[出处] 教育教学论坛_2022年第7期

王燕，李云峰，赵桂琴

[关键词] 信息交互;启发式学习;有机化学;教学改革

[基金项目] 2017年度河北省教育厅高等教育教学改革研究与实践项目（2017GJJG163）;2021年度承德市社会科学发展研究课题（20212255）;2017年度承德医学院教育科学研究重点项目（20170007）;2013年度承德医学院教学改革建设项目（20130026）

[作者简介] 王 燕（1983—），女，河北承德人，硕士，承德医学院中药学系讲师（通信作者），主要从事化学与科学研究;李云峰（1983—），男，山东滨州人，硕士，承德医学院中药学系讲师，主要从事中药资源与化学研究;赵桂琴（1971—），女，河北张家口人，博士，承德医学院中药学系教授，主要从事中药化学研究。

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）07-0141-04 [收稿日期] 2021-09-21

“有机化学”是化学学科的重要分支，主要研究各类有机化合物的结构、性质、相互转化及其规律。在医学类高校中，“有机化学”作为临床医学专业的公共基础课，是学习生物化学、药理学等后续课程的前驱准备，同时也是医学生研究蛋白质、核酸等生命物质，以及在分子水平探索医学奥秘的重要工具。

目前，“有机化学”主要采用系统讲授的方式授课，由于知识理论性强，内容抽象，加之学生对有机化学在医学知识体系和生命科学研究中的作用和地位认识不足，以灌输为主的教学方法，缺少课堂互动，学习过程枯燥，导致学生缺乏学习兴趣、课上注意力集中时间短和被动接收、学习主动性差的现象，教学效果参差不齐。对于一线教师，如何激发学生学习兴趣，使学生专注于课堂，形成积极主动的学习习惯，逐步培养学生分析问题、解决问题等学习能力，已经成为不可忽视的问题之一。为了寻求更好的解决办法，化学教育者探索和尝试了诸如翻转课堂[1，2]、互动式教学[3]、TBL[4]、混合式教学[5]等多种教学改革方法。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出“在教学中教师比较注重认知，认知是教学的一部分，就是学习。在认知方法上我们还有缺陷，主要是灌输。其实，认知应该是启发，教学生学会如何学习，掌握认知的手段，而不仅在知识的本身”，为教育教学改革指明了方向。为了高效的开展课堂教学，提高学习主观能动性，培养学生的学习能力，笔者在“有机化学”教学中以学生知识储备和认知规律为基础，将师生、生生间的信息交互与启发式培养相结合，提出了基于交互的启发式学习（Interaction based Heuristic Learning， IBHL）方法，为医学院校“有机化学”课程的教学改革提供参考和借鉴。

一、研究对象与方法

（一）研究对象

选取我校2020级临床医学、麻醉学268名本科学生作为研究对象。采取整群随机抽样的方法，随机将临床医学本科二大班作为实验组，其中男生74名，女生78名。随机抽取麻醉学本科一大班为对照组，其中男生45名，女生71名。两组学生入学成绩进行比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

实验组与对照组均采用国家级“十四五”规划教材《有机化学》（人民卫生出版社出版，主编：陆阳），按照相同教学大纲和考核方案要求，固定教师进行授课。

（二）研究方法

1.教学方法。在相同的教学大纲和教学内容下，对照组采用系统讲授的教学方法进行大班授课，通过PPT和板书的形式，以系统教师面授，学生理解记忆为主。实验组采用基于交互的启发式学习，在系统讲授的基础上，增加启发思维和信息交互的课堂学习环节，实行“教师启发—学生思考—讨论交互—随机发言—启发纠偏—点评总结”的学习方式。

