PBL―LBL相结合教学模式在材料化学课程教学中的应用探索

摘要：针对《材料化学》课程的特点，在课程教学中实施PBL-LBL相结合的教学模式，探讨了实施该教学模式的必要性及具体实施过程，并对PBL―LBL相结合教学模式中应注意的问题进行探索。

关键词：PBL-LBL教学模式；材料化学；创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0165-02

《材料化学》是一门以材料科学和化学学科相结合的新兴交叉学科课程，它是综合了材料科学、无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学、分析化学、结构化学等内容的一门课程，是目前我国高等学校化学化工类专业常常开设的一门专业基础课程。课程的开设有利于化学化工类专业学生了解掌握材料化学的基础知识、基本理论，了解新材料的发展动向，可为学生毕业后从事材料的研究和开发工作奠定基础。因此，如何在有限的学时内，提高《材料化学》课程的教学效果，对培养具有新精神的化学、化工应用型人才至关重要。本文结合教学实践，提出以问题为导向的PBL教学与传统的LBL教学相结合的教学模式，并应用于《材料化学》的课程教学中，以期达到提高教学效果的目的。

一、PBL-LBL教学模式概述

基于问题为导向的教学（Problem-Based Learning，简称PBL），是以问题为导向，学生为主体的一种教学方法，它由美国的Barrows教授1969年首创，其内涵是将学生置于复杂的、有意义的问题情景中，通过对问题的解决来学习相应的科学知识，进而培养学生自主学习能力和创新精神。这种方法最早应用于医学相关领域的教学，由于其教学效果显著，目前已扩展到其他的学科与专业。PBL教学要求学生具备较为系统的基础理论知识和实践能力，因此开展此类教学通常是在中高年级的本科生中进行。这种教学模式能为学生营造一个自主学习的氛围，让学生去积极思考问题，并充分表达自己的观点，寻求解决问题的途径，使课堂气氛轻松、活跃。教师提出问题后，学生可以通过查阅书籍、文献，或使用互联网查找，再进行分组讨论。分组讨论不仅能发表自己的见解，而且还能从其他同学那里获取知识，通过沟通、协作，培养团队工作意识。

传统教学模式（Lecture-Based Learning，简称LBL），是以教师为主体，注重教师对课堂知识的讲授。这种模式教师能够系统、全面地传授课程的基础理论知识，能够有效地完成课程的预定目标。LBL教学法由于其系统、完整、深入等优点在许多课程的教学中仍广泛应用。但这种教学模式，忽视了学生学习的主观能动性，削弱了学生的学习兴趣和好奇心，教学中的双向互动较少，极大地制约了学生学习的主动性和创新能力的培养。

鉴于两种教学模式的特点，目前已有许多教学工作者尝试将PBL和LBL教学模式进行整合，充分发挥二者优势，弥补各自的不足。

二、PBL-LBL相结合教学模式在《材料化学》课程中的应用

当前，国内很多高校对《材料化学》课程的教学内容通常设置为二个模块，第一模块主要涉及材料化学的基础知识，如材料的结构、性能、制备和材料化学热力学等；第二模块主要按金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、功能材料、纳米材料等介绍一些材料的特点和性质。从课程的内容来看，第一模块主要是一些基本概念、基本定理或基础知识；第二模块主要是对传统材料和新型功能材料的了解和认识，这部分的内容量较大，而且由于材料化学发展变化十分迅速，各种新型材料不断涌现，材料化学的教学内容也须不断更新。由于该课程是一门交叉性很强的学科，同时涵盖的知识内容又非常广，加之课程的学时有限，所以在以往的传统LBL教学中教师只能对基础理论知识和各种材料的基本性能做简要的介绍，这就造成讲授的内容量少且浅，而且这种被动式的教学方式扼杀了学生学习本课程的主动性、积极性和实践性，不能很好地将所学的知识与实际问题相结合，不能很好地激发学生学习的兴趣和创新精神。

