淺談儀器分析課程教學(xué)中的創(chuàng)新精神

何帥++劉興利++譚炯++李暉++朱剛++景連東

[摘 要]儀器分析是理工院校面向二年級學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步，化學(xué)品與人們生活中的衣、食、住、行越來越密切，而利用儀器分析和評估化學(xué)品的安全性就變得尤為重要。針對當(dāng)前儀器分析課程教育中學(xué)生基礎(chǔ)不平衡、生源復(fù)雜、基礎(chǔ)條件不足的現(xiàn)狀，從教師自身和課堂教學(xué)兩方面入手，詳細(xì)闡述了落實創(chuàng)新精神的方法和措施。

[關(guān)鍵詞]理工院校；儀器分析；課堂教學(xué)；創(chuàng)新精神

[中圖分類號] O657；G642 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）02-0111-02

一、引言

創(chuàng)新精神是進行科學(xué)活動所必需的一種心理特征，主要包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。儀器分析新課程標(biāo)準(zhǔn)提出，“使學(xué)生具有一定的探究能力”，“儀器分析課程要增強民族的生命力、創(chuàng)新力和凝聚力”。這些目標(biāo)的完成都離不開教學(xué)中的創(chuàng)新精神。

在儀器分析課程教學(xué)中，大多數(shù)教師采取傳統(tǒng)教學(xué)模式，忽視了學(xué)生自身能力的發(fā)揮；有的教師為了單純地提高及格率而讓學(xué)生死記硬背公式和定義，忽略了對學(xué)生思維能力的鍛煉；有的教師為了應(yīng)付考試而教授學(xué)生生硬地記熟題庫中所有例題，忽略了對學(xué)生分析問題、探究問題能力的培養(yǎng)。

要想真正達到儀器分析課程教學(xué)中知、情、智、美的統(tǒng)一，就需要教師在教學(xué)中采用科學(xué)的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，這也是理工教育者所面臨的重要課題。

二、教師的重要作用

（一）更新教學(xué)觀念，大膽放手，由“課堂指導(dǎo)者”變?yōu)椤罢n堂促進者”

教師在教學(xué)活動中要大膽地放手，鼓勵學(xué)生自主解決問題，以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。比如，教學(xué)中要落實儀器分析的原理和構(gòu)造等知識點，有的教師怕耽誤時間、怕學(xué)生嫌麻煩，于是自己主動代勞，找出并核對每課的相關(guān)重點條目，直接讓學(xué)生抄寫并背誦。筆者認(rèn)為，這種方法只能慣出依賴性強的懶學(xué)生，教師不妨大膽地讓學(xué)生在預(yù)習(xí)時自己歸納總結(jié)相關(guān)重點和難點，并自己上網(wǎng)搜索相關(guān)知識，而上課時通過提問的方式，了解學(xué)生答案后，教師再做相關(guān)的補充。這一做法，筆者已對本屆的新生堅持了一學(xué)期。最初，學(xué)生只知道從常規(guī)網(wǎng)站查找關(guān)于各類儀器的一般組成和現(xiàn)象，而不愿意查找更深層次的物理和化學(xué)原理；但一學(xué)期后，學(xué)生通過與教師所列出的重難點的比較，逐漸學(xué)會了尋找儀器構(gòu)造、物理學(xué)原理、影響條件等因素，并主動學(xué)習(xí)相關(guān)物理課外知識，遇到不懂的，自己和同學(xué)無法解決的問題時，再請教教師。筆者發(fā)現(xiàn)，雖然課堂只有四十分鐘，但學(xué)生懂得了自己動手，懂得了先獨立解決問題，在課下，也會主動查詢相關(guān)資料，獲取知識。

（二）巧設(shè)課堂提問，大膽鼓勵學(xué)生質(zhì)疑

德國教育家斯多惠說：“教育的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于激勵、喚醒與鼓舞?！泵献佑芯淅显挕氨M信書不如無書”。教材、教參以及目前市面上的多種教輔資料，為我們提供了太多的答案。但是，這些就真的是合乎常理或者經(jīng)得住推敲嗎？為了考試，大家會設(shè)定一個標(biāo)準(zhǔn)答案，但是為了培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神和創(chuàng)新意識，教師應(yīng)大膽地鼓勵學(xué)生質(zhì)疑。