2.统计学分析方法。采用SPSS20.0软件进行统计学分析，成绩分析采用t检验，及格情况采用x2检验，以P<0.05为具有统计学差异。

二、实施步骤

（一）课前准备

1.课程分析。教师认真分析临床医学专业的人才培养方案，明确“有机化学”课程在人才培养中的地位、作用，深入分析各个章节的教学大纲和教学目标，明确重点、难点。各章节的教学目标分为知识目标、能力目标、思想政治教育目标三个维度。知识目标包括掌握、熟悉、了解和拓展四个层次，体现课程对学生学习程度的要求，其中设置“拓展”的主要目的是培养学生的自主学习能力和既有知识的应用能力。能力目标主要是实现学生自主获取知识、发现问题、分析问题、解决问题的能力的培养;考虑到化学与医学的联系，将科学严谨、求真务实、勤奋刻苦、理想信念、职业担当、珍视生命作为本课程的主要思想政治教育目标。

2.学情分析。“有机化学”课程开设在大学一年级第二学期，授课对象为临床医学、麻醉学专业本科一年级学生。学生已经系统学习了中学“化学”和大学“基础化学”课程，掌握了一些有机化合物的名词术语、认识了官能团类型及其代表性物质的结构和基本性质，了解了常见有机化合物在生产生活、医药卫生等方面的应用，具备学习本课程的知识基础，但是分析问题、解决问题、自主學习等能力相对缺乏。

3.教学设计。根据学习内容，从学生认知规律出发，确定适合开展基于交互的启发式学习的章节和知识内容，有针对性地进行教学设计。对章节内容进行梳理和整合，设计教学内容，设置引导思考、启发思路的问题或讨论，确定师生、生生交互环节，编写和制作配套教案与课件等。

4.学习资源。教师根据各章节重点、难点，筛选优质慕课（中国大学慕课）、科普短片（科普中国），自制微课、教学视频等线上学习资源，并在课前5～7天推送给学生，学生可以根据教学目标进行有针对性的预习和自学。

5.学习困难预判与对策。为了提高课堂学习效果，要从学生的知识和能力基础出发，对学生可能存在的学习困难进行预判，并提出解决预案。以“立体化学”为例，自高中开始，学生就已经习惯使用平面结构来表示有机化合物，未开展立体结构的学习，缺乏平面结构与立体结构之间相互转换的空间想象能力。虽然教材对立体结构转变为费歇尔投影式，及其准确标记进行了详细讲解，但是对初次接触立体结构的学生来说仍然存在一定困难，属于课程难点。同时，课上时间有限，需要合理、有效的利用线上线下的学习资源。提出解决预案：在课上，充分发挥实物模型和PPT的演示作用，使学生对立体结构有直观的认识，理解平面与立体结构之间的转化规律;在课下，利用3D教学模型、教学短视频、慕课等线上资源，巩固课堂学习成果，帮助学生建立空间感，从根本上解决学习困难，简化难点。

（二）课堂实施

课上，教师通过引入案例事件、科学发现、科普知识等方式，将思想政治教育元素与专业知识相融合，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，同时激发学习兴趣和探索欲望。然后根据教学设计，引入启发式问题或讨论内容，将学生随机分组，由组长负责组织本组的信息交互与讨论。为了保证学生的有效参与，小组讨论之后以随机发言的形式，与教师进行信息交互，教师对偏差发言进行启发纠偏，引导学生得出正确结论。最后，教师根据师生、生生交互及发言情况进行总结点评，从而梳理思路，统一认识，加深理解。

（三）课后延伸

结合课堂学习内容，布置课外思考和拓展内容，学生通过查阅文献、网络资料和学习教师推荐的学习资源等，获取学科前沿动态和信息，然后在课下通过班级群或微信、QQ等平台与教师进行信息的交互和讨论，也可以在后续学习中进行交互发言和分享，为后续课程学习和科研工作储备知识。

三、课程考核与效果评价

（一）成绩构成

课程成绩由平时成绩、实验成绩和期末闭卷笔试成绩构成。其中平时成绩含3次阶段形成性评价，占课程成绩的20%。实验成绩根据学生的预习、操作、实验报告等完成情况综合给出，占课程成绩的20%。期末笔试采用相同试卷，试卷根據考核方案进行组卷，满分100分，流水阅卷，占课程成绩的60%。

