分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索

金星龍 畢成良 曹 征 韓國強(qiáng) 李彭輝

（天津理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與安全工程學(xué)院，天津 300384）

2018年，教育部下發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，明確提出高校教育要圍繞激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能深化教學(xué)改革，推動(dòng)課堂教學(xué)革命。以學(xué)生發(fā)展為中心，因課制宜選擇課堂教學(xué)方式方法，科學(xué)設(shè)計(jì)課程考核內(nèi)容和方式，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量。積極引導(dǎo)學(xué)生自我管理、主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)求知欲望，提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)校倡導(dǎo)積極開展多種形式的教學(xué)改革，課堂教學(xué)質(zhì)量成為一線教師教學(xué)改革關(guān)注的重點(diǎn)。

分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程是學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)的主干課程，系統(tǒng)介紹現(xiàn)代儀器分析方法的基本原理與特點(diǎn)，分析儀器的結(jié)構(gòu)與功能，研究物質(zhì)化學(xué)組成、含量、價(jià)態(tài)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和分布在環(huán)境分析與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。課程通常安排在環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科二年級(jí)學(xué)習(xí)，其先修課程為無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等。課程銜接已修的分析化學(xué)課程，承接分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握化學(xué)分析的基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能。開展儀器分析理論教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)儀器分析技術(shù)理論，并通過獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程將相關(guān)儀器分析技術(shù)用于實(shí)際樣品的分析檢測(cè)，加深學(xué)生對(duì)儀器分析的原理、分析儀器、分析方法等理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生動(dòng)手能力和解決實(shí)際環(huán)境分析問題能力，為學(xué)生修讀后續(xù)專業(yè)課程、完成畢業(yè)論文及未來就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)。

本文對(duì)分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，針對(duì)性地提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，并在課堂教學(xué)過程中實(shí)施，并通過Mycos教學(xué)質(zhì)量管理平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)價(jià)。

一、教學(xué)中存在的主要問題

分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)教學(xué)與其它理論課教學(xué)的情況類似，存在理論課程共性的問題，同時(shí)又具有環(huán)境類課程的特殊性[1]，具體分析有以下幾點(diǎn)。

首先，智能手機(jī)的普及對(duì)課堂教學(xué)有一定沖擊，“低頭族”在課堂屢見不鮮。目前在校學(xué)生大多為95后，智能手機(jī)已經(jīng)成為其生活必備用品。在高校課堂，智能手機(jī)對(duì)傳統(tǒng)課堂的教學(xué)活動(dòng)帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，如何引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注點(diǎn)從手機(jī)轉(zhuǎn)移到認(rèn)真學(xué)習(xí)課堂知識(shí)，也是各大高校面臨的共性問題[2-3]。如果仍采用傳統(tǒng)方式上課，學(xué)生覺得教學(xué)模式守舊、教學(xué)內(nèi)容枯燥、教學(xué)方式死板，課堂內(nèi)容對(duì)學(xué)生的吸引力遠(yuǎn)不如網(wǎng)上內(nèi)容，其注意力就不會(huì)從手機(jī)轉(zhuǎn)向黑板。禁止學(xué)生帶手機(jī)進(jìn)課堂又不現(xiàn)實(shí)。因此，如何有效利用這一智能設(shè)備，增強(qiáng)師生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，是教學(xué)改革探索的一個(gè)重要方面[4-5]。

其次，學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)時(shí)較少，基礎(chǔ)理論不扎實(shí)。分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中涉及多種分析方法和分析儀器的學(xué)習(xí)，而先修分析化學(xué)課程中僅涉及化學(xué)分析和紫外可見分光光度法，僅強(qiáng)化練習(xí)包括溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定、酸堿滴定和絡(luò)合滴定的實(shí)驗(yàn)基本操作技能。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少，理論和實(shí)驗(yàn)操作技能均不扎實(shí)，直接影響本課程的教學(xué)效果。學(xué)生分析化學(xué)課程實(shí)際掌握程度不佳，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性也有影響。因此，如何在課前深入了解學(xué)生知識(shí)背景，并合理安排課堂教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度，也是授課教師關(guān)注的焦點(diǎn)。