以“分子熒光光譜”這章內(nèi)容為例，這一章內(nèi)容相對簡單，學(xué)生易學(xué)易懂。筆者將課堂教學(xué)設(shè)計了四個常規(guī)環(huán)節(jié)：勾畫，自學(xué)重點難點，知識點梳理，原理理解及啟示。但在課堂中，筆者有意設(shè)計了一個問題——上一章講的“紫外吸收光譜”已經(jīng)能定性和定量分析多類有機物，這章為什么還要學(xué)習(xí)熒光光譜呢？并讓學(xué)生聯(lián)系上下章思考后再回答。有學(xué)生思考后發(fā)現(xiàn)，紫外吸收光譜的原理是高能態(tài)價電子定量吸收紫外光，由于紫外光譜的光源——氘燈和鎢燈功率都很小，導(dǎo)致檢測極限大。于是，要求學(xué)生細(xì)看本章儀器光源部分，尋找紫外和熒光光源的差別，思考課本中沒有解釋的內(nèi)容。有學(xué)生就提出，熒光光源功率很大，主要是氙燈，這是一種功率十分強大的光源，高能態(tài)電子有四種方式釋放能量——內(nèi)轉(zhuǎn)換、外轉(zhuǎn)換、熒光和磷光，其中釋放的定量熒光強度很大，導(dǎo)致檢測極限很低，適合于痕量物質(zhì)的檢測。此時，筆者再在幻燈片中出示能級躍遷的能級關(guān)系圖，逐條逐條給同學(xué)們講解各種釋放能量的方式，以及紫外和熒光的差別聯(lián)系。雖然課堂所用時間增加了，但是，筆者希望通過這個小的問題，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，敢于質(zhì)疑課本，善于尋找和歸納新的知識點，從而培養(yǎng)學(xué)生多元化的思維。

三、課堂教授藝術(shù)

（一）教師要有意識地營造和諧、寬容的氛圍，使學(xué)生勇于參與創(chuàng)新

著名特級教師寧鴻彬?qū)W(xué)生提出過“三個歡迎”和“三個允許”的開放政策——歡迎質(zhì)疑、歡迎爭辯、歡迎發(fā)表意見，允許出錯、允許改正、允許學(xué)生保留意見。這些民主的教學(xué)思想，為學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)提供了積極的條件。筆者向?qū)幚蠋煂W(xué)習(xí)，也向?qū)W生提出了這些思想，發(fā)現(xiàn)很能激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)新和自主研究問題的興趣。

筆者曾在“液相色譜”一章中講解檢測器時，讓學(xué)生對比四大檢測器，找出自己認(rèn)為應(yīng)用最有前途的一種。大家各抒己見，分析得很深刻很激動。筆者觀察到學(xué)生興致勃勃，就臨時調(diào)整內(nèi)容，讓學(xué)生思考、討論“項羽和劉邦誰是你心目中的英雄”這一話題，并告訴學(xué)生：“我即使不贊同你的觀點，但也會誓死保護你說話的權(quán)利。”學(xué)生的興趣非常濃厚，爭相發(fā)表自己的觀點，并從檢測器原理、結(jié)構(gòu)、成本、應(yīng)用中舉例說明。雖然，有些學(xué)生的表述出現(xiàn)錯誤，有些學(xué)生的觀點難免偏頗，但是筆者沒有直接批評他們，而是鼓勵這些同學(xué)查找外國數(shù)據(jù)庫中《Science》《Nature》等雜志，鼓勵他們通過文獻檢索形成文字論述。讓筆者驚訝的是，很多同學(xué)對此非常感興趣，回家后仔細(xì)查閱相關(guān)資料，在作業(yè)本中，重新梳理的自己的觀點，改正了課堂上存在的知識性錯誤。在練筆評講時，筆者閱讀了學(xué)生寫作的很多精彩片段，同學(xué)們不禁贊嘆他們的深度或觀點。后來，筆者發(fā)現(xiàn)，在每次作業(yè)中，總有學(xué)生提出和課堂講解時不同的觀點，并加以闡述，甚至還有幾位學(xué)生養(yǎng)成了每天摘抄、反思的習(xí)慣。筆者認(rèn)為，這些都是由寬松的學(xué)習(xí)氛圍所創(chuàng)造的。

