動物藥學(xué)專業(yè)《儀器分析》課程教學(xué)中批判性思維的培養(yǎng)

王新民 魏志華 趙玉叢 王小莉

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 河南·鄭州 450046）

批判性思維是創(chuàng)新性思維的前提與基礎(chǔ)，而創(chuàng)新性思維是批判性思維的目的與歸宿。因此，高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)本質(zhì)上是培養(yǎng)大學(xué)生的批判性思維。傳統(tǒng)的《儀器分析》課程教學(xué)多是“以教師為中心”的教學(xué)模式，教師“滿堂灌”地講授、“權(quán)威性”地表述，即使是實(shí)驗(yàn)課，教師同樣是“權(quán)威性”地進(jìn)行操作展示，學(xué)生只能被動地的接受，然后靠記憶重復(fù)老師教授內(nèi)容，通過考試得到滿意分?jǐn)?shù)。這樣的教與學(xué)的模式，學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)根本無法實(shí)現(xiàn)。結(jié)合多年從事《儀器分析》教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與國家留學(xué)基金委資助的梅西大學(xué)教學(xué)教法項(xiàng)目的成果，探討當(dāng)前動物藥學(xué)專業(yè)《儀器分析》教學(xué)中如何培養(yǎng)和提高學(xué)生批判性思維能力。

1 《儀器分析》課程教學(xué)存在的問題

1.1 理論課內(nèi)容多，課時少，理論知識枯燥難懂

動物藥學(xué)專業(yè)《儀器分析》課程學(xué)習(xí)時要求掌握的儀器有紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收、紅外、高效液相色譜儀、氣相色譜儀，質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀和酸度計(jì)等內(nèi)容，但分配的課時滿足不了儀器分析教學(xué)的需要，老師必須在有限的時間內(nèi)完成海量的教學(xué)內(nèi)容，所以《儀器分析》理論課堂上“滿堂灌”甚至“拖堂”的現(xiàn)象很普遍?！秲x器分析》是各類儀器分析方法的組合，內(nèi)容涉及到化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、計(jì)量學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及數(shù)學(xué)等多個學(xué)科，覆蓋知識面廣，所用的理論和技術(shù)含量高，知識抽象深奧、枯燥難懂。

1.2 實(shí)驗(yàn)課堂上大組教學(xué)，效果差

精密儀器，價格昂貴，地方院校相應(yīng)資金偏少，購買數(shù)量有限，對于此類儀器，學(xué)生大多是做樣品的前處理，然后在老師的演示下觀察學(xué)習(xí)。沒有動手操作，學(xué)習(xí)效果欠佳，很多學(xué)生在學(xué)完后，沒有留下太多的印象，因此在學(xué)生畢業(yè)后很難滿足企業(yè)或者研究院所對操作大型精密儀器的要求。即使是常規(guī)儀器，其數(shù)量也不多，做實(shí)驗(yàn)時經(jīng)常是大組教學(xué)（每組8-10人），教師實(shí)驗(yàn)課堂上講解和演示時，站在后排的學(xué)生往往看不到老師的操作，對操作要領(lǐng)掌握比較模糊，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3 儀器更新?lián)Q代快，儀器陳舊，教師知識更新慢

儀器是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，更新?lián)Q代速度快，地方院校受經(jīng)費(fèi)的限制，學(xué)校儀器更新慢。近10多年來，從普通LC發(fā)展到HPLC、反相HPLC和UHPLC，再到UHPLC-MS等各種聯(lián)用技術(shù)等。這些先進(jìn)儀器的出現(xiàn)，給《儀器分析》任課教師提出了挑戰(zhàn)，雖然同一種儀器的工作原理相似，但如果任課教師沒有親自操作過新型的儀器甚至沒有接觸過，那就無法進(jìn)行相關(guān)知識的教學(xué)，學(xué)生自然就不可能掌握相關(guān)新型儀器知識。

1.4 學(xué)生重操作，輕理論，儀器維護(hù)能力差

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)有許多學(xué)生喜歡上機(jī)操作，但不喜歡理論知識的學(xué)習(xí)，一旦儀器型號發(fā)生改變，便不知從何處下手。另外學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，往往更看重如何操作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，很少去了解儀器如何維護(hù)，出現(xiàn)問題如何處理，而這些卻正是進(jìn)入單位后必須面對的，所以經(jīng)常有畢業(yè)以后的學(xué)生反過頭來咨詢老師在工作中遇到的相關(guān)問題。

1.5 學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，思維惰性，缺少內(nèi)驅(qū)力

《儀器分析》課程雖然是本專業(yè)的必修課，但大多學(xué)生沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)的驅(qū)動力不足，學(xué)生不愿意動腦，更不會主動思考并付諸行動。部分學(xué)生學(xué)習(xí)《儀器分析》只是為了應(yīng)付考試，往往是考試前突擊復(fù)習(xí)；課堂上老師提問題，學(xué)生大多保持沉默，即使有個別敢于發(fā)言，也是重復(fù)課本上的文字，沒有自己獨(dú)到的見解，思維完全被課本或者老師的“權(quán)威”限制了，學(xué)生積極性和創(chuàng)造性無從談起，教學(xué)效果差。

2 批判性思維在《儀器分析》教學(xué)中的培養(yǎng)