最后，原有教材中側(cè)重基礎(chǔ)理論的講解，實(shí)例較少?；A(chǔ)理論講解略顯枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。教材中科技前沿的分析實(shí)例較少，本課程對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)和未來實(shí)際工作的指導(dǎo)意義均未很好地體現(xiàn)。已有環(huán)境分析實(shí)例大多也都不涉及樣品前處理過程。而環(huán)境樣品成分復(fù)雜，分析步驟繁瑣，不同樣品前處理技術(shù)也有所區(qū)別。后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中即使有實(shí)際樣品分析，通常也會(huì)將樣品簡單化，略去前處理步驟，對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)有一定影響。學(xué)生不能深入理解分析技術(shù)的基本原理，理論不能聯(lián)系實(shí)踐，影響知識(shí)點(diǎn)的掌握。最后，學(xué)生對(duì)分析與監(jiān)測(cè)理論知識(shí)的理解存在局限性，不能掌握環(huán)境樣品分析數(shù)據(jù)變化現(xiàn)象的科學(xué)意義。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性較差，不能很好地落實(shí)課前預(yù)習(xí)，更不會(huì)去閱讀相關(guān)文獻(xiàn)。因此，如何在有限的理論教學(xué)時(shí)間內(nèi)，擴(kuò)充課堂教學(xué)容量，提高理論課教學(xué)內(nèi)容的綜合性、應(yīng)用性，是教學(xué)改革探索的重點(diǎn)。

二、解決問題的思路

基于以上分析，分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革通過增加課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、增強(qiáng)師生互動(dòng)等措施提高課堂教學(xué)效果，解決思路和方法詳述如下。

1.增加課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

以往教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生幾乎不預(yù)習(xí)，即使預(yù)習(xí)，也僅僅是看一遍教材而已，不能充分回顧以往知識(shí)點(diǎn)，對(duì)新課相關(guān)知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)更無重點(diǎn)。教學(xué)改革充分利用學(xué)校教學(xué)質(zhì)量管理平臺(tái)——Mycos軟件，將預(yù)習(xí)內(nèi)容和復(fù)習(xí)內(nèi)容總結(jié)歸類，并設(shè)置成多種形式的題目，學(xué)生手機(jī)登錄教學(xué)質(zhì)量管理平臺(tái)完成，既幫助學(xué)生復(fù)習(xí)前期學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)與操作，又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新課知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)習(xí)。同時(shí)，在理論知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，題目內(nèi)容增加實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)及相關(guān)知識(shí)。教師通過課前問卷，了解學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、對(duì)已學(xué)分析技術(shù)理論的掌握情況，同時(shí)，對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作技能等也做進(jìn)一步了解?；趯W(xué)生的預(yù)習(xí)反饋情況，教師在學(xué)期初始針對(duì)性地回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，增加學(xué)生知識(shí)點(diǎn)空白部分的講解，強(qiáng)化學(xué)生理論的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)糾正學(xué)生對(duì)分析技術(shù)的錯(cuò)誤理解，糾正學(xué)生錯(cuò)誤操作和習(xí)慣，做好理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的緊密銜接。如在分析化學(xué)中，學(xué)生已學(xué)習(xí)化學(xué)分析并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但Mycos教學(xué)質(zhì)量管理平臺(tái)學(xué)生問卷結(jié)果表明，55%學(xué)生移液管移取操作有誤；54%學(xué)生對(duì)于天平?jīng)]有粗稱和精稱的概念；對(duì)于實(shí)際分析過程中，不同量取器具如量筒和移液管、不同精度天平、不同分析方法的使用場合概念模糊。在理論課中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，穿插基礎(chǔ)知識(shí)的講解，使學(xué)生了解準(zhǔn)確稱量、移取是分析工作的前提，強(qiáng)化學(xué)生正確操作意識(shí)。并與后續(xù)實(shí)驗(yàn)課教師及時(shí)溝通，在實(shí)驗(yàn)課前，講解移取、稱量的操作要點(diǎn)，及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤操作，學(xué)生錯(cuò)誤操作有效減少，提高樣品分析的有效性和準(zhǔn)確性。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