（二）课程成绩与学习效果

实验组与对照组的课程成绩分别为79.22分、74.35分，t检验（P<0.01）说明2个组的课程成绩具有显著性差异。实验班优秀率15.1%明显高于对照班9.56%。实验组、对照组不及格人数分别为2人和9人，实验组及格率高达98.68%，两组及格情况进行统计学分析，P<0.05具有统计学差异（见表1）。

对实验组学生进行问卷调查结果显示96.45%人支持基于交互的启发式学习方法，学生普遍对基于交互的启发式学习效果表示满意，满意度为92.2%;其中83.68%认为自身的课堂学习参与度好（见表2）。同时，87.94%人认为自身的能力提高，其中学生的分析问题能力、解决问题能力、归纳能力、自主学习能力、比较能力、推理能力得到不同程度提升，说明IBHL法有助于学生学习能力的培养和提高。

在IBHL实施过程中，根据临床专业和化学学科的联系，恰当融入思想政治教育元素，70%以上的学生认为“有机化学”课程内容对自身的科学严谨、求真务实、勤奋刻苦方面具有启示作用，30%以上的学生认为“有机化学”的学习过程对个人的理想信念、职业担当、珍视生命方面具有引导作用，达到了课程的思想政治育人目标。

四、讨论

（一）“有机化学”教学中面临的困境

在长期的教学过程中，我们发现不良的学习情绪会直接影响课堂学习效果，也不利于后续课程的学习和学生能力的培养。例如，在医学院校，学生中存在着“医学生为什么要学习有机化学”的困惑。虽然化学教师具备丰富的教学经验和系统的化学知识储备，但是在系统讲授和“灌输式”的教学过程中，通常缺少与医学衔接的知识或案例引入，学生很难从课堂中发现所学知识与专业的相关性，感受到“有机化学”对今后专业课程学习和科学研究至关重要的作用，从而出现不感兴趣、懈怠等不良情绪。

此外，学生学习能力不足，对于新知识的学习处于被动接收的状态。“学而不思则罔，思而不学则殆”，体现了学与思的辩证关系。在前期的学习中，学生已经习惯了“灌输式”“填鸭式”的教学方法。进入大学后，仍然等待教师“投喂”，对于教师在课上、课下设置的思考和拓展问题，感到无从下手，分析和解决问题的能力不足，存在“等、靠”情绪。

（二）基于交互的启发式学习的作用

在基于交互的启发式学习中，注重典型案例、事件科普知识等的引入和运用，使学生认识到化学知识在医药卫生、生命探索领域的重要作用，直观的感知所学习的化学知识与医学的联系，例如，引入反应停与手性药物、硝酸甘油与化学家诺贝尔、有机染料与合成抗菌药百浪多息等现实案例，激发学生的学习兴趣，解决“为什么学”的困惑。实验组的课程成绩和课堂参与度高于对照组，达到了变“要我学”，为“我要学”的目的。

在教与学的过程中，充分体现教师为引导、学生为中心的理念。教师事先根据教学内容，设计启发式设问和交流讨论主题，通过“教师启发—学生思考—讨论碰撞—随机发言—启发纠偏—总结点评”的学习环节，促使学生能专注于课堂学习。在教师的启发引导和交互纠偏中，拓宽思路，激发灵感和探索欲望，实验组学生在设问、思考、讨论、交互的过程中运用已有知识，抽丝剥茧，解开科学谜团，提高了学生的分析问题、解决问题、自主学习能力，达到了提升学习能力的目的。

与此同时，在“有机化学”的学习中引用的案例事件、人物生平、科学现象等都蕴藏着思想政治教育元素。教师通过课堂分享体会、随机发言等交互形式，使学生参与到课程思政的环节中，由学生挖掘其中蕴含的思想政治教育元素，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，避免生拉硬套，使“有机化学”课程与思想政治育人有机融合，实现了润物无声的育人作用。

基于交互的启发式学习可以提高学生的课堂学习参与度，有助于学生分析问题、解决问题等学习能力的提升，显著提高学生的课程成绩，有效改善了课堂教学效果。同时，以信息交互为手段，使学生参与到课程思政的过程之中，加强了专业课的思想政治育人功效，对医学院校“有机化学”课程的教学改革提供了参考和借鉴。