教學(xué)新模式

2 TBL 與PBL 協(xié)同模式在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下基于TBL 與PBL 協(xié)同教學(xué)模式，輔以全方位開放實驗室管理模式以及多元化的成績認(rèn)定考評機(jī)制，打通線上線下課堂，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，補(bǔ)齊傳統(tǒng)LBL 教學(xué)模式的短板，扭轉(zhuǎn)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)回歸自主學(xué)習(xí)，助推教師授課模式從“大水漫灌”式向基于引導(dǎo)、探究的“精準(zhǔn)滴灌”式轉(zhuǎn)變，有利于由個人漫無目的“單打獨斗”向以問題導(dǎo)向、通力合作的小組結(jié)構(gòu)為主體的自由課堂討論模式轉(zhuǎn)變，旨在通過內(nèi)生性的激勵措施，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性，增強(qiáng)學(xué)生的參與感、獲得感，激發(fā)學(xué)習(xí)過程中的自主探索和創(chuàng)新創(chuàng)造力，較全面地考核學(xué)生的實驗態(tài)度、方法、技能和綜合素養(yǎng)。

2.1 基于TBL教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生能動性

通過TBL以學(xué)生為主體的教學(xué)理念指導(dǎo)下，統(tǒng)籌微信公眾平臺和MOOC系統(tǒng)，形成新型高效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)生態(tài)。

微信作為當(dāng)代大學(xué)生最主要的交流工具，為教學(xué)信息的傳播提供了平臺支撐。學(xué)生只需訂閱公眾號，即可隨時進(jìn)行閱讀，反復(fù)學(xué)習(xí)，且信息的即時性使學(xué)生可以隨時隨地利用碎片時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時，微信公眾平臺“一對多”的信息傳播模式，讓教師可以在公眾號里及時掌握學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的效果，查看學(xué)生對學(xué)習(xí)資料的點擊情況、學(xué)習(xí)時長、頻率、速度等，對問題學(xué)生可標(biāo)注，及時交流糾偏。對優(yōu)秀學(xué)生，鼓勵其積極參加競賽、拓展練習(xí)等，并根據(jù)學(xué)生學(xué)情進(jìn)行有效管理，優(yōu)化分組篩選當(dāng)次實驗組，提前完成預(yù)實驗。通過微信公眾平臺發(fā)布實驗?zāi)繕?biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，實驗組以涉及實驗重難點為導(dǎo)向，結(jié)合自身學(xué)習(xí)進(jìn)度，有針對性通過MOOC 系統(tǒng)進(jìn)行資源收集、整理、吸納。這種可視化模式改變了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生通過書本預(yù)習(xí)，靠腦補(bǔ)實驗畫面的缺陷，同時配以儀器設(shè)備裝置圖片和文字說明，方便學(xué)生直觀了解實物操作。

2.2 基于PBL教學(xué)方式革新，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性

基于PBL教學(xué)方式的課堂以問題為導(dǎo)向，學(xué)生作為課堂主體，教師為主導(dǎo)。當(dāng)次實驗由TBL教學(xué)模式篩選的實驗組重點講解實驗，包括對整體實驗介紹、預(yù)實驗成果展示和注意事項等進(jìn)行說明，并根據(jù)具體實驗情況由組員為大家進(jìn)行演示操作，其他組針對實驗組成果進(jìn)行討論并進(jìn)行最優(yōu)方案認(rèn)定。

同時，教師可以根據(jù)微信公眾號后臺提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，引入“雨課堂”有針對性地進(jìn)行講解，學(xué)生可實時發(fā)送彈幕互動，表達(dá)觀點、疑惑。教師通過學(xué)生的課堂反饋和小組討論情況適時調(diào)整上課節(jié)奏，讓學(xué)生進(jìn)一步對實驗成敗的關(guān)鍵因素、具體注意事項等進(jìn)行思考和討論，總結(jié)實驗影響因素并內(nèi)化原理和操作步驟。最后將實驗組學(xué)生分派至各個小組進(jìn)行實驗操作引導(dǎo)和糾偏。

通過PBL 教學(xué)模式，以“雨課堂”輔助觀摩教學(xué)、分組討論和實驗組“點帶面”模式開展教學(xué)，糾正學(xué)生在TBL 模式學(xué)習(xí)中遇到的誤區(qū)、盲區(qū)，并對知識加強(qiáng)內(nèi)化與應(yīng)用，充分調(diào)動課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新創(chuàng)造能力起到積極作用。

2.3 全方位開放實驗室管理，加強(qiáng)學(xué)生主導(dǎo)性

高校實驗室是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵支撐平臺，是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能、科學(xué)素養(yǎng)和有效科學(xué)研究的基礎(chǔ)實踐基地。開放實驗室功能滿足了學(xué)生開展技能培訓(xùn)和創(chuàng)新實踐的需求。針對目前高校平臺建設(shè)不完善、設(shè)備有效利用率低等問題，通過借助已有微信公眾號搭建網(wǎng)絡(luò)管理平臺，向?qū)W生和教師實時發(fā)布動態(tài)，更新當(dāng)前環(huán)境下開放實驗室安全管理制度、開放時段，在保證正常教學(xué)活動下進(jìn)行儀器錯峰預(yù)約及使用維護(hù)、項目申請與進(jìn)展等，提升開放實驗室的共享水平，確保實驗活動的可持續(xù)發(fā)展。

