启发式、探究式、讨论式教学方法的研究与实践＊——以本科生分析化学课程为例

姜 楠，李胜利

（1.郑州大学生态与环境学院，河南 郑州 450001；2.郑州大学环境科学研究院，河南 郑州 450001；3.郑州大学土木工程学院，河南 郑州 450001）

1 概述

作为最早发展起来的化学分支学科，分析化学是指发展并应用各种理论、方法、仪器和策略，在最大程度上获取物质在某一特定的时空范围内的组成和性质信息的一门科学[1]。分析化学是高等学校化学、应用化学、环境科学、药学、材料科学、生命科学、医学、农学、地学等专业的重要基础课之一[2]。根据环境科学与工程专业特点，文章以郑州大学生态与环境学院环境科学专业本科生分析化学课程为例，研究与专业相应的启发式、探究式、讨论式教学的实质，探讨该教学模式如何实施，并开辟该教学模式的实践渠道。

2 存在问题

2.1 教材内容滞后且与所学专业联系不足

在信息技术高速发展的今天，显而易见，知识更新的速度远远快于高等学校教材建设与管理的速度[3]。例如：郑州大学生态与环境学院环境科学专业本科生分析化学课程选用的教材为武汉大学主编的《分析化学》第6 版（高等教育出版社，2016 年12 月出版，2019 年12 月重印），该教材同时也是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，在高等学校分析化学课程讲授中被广泛采用。虽然第六版（上册）前言中指出：删减了一些陈旧的内容，加强与现实生产生活的联系，适当体现与相关领域的关系。受到编者专业的限制，确实如书中所说，定量化学分析部分内容比较经典，但存在教材内容滞后且与所学专业联系不足的问题。比如：第2 章分析试样的采集与处理中关于试样的采集部分，只涉及固体试样、液体试样、气体试样和生物试样的传统的简单描述，缺少针对环境专业中涉及的水样和气样等具体的示例，特别是缺少当前研究的热点内容（如：PM2.5 膜采样等）。课程进行过程中发现：单纯按照课本内容讲授，与环境科学专业联系不足，学生理解起来感觉枯燥乏味，不能理论联系实际。

2.2 教学方式传统且单一

高等教育传统的教学方式主要为“老师站在台上讲、学生坐在台下听”的“灌输式”[4]。一些专业课随着学时的压缩，为了完成教学大纲规定的内容，教师在课堂讲授中几乎不停地说，甚至减少课堂提问及与学生的交流次数。导致教师与学生之间互动较少甚至无互动，授课效果变差。特别是有些教师讲课缺少激情、满堂灌且不注意学生的课堂表现，随之而来的是学生“疲劳”听课，虽然人坐在课堂上，但“身在曹营心在汉”，思想早已飘忽不定，并没有跟着教师的节奏学习知识[5]，何谈学习效果？并且“灌输式” 的教学方式不利于培养当代大学生主动思考、独立思考和利用所学基本理论解决实际问题的能力。

2.3 考核方式单一且不科学

当前高校对本科生的考核方式仍然以考试为主，考试在一定程度上能够反映学生对课程知识的掌握程度，但单凭一张试卷去衡量课程的所有教学成果是不明智的。有些课程根本不设置平时成绩，有些虽然设置了，但考虑到只涉及考勤和作业使得平时成绩所占比重过小，如10%。使得考试不得不成为了教和学的指挥棒，这种单一的考核方式不利于本科生将功夫下在平时，依靠期末突击复习的方式不利于知识的整体掌握和融会贯通。期末考试时间一般为2h，闭卷考试名词解释、简答等概念性试题所占比例较大，这么短的时间并不利于学生展开全面思考，使用所学的基本理论去解决或探讨面临的实际问题，即：学生通过考试能够记住一些“知识点”，但并不能把所学知识真正转化成自己的能力，也就是说，学生应用所学的基本理论知识来分析和解决面临的实际问题的能力没有得到提高。

3 启发式、探究式、讨论式教学方法的研究与实践

3.1 教学理论研究

顾名思义，启发式、探究式、讨论式教学模式要求教学过程中，根据课程设置的教学目标的要求，将启发学生思维定为核心，通过设置事例和问题情境，对学生的思维加以定向引导和启发，提高学生对知识学习的主动性，在教师的指导和引领下，学生能够进行有意识的思维探索活动，学生在课堂上始终处于“教师提出问题—学生积极思考—教师与学生交流探索—学生给出解答”的积极状态。与传统的“老师台上讲、学生台下听”的“灌输式”模式相比，启发式、探究式、讨论式教学模式无疑是一种新的模式、新的探索和新的尝试。教师和学生的角色并不是一成不变的，能者为师，优势互补。课堂授课过程，不仅老师讲，还要鼓励学生讲。面对同一问题，每个学生从不同角度出发，必然会产生不同的观点和看法，势必会产生较为强烈的外部刺激，激发学生开展交流与讨论，从而由学生内部自发产生主动学习、探索性学习与交流的意愿。无疑体现了“教师作为课堂学习的主导，学生作为课堂学习的主体”的教学思想，使得学生愿意多思考，并主动使用所学基本理论联系实际问题，势必会提高当代大学生学习基本理论知识、并能利用所学知识分析和解决实际面临的问题的能力。本文根据环境科学与工程专业的特点，以分析化学课程为例，研究与环境专业相应的启发式、探究式、讨论式教学的实质，探讨该教学模式如何实施，并开辟了该教学模式的初步实践渠道。

