OBE思维导向的问题启发教学法在物理化学教学中的应用

郭兵 林秀珍 徐平如 陈舰 范洪波

(东莞理工学院 化学与环境工程学院，广东东莞 523808)

物理化学是化学学科的一门基础理论课程，它具有相当的理论深度，对于培养学生严谨缜密的科学思维以及分析解决实际问题的能力，都是必不可少的，也为进入学生科研实践做了初级的入门训练。然而本课程包含大量的概念、定义、定律和公式，只有在深入思考、充分理解的基础上才能掌握，需要花费大量的时间和脑力，对初学者是一个极大的挑战［1－2］。

然而在当今社会和经济高速发展的形势下，社会和企业特别注重工科毕业生的实践操作能力;理论课程的学习时间被压缩;而在实际工作中，项目分工越来越细致，导致一部分学生错误的认为，作为理论课程的物理化学没有什么实际用途，因此降低了学习要求。在教学实践过程中，笔者也发现一些问题:例如，部分学生对理论课程的兴趣热情不高，导致学习效果差;大班授课效果也明显不如小班授课等。本文将基于OBE理念，提出适用于该课程的问题导向教学法。

在工科课程教学实践中，以基于成果导向的教育思维(以下简称OBE思维)指导教学过程已经获得了广泛的认可。OBE理念的基本思维在于:教师在提供教育时，应该预先设定明确的学习成果，配合学生多元化的学习需求，让学生以学习作为自我实现的挑战，再将成果反馈改善原有的课程与教学设计［3－5］。即OBE是一种务实的教育思维，特别重视学习成果，强调以学习成果来导向课程设计和教学过程。可见，对于以技术和创新为导向飞速发展的当代社会，OBE理念对于工科课程教学思维和教学方法的改革具有极为重要的意义。

本文将OBE理念应用于《物理化学》教学实践，提出“问题启发教学法”，致力于提升学生的学习体验和学习效果，帮助学生在有限的学时内对物理化学的理解掌握达到相当高的水准。区别于传统的问题教学法，本方法特别强调设计问题在组织课堂教学活动中的启发和导向作用;问题的提出不单纯是为了组织教学的便利与流畅，而且也是理解物理化学基本原理和整体来龙去脉的关键［6－11］。

1 重视教学效果，更要关注学习体验——问题启发教学法的提出

学习理论课程时，很多人都有类似的体验:起始的入门都相当轻松容易;当学习深入到某一阶段，遇到一两个问题卡住，费尽脑力还是难以理解。如果这些问题不能得到及时解决，就会挫伤学习的积极性，甚至形成连锁效应，导致后续学习一塌糊涂。这就要求教师及时发现学生学习中可能出现的各种问题，及时解决，防止累积。反过来，如果教师在课堂教学中，能够预先提出这些问题，围绕问题来组织教学，就能帮助学生少走弯路，更快地理解和掌握所学内容，学习体验和学习效果得以提升。有一位教育家说:兴趣是最好的老师。一部分学生对于理论课程的抵触和排斥心态，原因之一是他们认为这些课程没有实际用途，同时对课程体系的来龙去脉知之甚少，从而缺乏兴趣和学习的动力。物理化学课程包含十几个章节，初看起来是一个个独立的模块，但章节之间相互承接、前后关联，构成一个完整的理论体系。只有清晰地认识理论体系内在关联的脉络，才能全面而深刻地理解和掌握。这对学生来说是一个极大的挑战，也对教师的教学方法和经验的积累提出很高的要求。从OBE理念出发，教师除了按部就班的讲解每个章节，还要将它们前后关联的脉络讲解清楚，用图示、例证、类比等方法帮助学生理解，激发学生的学习兴趣和求知欲［7－10］。

在以往的物理化学教学中，教师的职责仅在于传统意义上的授课，没有重视教师作为服务者的角色。一个难以避免的问题是将考试考核作为检验教学效果最主要的导向和指标。同时，不少教师也深感学时不足，于是忙于完成教学进度，很大程度上忽略了教学过程的师生互动，影响教学效果。而OBE思维针对这些问题提出了解决之道，即不仅关注教学效果，更要关注学生的学习体验。从根本上来说，一个观念的转变至关重要，即学生才是教学活动的主体，教师在教学活动中是服务提供者。因此，必须重视学生的学习体验，保证大多数学生在轻松愉快的氛围内理解、掌握所学内容，而不该是老师一个人站在讲台上自说自话，不理会听众的反应。反过来，一个有责任心的教师，必须懂得“换位思考”，应该将心比心地为学生考虑，从学生的角度思考以下问题“采用怎样的教学方法更有利于初学者理解和掌握”，“在学习理论和定律的时候，哪些问题可能成为阻碍学生深入学习的关卡”等。那么针对这些问题进行课程设计、组织课堂教学，学生自然更容易理解和接受。在课堂教学中，多问几个为什么，才能有效的帮助学生理解和掌握。这是本研究讨论的问题导向教学法的初衷［12－14］。