2.4 多元化考評機(jī)制，助推學(xué)生專業(yè)性

傳統(tǒng)期末“一張卷”的考核方式已不再適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景人才培養(yǎng)的要求，采用多模塊、多元化考核評價學(xué)生實驗成績，以過程性評價構(gòu)建一個較為科學(xué)、客觀、公正的實驗成績考評體系，才能較全面地考核學(xué)生的實驗態(tài)度、實驗效果、實驗技能和綜合素質(zhì)，有利于加強(qiáng)教學(xué)過程控制和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。學(xué)生總成績分3 部分，表現(xiàn)成績占20%，實驗成績占50%和期末成績占30%。以TBL 模式下篩選實驗組為例，共設(shè)以下10 個考評指標(biāo)，如表1 所示。

表1 實驗總成績評定

通過以創(chuàng)新過程考評機(jī)制為核心，保證考核的全面性和科學(xué)性，突出強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力，對進(jìn)一步提升學(xué)風(fēng)、教風(fēng)和教學(xué)質(zhì)量影響深遠(yuǎn)。

3 應(yīng)用效果評價

利用TBL與PBL協(xié)同教學(xué)模式初步探索實踐后，為檢驗該模式的教學(xué)效果，通過問卷調(diào)查的方式，收集學(xué)生的反饋信息，結(jié)果見表2。

表2 學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果

通過TBL 與PBL 協(xié)同教學(xué)模式輔助學(xué)習(xí)，100%的學(xué)生認(rèn)為對自己有幫助；68%的學(xué)生認(rèn)為實驗學(xué)習(xí)效果大大提高；84%的學(xué)生認(rèn)為節(jié)省了時間；95%的學(xué)生希望其他實驗課也使用公眾號輔助學(xué)習(xí)。

以上調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生對TBL與PBL協(xié)同教學(xué)模式輔助實驗教學(xué)高度認(rèn)可。另外，有30%的學(xué)生希望教師課堂上講解注意事項，26%的學(xué)生希望教師課堂上講解操作步驟，16%的學(xué)生希望教師課堂上講解實驗原理。因為雖然經(jīng)過自主學(xué)習(xí)和小組討論，但均次課的信息量大，學(xué)生很難做到全面梳理和完全掌握，所以需要教師在課堂上再做進(jìn)一步講授。有16%的學(xué)生希望老師講解方案設(shè)計過程，表明還有相當(dāng)一部分學(xué)生具有強(qiáng)烈的求知欲和深入學(xué)習(xí)的意愿，教師應(yīng)分類施教，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識的探索、創(chuàng)新。

4 結(jié)束語

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，本課題創(chuàng)造性構(gòu)建TBL 與PBL協(xié)同教學(xué)模式，輔以全方位開放實驗室管理模式和多元化成績認(rèn)定考評機(jī)制，充分利用現(xiàn)有MOOC 資源和“雨課堂”平臺的優(yōu)勢功能，同時有效搭建更加完備的微信公眾平臺，打通線上線下課堂，實現(xiàn)全方位優(yōu)勢互補(bǔ)。實驗課程將以TBL教學(xué)理念為指導(dǎo)，統(tǒng)籌微信公眾平臺和MOOC 系統(tǒng)形成新型高效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)生態(tài)，并基于PBL教學(xué)方式的課堂以問題為導(dǎo)向，扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)LBL教學(xué)模式現(xiàn)狀，以學(xué)生作為課堂主體，教師為主導(dǎo)，體現(xiàn)出學(xué)生為核心的先進(jìn)理念。通過內(nèi)生性的激勵措施，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性，增強(qiáng)學(xué)生參與感、獲得感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中自主探索和創(chuàng)新創(chuàng)造力，較全面地考核學(xué)生的實驗態(tài)度、實驗方法、實驗技能和綜合素養(yǎng)，并助推教師授課模式從“大水漫灌”式向基于引導(dǎo)、探究的“精準(zhǔn)滴灌”式轉(zhuǎn)變。

經(jīng)過初步的探索與應(yīng)用，TBL與PBL協(xié)同教學(xué)模式得到學(xué)生的高度認(rèn)可，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、教師的教學(xué)效果和實驗課堂氛圍均得到顯著提高。學(xué)生希望更多的實驗課采用TBL與PBL協(xié)同教學(xué)模式來輔助學(xué)習(xí)，可見這種“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的有效創(chuàng)新，基于TBL 與PBL 的協(xié)同教學(xué)模式在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中值得推廣應(yīng)用。