3.2 教学实践研究

参考启发式、探究式、讨论式教学模式的理论研究结果，确定了该教学模式在环境科学专业分析化学课堂教学的运用特点，研究该教学模式与当代大学生的能力（包括：学习能力、分析和解决问题能力和创新能力）培养的关系和契合点，并积极开展了启发式、探究式、讨论式教学模式的初步实践。主要举措包括：

3.2.1 教师精简课堂讲授内容，为学生开展讨论提供时间保证

分析化学课程内容多，包含10 章，教学课时32学时明显紧张，教师要根据教学目标精简每次课课堂讲授内容，为学生开展讨论留足时间。

3.2.2 教师设置课程实践环节，以学生讲授ppt 和撰写课程小论文计入总成绩

分析化学课程考核方式为：总成绩=平时成绩+课程实践成绩+期末试卷成绩，其中平时成绩占10%，含考勤、课堂提问、作业、课堂小测验成绩；课程实践成绩占10 %，采取group study 形式，含ppt 成绩和小论文成绩；期末试卷成绩占80 %。

环境科学2019 级1-2 班共计53 人，采用自由组队（group study）形式，每组6-10 人，每组从教师给定的7 个题目中选定1 个，通过group study 形式查阅资料和文献，并制作1 个多媒体课件，推举1人讲述（10min），之后进行5min 自由提问和答疑环节。ppt 制作要求图文并茂、内容丰富、重点突出、条理清晰、形式美观。负责讲述的学生要提前熟悉讲授内容，并学会演讲，课程结束后上交选定题目的小论文电子版和纸质版。课程小论文要求按照标准论文发表格式，包括引言、材料与方法、结果与讨论、结论与展望、参考文献，并另附上小组人员分工情况。课程实践分数占期末成绩的10%，采取小组给分形式，完成平均工作量的组内同学拿到平均分，主动讲授ppt、回答提问的同学根据效果适当加分，不按时上交的小组按推迟周数折合系数扣分，如推迟1 周上交——整组分数×0.9，推迟2 周—整组分数×0.8。教师给定的课题名称及ppt 汇报时间等信息详见表1，课程实践环节7 组ppt 内容截图详如图1 所示。

图1 课程实践环节7 组ppt 内容截图

表1 课程实践题目及ppt 汇报时间

3.2.3 教师“角色”转变，当好“导演”引导学生积极主动参与教学过程

传统的“老师台上讲、学生台下听”的教学模式已经无法提高当代大学生学习的自觉性和主动性，教师在讲台上当“演员”的孤独感与学生听课的疲乏现象遥相呼应，“独角戏”势必难以产生好的教学效果。教师的“角色”必须进行改革，需要从传统的“演员”向今天的“导演”进行转变。教师根据课程设置的教学目标，将启发学生思维作为核心要义。通过联系学生所学专业，设置有专业背景的相关事例和问题情境，有目标的对学生的思维加以定向引导和启发，切实提高学生对知识学习的主动性，在教师的指导和引领下，使学生能够进行有意识的思维探索，学习状态始终处于“教师提出问题—学生积极思考—教师与学生交流与探索—学生给出解答”的积极状态，学生能够产生自主学习、探索学习、协同学习的意愿。这无疑体现了“教师为课堂学习的主导，学生为课堂学习的主体”的教学思想，鼓励学生多思考，学会使用分析化学课程的基本理论去解决环境保护工作面临的实际问题，既能够理论联系实际，还能够促使学生将基本理论内化。

4 结语

文章针对高校教学中普遍存在的教材内容滞后且与所学专业联系不足、教学方式相对单一和考核方式不科学等问题，以本科生分析化学课程为例，通过教学改革，进行了启发式、探究式、讨论式教学方法的理论研究与初步实践。将启发学生思维定为核心要义，通过设置有专业背景的事例和问题情境，对学生的思维活动加以定向引导和启发，显著提高了当代大学生的学习主动性，在教师的指导和引领下，学生能够积极地进行有意识的较为深入的思维探索。这种创新的教学模式，由传统的教师站在讲台上单一讲授，转变为在教师的定向指导下，学生全程积极参与整个课堂教学过程。信息传递方式也由传统的教师到学生的单向传递，转变为“教师—学生—教师—学生—……” 的良性循环传递，这无疑充分体现了“教师为课堂教学的主导，学生为课堂教学的主体”的思想。该教学模式的实施取得了较好的效果，不仅使学生的学习兴趣得到激发，还使学生愿意思考、并能够使用所学基本理论去解决实际面临的问题，提高了学生分析和解决问题的能力。