（二）巧用課堂“留白”，為學(xué)生搭建創(chuàng)新思維的平臺

課堂有一些環(huán)節(jié)是需要教師“留白”，為學(xué)生的思維提供空間的。

比如，提問是課堂用來激發(fā)學(xué)生的參與和思考的一個有效方法。筆者認(rèn)為，如果問題可以簡單地用“是非判斷”來回答，那么，這個問題的難度一定太低，達不到鍛煉學(xué)生思維的效果。筆者希望每一章內(nèi)容都盡可能有一個開放性的問題，激發(fā)學(xué)生思維。那么，這就需要教師根據(jù)具體課堂情況，提供給學(xué)生充足的思考時間，然后讓學(xué)生充分表達、自我完善，這一環(huán)節(jié)教師不能隨便打斷學(xué)生，讓自己成為話語的主宰。待這之后，教師才能進行評點。這樣，學(xué)生的話語尊嚴(yán)才得到保障，思維和表達能力才能逐步提高。

例如，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)或者某些重難點的講解環(huán)節(jié)中，教師可以故意保留某些內(nèi)容暫時不講，吊足學(xué)生的胃口，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和強烈的求知欲，更利于學(xué)生對知識的理解和掌握?！霸游展庾V”與“分子光譜”不同，學(xué)習(xí)起來很困難，筆者以講述的口吻先給同學(xué)們展示了原子吸收光譜發(fā)現(xiàn)的歷史，然后進一步講解每一種原子對應(yīng)有各自的特征譜線，這是其獨一無二的吸收譜線。筆者故意不講原子吸收儀器構(gòu)造，讓學(xué)生自己通過原理，自己設(shè)計儀器，吊足了學(xué)生的胃口，而這一“留白”激發(fā)了學(xué)生的求知欲，學(xué)生迫切地想設(shè)計出完美的儀器。在課堂探討之后，筆者又用Flash動畫的形式給出了目前最先進的原子吸收光譜儀的構(gòu)造，同學(xué)們自己設(shè)計的儀器部分結(jié)構(gòu)和真實儀器驚人的相似。

又如，在講解“紅外光譜”一章中，需要學(xué)生們了解瑞利散射和拉曼散射的知識，但是這兩個知識點他們從來未曾接觸過。因此，筆者準(zhǔn)備了一個演示動畫，先向同學(xué)們展示了太陽光如何穿過大氣層，出現(xiàn)兩大散射現(xiàn)象，從而使得天空顏色成為藍色，然后請同學(xué)們利用現(xiàn)有的物理和數(shù)學(xué)知識理論推導(dǎo)藍紫光散射幾率增大的原理。同學(xué)們興趣一下來了，在課堂上積極討論如何推導(dǎo)公式，計算散射幾率和光強度。最終有幾位同學(xué)還真像以前的發(fā)現(xiàn)者一樣正確地推導(dǎo)出了計算公式。這種課堂留白的方式極大地激起了學(xué)生的求知欲望，提高了學(xué)生的動腦和活學(xué)活用的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極探索的精神。

四、小結(jié)

當(dāng)然，課堂中的創(chuàng)新精神提倡大膽質(zhì)疑，不迷信書本、權(quán)威，但并不能為了創(chuàng)新而否定前人的一切，需要有事實和思考的根據(jù)；提倡新穎、獨特的同時，它需要受到一定的道德、價值觀的制約；提倡獨立思考，并不代表不傾聽他人意見。因此，教師只有合理、科學(xué)、全面、辯證地認(rèn)識、運用創(chuàng)新精神，才能真正使課堂教學(xué)富于生機，煥然一新。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉學(xué)忠.論大學(xué)創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力培育的教學(xué)環(huán)境[J].中國高教研究，2007（8）.

[2] 余秀蘭.大學(xué)創(chuàng)新精神的丟失[J].江蘇高教，2001（5）.

[3] 劉建霞，周明哲.中國大學(xué)創(chuàng)新精神缺失因素探析[J].高等理科教育，2013（3）.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]