鑒于環(huán)境樣品的特殊性，讓學(xué)生實(shí)際分析多種環(huán)境樣品并不現(xiàn)實(shí)。首先，充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，在理論教學(xué)中大量引入環(huán)境樣品分析實(shí)例，利用圖片、小視頻等多種形式，將代表性較強(qiáng)的樣品分析方法、原理、儀器等在課堂中呈現(xiàn)，加深學(xué)生對(duì)分析技術(shù)理論知識(shí)的理解，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際環(huán)境樣品分析聯(lián)系起來，有效提高學(xué)生對(duì)實(shí)際樣品分析檢測(cè)基本原理、分析儀器、分析步驟、數(shù)據(jù)處理等過程的理解[6]。另外，課堂教學(xué)加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通，比如相同測(cè)試項(xiàng)目，常量、微量、痕量樣品前處理及分析方法均有所不同，土壤、水體、空氣樣品前處理及分析方法也不同。采用圖片、小視頻和表格等形式對(duì)比不同環(huán)境樣品前處理方法、分析技術(shù)、分析儀器等，有效彌補(bǔ)因分析儀器或樣品前處理知識(shí)缺失帶來的不足。其次，將最新分析儀器的應(yīng)用、最新科研成果融入課堂教學(xué)，拓寬學(xué)生視野，彌補(bǔ)現(xiàn)有分析儀器陳舊和不足的問題。最后，與教務(wù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師協(xié)調(diào)，合理安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)后進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解的同時(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。

3.增強(qiáng)師生互動(dòng)

原有教學(xué)模式通常都是教師講解，學(xué)生被動(dòng)聽講，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性不高。本次教學(xué)改革根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，增加課堂練習(xí)，并入平時(shí)成績的考核。課前教師把問題輸入并保存在“金數(shù)據(jù)”軟件中，課間安排學(xué)生回答問題，根據(jù)學(xué)生回答問題的情況，判斷是否加分。也可以保留問題，讓學(xué)生搶答。通過必答、搶答等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)注，增加課堂互動(dòng)頻率，提高課堂活躍度。另外，教學(xué)改革增加了學(xué)生講解環(huán)節(jié)，嘗試“學(xué)生主講，教師點(diǎn)評(píng)”的教學(xué)模式。課前教師布置相關(guān)講解任務(wù)，學(xué)生通過微信掃碼，選擇相關(guān)章節(jié)知識(shí)單元。學(xué)生分小組討論，分工合作，查閱相關(guān)書籍與文獻(xiàn)，制作PPT課件，先組內(nèi)試講，然后隨教學(xué)進(jìn)度課堂正式講解，教師根據(jù)學(xué)生講解進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并補(bǔ)充案例分析。通過完成“學(xué)生主講”環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；學(xué)生通過講解分析技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解；學(xué)生通過查找相關(guān)分析檢測(cè)實(shí)例，了解環(huán)境樣品分析數(shù)據(jù)變化的科學(xué)意義，拓寬學(xué)生思路，激發(fā)學(xué)生的科研興趣。

4.加強(qiáng)教學(xué)評(píng)價(jià)

基于我校質(zhì)量管理平臺(tái)，利用Mycos教學(xué)評(píng)估軟件，課前、課中、課后進(jìn)行多種形式的即時(shí)評(píng)價(jià)和階段性評(píng)價(jià)。課前，利用問卷對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行調(diào)研；課中，針對(duì)每章理論知識(shí)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)，及時(shí)了解和掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋，對(duì)于學(xué)生掌握效果較差的知識(shí)點(diǎn)，后續(xù)教學(xué)中重復(fù)講解，確保教學(xué)質(zhì)量；課后，對(duì)整體理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、滿意度、改進(jìn)建議等進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果用于后續(xù)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。2016級(jí)學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果表明，94%學(xué)生認(rèn)為本課程的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相關(guān)性高；89%學(xué)生認(rèn)為理論課教學(xué)對(duì)實(shí)際操作和動(dòng)手能力幫助較大；70%學(xué)生認(rèn)為教材內(nèi)容和輔助材料有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；學(xué)生滿意度為95%。課程總體評(píng)價(jià)良好。

三、結(jié)語

綜上，通過教材內(nèi)容優(yōu)化、強(qiáng)化預(yù)習(xí)和基礎(chǔ)操作、加強(qiáng)師生互動(dòng)等教學(xué)改革措施，分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果顯著提高。但教學(xué)改革仍有諸多不足，首先，線上師生互動(dòng)為初步嘗試，相關(guān)內(nèi)容仍需進(jìn)一步完善和優(yōu)化；其次，基于學(xué)生學(xué)習(xí)能力，“學(xué)生主講，教師點(diǎn)評(píng)”內(nèi)容所占比例有限；最后，學(xué)院分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)部分教學(xué)分別為獨(dú)立設(shè)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革仍有待開展。未來應(yīng)繼續(xù)推動(dòng)分析與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，嘗試多種教學(xué)方法，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，科學(xué)設(shè)計(jì)課程考核內(nèi)容和方式，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，需積極引導(dǎo)學(xué)生自我管理、主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)求知欲望，提高學(xué)習(xí)效率，提升自主學(xué)習(xí)能力。