PBL教学法在环境分析化学课程教学中的尝试

　　PBL教学法起源于1910年Flexner所倡导的教学改革理念，1969年，美国神经病学教授HowardBarrows在加拿大MeMaster大学医学院创立了PBL（Problem-Based Learning）教学模式[1]，即以问题为中心的教学-学习模式，并将其运用于医学教育领域。它是一种双向互动的教学模式，即在教学过程中，首先，教师提出问题，所提出的问题应满足两个条件：①此问题应与本节课所要学习的理论内容相关；②应与现实生活息息相关，这样才能引起学生的兴趣；其次，学生要根据教师所提出的问题进行主动思考，探究，讨论和总结，这样可以提升学生分析问题和解决问题的能力，也可以培养学生主动学习，快乐学生；最后，教师对所涉及的知识点进行总结概括，总结概括时也应与现实生活挂钩。而LBL教学模式（Lecture-Based Learning）强调以教师的教学过程为中心，教师在课堂上按照理论知识之间的联系，系统化的对知识点进行讲解，而学生处于被动状态，被动的接受教师所灌输的知识，缺乏主观能动性，不需要进行思考，探究和讨论，学生的学习过程失去趣味性，失去快乐，理论与实践联系能力较差，独立分析问题和解决问题的能力较差。

　　自2014年起，中国经济发展进入新常态，与此同时，中国的环境发展也面临着新常态，雾霾天气多次“光临”中国的大部分城市，为及时准确监测环境问题，环境分析化学课程的教学方法的设置对学生的学习尤为重要。为此，我院借鉴国内外经验，利用PBL教学模式进行授课，达到了很好的教学效果。

　　1、2课时的内容设计如下：

　　例如，讲到配位滴定法时，可以这样提问引入，①我们在生活中处处离不开水，那么这纯净的水中都含有哪些成分呢？此时学生便进行思考，因为这些内容在初中时就有涉及，学生想出答案并非难事。答案中会有Ca2+和Mg2+。②根据水中碳酸钙的含量，可以将其分为硬水和软水。那么什么样的水属于软水，什么样得水属于硬水？为什么在西方发达国家作为90%的家庭用水（包括烹饪、洗涤、洗浴等）均使用软水？这样的问题与生活贴近，学生会很感兴趣，学生讨论，查询资料等可以得知硬水和软水的划分界限，以及使用软水的好处。③既然我们已经知道了水中含有的主要成分是Ca2+和Mg2+，那么怎样才能测定出Ca2+和Mg2+的含量呢？有的同学们回答用酸碱滴定法，也有的同学回答用沉淀滴定法。此时，教师可以总结，不仅有这两种，还有其他的方法，即配位滴定法。④请同学们根据酸碱滴定法的理论基础，总结一下什么是配位滴定法？此时，同学们做总结，若同学们总结的不全面，教师可以给予引导，并讲解新知识点，这样同学们可以弄懂什么是配位滴定法，即以配位反应为基础的滴定方法。⑤教师进一步提问，此概念中有配位反应，那么什么是配位反应，学生讨论总结，并将此知识点与无机化学的基础知识结合起来，即配位反应就是指中心离子（或原子）与配体形成配合物的反应。教师追问，什么是中心离子，什么是配体？总结出概念后，让学生举例进行说明，教师在举例让学生判断是不是中心体或配体。例如Co2+是中心，是可以接受孤电子对的。学生多多举例可以很好的解释什么是配位体，什么是中心体。⑥当配位反应的感念理解后，教师接着提问，在配位滴定中，所用到的仪器是什么？学生根据以往学过的知识可以很容易知道使用酸式滴定管，碱式滴定管，铁架台，锥形瓶，分析天平，烧杯以及玻璃棒等。⑦教师接着提问，在滴定过程中需要使用标准溶液和需要测定的未知溶液，那么这个标准溶液是什么呢？此时同学们思考并讨论，教师可以由此引入新知识点，即EDTA标准溶液，除此以外，还有其他的标准溶液，教师可一一介绍这些标准溶液的性质。⑧返回来，教师提问，EDTA标准溶液要用什么物质来配制？采用什么方法来配制？这是考查学生配制溶液的知识。这个知识以前涉及，同学们可以思考并回答。⑨教师进一步提问， 未知溶液是什么呢？学生讨论，教师总结。总结后接着提问，为什么大多数是含有金属离子的溶液？借此，教师可以总结新的知识点，因为多数金属离子的配位数不超过6，所以EDTA与大多数金属离子可形成1：1型配合物，只有极少数金属离子，如锆（Ⅳ）和钼（Ⅵ）等例外。教师举例说明，例如自来水中有Ca2+和Mg2+，而EDTA的标准溶液可以与Ca2+和Mg2+形成稳定的螯合物。

　　⑩教师提出新问题，是不是所有的金属离子都可以与EDTA标准溶液形成稳定的配合物呢？答案当然不是，教师可以借此进入新的知识点，即配合物的稳定常数。教师总结的这些知识都是配位滴定的基础知识。

　　2、课堂教学效果评价

　　本学期课程教学结束后，向同学发放调查问卷，评价PBL教学模式的教学效果，共发出调查问卷58份，其中实验组30分，对比组28分，共回收58份，回收率100%。

　　调查问卷结果如下：

　　表1 PBL教学模式的可行性调查结果

　　表2 实验组和对比组期末考试（笔试）成绩比较

　　从表1中可以看出，运用PBL教学模式进行教学的实验组，学生的学习兴趣、学习积极性、主动性、课堂表现以及自主学习方面都有了很大的进步，学生们改掉了懒散的学习态度，上课时课堂气氛较为活跃，教师所提出的问题贴近学生生活实际，学生参与讨论学习的积极性很高。以往的分析化学教学中，分析原理教学比较枯燥，运用PBL教学模式后，一步一步提出问题，抽丝剥茧，一层层深入，使学生了解了，最终掌握这些知识点[2]。

　　3、PBL教学法授课应注意的问题

　　采用PBL教学法进行授课，课堂气氛活跃，教师与学生沟通融洽，能激发学生的学习兴趣，，学生的学习兴趣显著提升，同学之间的协作能力加强，学生查阅文献能力增强，进而拓宽学生的知识面，自学能力，创新能力得到加强，课堂所学的新知识极易被消化，吸收，学生主观学习能动性得到较好的调动，通过应用PBL教学法授课，学生对分析化学中的各种化学分析和仪器分析方法的原理、所用到的仪器和设备、应用方法、注意事项以及各种分析方法之间的区别联系的理解更为透彻，记忆更为深刻。

　　但在PBL教学法进行授课式，也应该注意一些问题。例如PBL教学模式对教师的自身素质要求很高，教师需要熟悉本专业的多门课程的内容，要具有较强的综合知识理解能力，因此教师要不断学习，提高自身的综合素质。

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