根据《材料化学》课程的特点，我们尝试在该课程的教学中采用PBL和LBL相结合的教学模式，避免单一传统模式的不足。对于《材料化学》课程第一模块中基本概念、基础知识和基本定理，我们采用传统的LBL教学方法，以教师为主导作用在课堂上进行统一讲解，通过一定学时的讲解，学生能够基本掌握材料结构，材料制备等基础知识。第二模块的教学，我们采用PBL教学方法，通过前面内容的学习，学生已掌握一定的基础知识，能够对课程学习中遇到的问题进行分析，总结和讨论。如在学习“金属材料”章节，提出如下相关问题：金属的提炼方法有哪些？钢铁材料的分类、冶炼原理如何？储氢合金电极材料研究进展？等；在学习“无机非金属材料”章节，提出如下问题：传统无机非金属材料分类、原料、制备方法有哪些？如何从废钢渣中提取白炭黑？锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势？石墨烯材料制备的方法及应用有哪些？材料常用的表征方式有哪些，各自的作用是什么？在学习“高分子材料”章节，提出的问题有：常用高分子材料分类，特点及应用是什么？结合悬浮聚合的原理，说明悬浮聚合工艺所需的主要组分及其作用？结合生活实际，谈谈一种功能性高分子材料？按照上述相关的问题，学生们分成小组，课下查阅资料做好PPT，然后在课堂上讲解，教师最后再对相关问题进行总结和补充。通过这种模式的教学，调动了学生自主学习的主动性，同时可将学到的理论知识来解决实际的问题，这极大地提高了学生学习该课程的兴趣。

三、PBL-LBL相结合教学模式应用中的几点思考

1.基于问题的PBL教学模式中，设置的问题是学生学习的兴趣源泉，是课堂教学的起点，对培养学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力起重要作用。教师应根据授课大纲和教学目标与要求，由易到难地设计与课程教学内容相关的教学问题，而且提出的问题应多与社会生产或科研实践相结合，从而达到提高学生学习主动性和创新能力的教学效果，并最终实现提高课堂教学质量的教学改革目标。因此，《材料化学》课程中设置的问题，我们还需要不断的修订和完善。

2.在PBL-LBL教W模式中，教师扮演着多重角色，对教师的综合素质提出了更高的要求，教师需要不断加强理论学习，掌握科技前沿发展的动态，拓展知识面，并将最新的一些科技发展成果不断充实到课程教学中。教师要认识到自己既是知识的传授者，又是知识的倾听者、解答者和总结者。在教学过程中，学生通过LBL和PBL两个阶段的学习，既夯实了基础理论知识，又在小组讨论和资料查阅中扩展了大量的课外知识，当学生在讨论过程中提出问题，教师应能够自如地解答。

3.需要建立和完善与PBL-LBL教学模式相适应的课程教学效果评价方法。要改变传统的重结果轻过程的评价方式，大力推进过程性评价与终结性评价相结合的评价模式，加强学生学习过程的监控，注重学生学习能力和创新精神的培养，克服学生将学习的最终目的定位于考试成绩的“应试教育”弊病。把知识传授为导向的评价模式转变到以能力发展为导向的评价机制上，要不断完善成绩评分体系，学习评价应贯穿于整个课程学习之中。如《材料化学》课程第一模块学习后，进行一次课程学习评价；在对PBL教学效果评价中，应从以下几个方面进行综合评价：回答问题的内容是否准备充分、PPT制作效果如何、讲解是否清晰准确、回答问题是否正确等，同时为鼓励学生积极参与PBL教学过程，对积极提问、发言的同学也应给予加分奖励。

四、结语

PBL-LBL相结合的教学模式适合《材料化学》课程教学改革的要求，能够帮助学生在学习和掌握基础理论知识的同时，提高学生应用知识解决实际问题的能力，同时也培养了学生的创新和团队合作精神。探索运用PBL-LBL教学模式有助于学校进一步推进学习、应用、探究、创新“四位一体”应用型创新人才培养进程，达到深化教学改革的目标。

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Application and Exploration of PBL-LBL Teaching Model in Material Chemistry Course

CHAI Bo，GAO Xin-lei，WANG Ting-ting，ZHU Yu-chan，YANG Xiao-hong

（School of Chemical and Environmental Engineering，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，China）

Abstract：According to the character of material chemistry course，the PBL-LBL teaching model had been applied. The necessity and steps of its implementing have been explored in this paper. In addition，the possible existing problems in the implementing PBL-LBL strategy process have been provided.

Key words：PBL-LBL teaching model；material chemistry；innovation