2 围绕问题组织教学，提升课堂教学效率——问题启发教学法的实施

设计高质量的问题成为贯彻这一教学方法的关键。在实际教学中，设置问题的类型可以多样化。有的问题属于科普类，便于学生了解课程整体的来龙去脉;有的则起到承前启后的作用，即复习以往的基础上，引入新的教学内容，有利于前后连贯、对比和深化;还有一些问题属于反诘质疑教材中的思路和方法，激发学生深入思考定律和公式的本质。譬如可以提问类似这样的问题:遇到这种情况，应该采取怎样的方法处理?有没有更好的思路?讲解化学反应的标准摩尔反应焓的概念时，需要告知学生，这里描述的化学反应是个理想化的模型，因为参与反应的物质都处于标准态的纯物质——没有物质的混合过程，却能发生化学反应，这在真实世界里是不可想象的。此时提问:为什么不讨论真实的化学反应而要规定一个理想化的模型呢?在思考之后，再揭示答案，因为物质的混合过程有焓变(另设话题)，不同的反应，混合焓都不同;即使同一个反应，反应物的配比不同、反应进度不同时，混合焓也不相同。总之，这个量的数值完全未知，对于不同的体系，差异可能非常之大，没有规律可循，也无法近似处理;所以规定一个不包含混合的理想化的反应模型，这样就避开混合焓的纠缠来讨论化学反应的焓变。实际上，这也是物理化学处理问题的基本思路之一。经过这样预设的问题和讨论之后，学生对这一概念有了清晰的理解，也能体会到物理化学处理问题的独特的思路和方法［15－16］。

在每一章学习的入门、重点和难点部分，可以设置一些宽泛的问题?例如，为什么本章的内容是必要的，对实际生产生活和化工过程有什么用途?这让学生对于每章讨论的主题和内容有一个初步的了解。在讲到一些原理、概念和公式的时候，可用自问自答的方式设计问题。特别在讲解一些公式中包含的近似时，需要向学生说明，物理化学理论体系的严谨缜密并不排斥近似处理的方法;相反，在一些场合采用近似处理也正反映了物理化学的严谨。从理想化的模型可以推导出普适的公式，可以建立起物理化学完整而严谨的理论体系;再采用演绎法还原到真实的情况，常常需要加入近似。因为真实的世界存在着各种难以精确定量化的因素，如果不加入这些近似，真实世界将会变得复杂、不可测、不可知，这是违背科学初衷的。

有些问题并没有标准答案，探寻解答的过程实际上是一次讨论和交流。譬如，在第一章气体的pVT性质教学开始前，可以问:物质有固、液、气三种常见的状态，为什么将气体的性质单独列为一章来讲解?以这种提问的方式来开始本章的教学，比流水账式的平铺直叙，效果要好得多。学生可能会给出各种各样不同的答案，最后给予总结:这反映了气体的特殊性质(结合中学学过气体摩尔体积的概念，形象的勾画出气体中分子微观状态的模型)，进一步解释气体容易膨胀和压缩的性质适合作为蒸汽机的工质，而蒸汽机的模型，正是热力学最初建立的基础之一。以后的学习中，常常用气体作为对象，研究热力学中能量转换的问题。通过以上条条有理的讲解，学生对于本章内容有了初步的认识，也知道本章学习的重要性，良好的开端有利于后续章节的深入学习。

恰到好处的设置问题，围绕问题来展开物理化学课堂教学是一种行之有效的方法，这与OBE教育理念十分契合，特别对于初学者是非常有益的。同时这也对教师教学方法和教学经验的积累提出很高的要求。首先，教师必须对课程非常熟悉，对前后章节的内在关联、理论体系的来龙去脉有着清晰完整的把握。只有这样厚积薄发，才能有针对性的设计出高质量的问题。其次，教师应设身处地从学生的角度思考，设想初学者可能遇到的各种问题，哪些问题可能成为学生继续学习的阻碍。学生在学习中会不断产生各种稀奇古怪的新问题，需要及时发现和解决，这有赖于师生之间良好的互动关系;如果学生对老师抱有充分的信任，就会及时提出问题;批改作业也能从中发现各种问题。最后，在教学过程中，教师要积累一些经典的问题，这将成为宝贵教学经验的重要组成部分［15－17］。

3 结语

总的来说，OBE理念是一种适应于现代社会快速发展的教育理念，本文将OBE理念与物理化学课程的实际情况相结合，提出了问题导向教学法。深入贯彻这一教学方法，将会改变物理化学教学中的弊病，增加课程的趣味性，提升学生的求知欲，最终提升学生的学习体验和学习效果。本文的终极目标是，在有限的学时内，帮助学生将物理化学这门内容深刻的理论课，掌握到一个可观的水准，以适应新形势下社会和企业对于卓越工程师人才的巨大需求。

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