2.1 教師本身要具有批判性思維的能力

一些“優(yōu)秀學(xué)生”缺乏對事物和問題進(jìn)行推理和論證的能力，缺少辯證性、批判性的精神，遇到陌生問題時就啞火。這要求高校教師本身應(yīng)該具有批判性思維，把灌輸課堂變成啟發(fā)課堂和創(chuàng)造課堂，組織發(fā)散思維教學(xué)，設(shè)計(jì)開放性問題，對“標(biāo)準(zhǔn)答案”教學(xué)模式說“不”；在教學(xué)過程教師要主動打破知識權(quán)威性的認(rèn)知，放下身段，走進(jìn)學(xué)生，利用自己科研獲得的新知識、新技術(shù)和新方法去引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，為他們提供多視角的課堂內(nèi)容，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們積極思考，深度學(xué)習(xí)。教師在教材的使用上也要考慮盡可能選擇有批判性思維相關(guān)內(nèi)容的教材，在編寫教學(xué)大綱和教案時更要考慮到如何將批判性思維運(yùn)用到課堂上去，抱著終身學(xué)習(xí)的態(tài)度，多接觸儀器分析前沿，多查閱文獻(xiàn)，熟悉儀器更新?lián)Q代的情況，掌握最新的儀器設(shè)備原理及操作，不斷加強(qiáng)自身的學(xué)識，隨時把可以作為批判性思維教學(xué)的素材記錄下來，在授課時才能做到與時俱進(jìn)、游刃有余。在教學(xué)中掌握先進(jìn)的教學(xué)模式和方法，比如利用頭腦風(fēng)暴模式鍛煉學(xué)生思維，采用啟發(fā)式教學(xué)模式集中學(xué)生注意力，使學(xué)生在教學(xué)過程主動思考；采用翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)習(xí)的“決定權(quán)”從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這些模式和方法的合理運(yùn)用，對教師提高教學(xué)效果起著舉足輕重的作用。

2.2 學(xué)生自身批判性思維能力的培養(yǎng)

大學(xué)生雖然有多年的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和自己熟悉的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，但他們大多對批判性思維的認(rèn)知是模糊的，從課堂提問中就可以發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生不知道如何回答問題，鮮有學(xué)生主動提出問題或者質(zhì)疑老師所講授內(nèi)容。主要原因是學(xué)生沒有真正接受過辯證思維、批判性思維知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。批判性思維是一種理性的、反省的思維能力，學(xué)生不可能天生就具有這種素養(yǎng)，必須經(jīng)過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。著名教育家布魯姆把教育分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造六個層次，學(xué)生能夠達(dá)到“應(yīng)用”層面已經(jīng)很好了，而達(dá)到分析、評價和創(chuàng)造層次的學(xué)生可謂鳳毛麟角，主要原因還是缺少批判性思維能力。這需要培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，養(yǎng)成不唯上、不唯師和不唯書的習(xí)慣，培養(yǎng)邏輯推理能力，具有開放和質(zhì)疑精神，做到樂于思考善于批判。因此，在《儀器分析》課程教學(xué)中有目的地引入批判性思維的理論，有意識地強(qiáng)化和訓(xùn)練批判性思維，將會有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 《儀器分析》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式的改變

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式，是實(shí)驗(yàn)老師準(zhǔn)備好所有的實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生在老師講解結(jié)束后，不需要自己去選擇和分辨，直接拿起器具應(yīng)用就行，這種方式極易使學(xué)生的思維產(chǎn)生惰性；因此，上實(shí)驗(yàn)時，盡可能讓學(xué)生自己去選擇，讓學(xué)生成為課堂上真正的主體。另外，老師在講儀器操作時，學(xué)生可以隨時提問；學(xué)生在操作儀器時，除了老師在旁邊觀察和指導(dǎo)外，同學(xué)之間可以進(jìn)行相互監(jiān)督、評議，通過這種方式，讓學(xué)生學(xué)會主動思考，根據(jù)自己的思維在操作儀器時做出判斷，準(zhǔn)確掌握操作要領(lǐng)，有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如在HPLC實(shí)驗(yàn)中，由于儀器少，老師分批對每組進(jìn)行講解。首先讓第一組的6位同學(xué)加上另外7組里選出的7位代表一同聽老師講解，保證每位同學(xué)的聽講課效果。老師講解并示范操作結(jié)束后，第一組6位同學(xué)開始實(shí)際練習(xí)，逐漸熟練操作后，即可進(jìn)行上機(jī)進(jìn)樣、圖譜打印，得到數(shù)據(jù)并完成操作；然后，讓第二組的代表講解給第二組同學(xué)，第一組留下1位同學(xué)和老師一起進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)；第二組同學(xué)聽完講解后即可進(jìn)行上機(jī)進(jìn)樣、圖譜打印，得到數(shù)據(jù)并完成操作。如此循環(huán)操作，每位同學(xué)都得到了上機(jī)操作的機(jī)會，學(xué)生積極性有了很大提高，學(xué)生對儀器的操作技巧和工作原理記憶就比較牢固。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時，除了認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)教材中的常規(guī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求外，還要有不少于500字的心得體會。

2.4 《儀器分析》理論課程教學(xué)方式的改變

教師課堂上提出問題時，一定要鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和見解，開始時學(xué)生不大習(xí)慣，教師一定要有耐心，學(xué)生逐漸會接受這種方式，并積極回答問題甚至搶答問題。例如在理論課堂上講解HPLC四大系統(tǒng)時，會讓學(xué)生回想GC的五大系統(tǒng)來進(jìn)行對比。GC有個溫控系統(tǒng)，對于分離柱要進(jìn)行控溫，而HPLC的分離柱一般沒有溫控系統(tǒng)，有學(xué)生問“這是為什么呢？”“是否驗(yàn)證過呢？”等問題。這樣學(xué)生就有了好奇心，敢于發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法，自然就會跟隨教師的講解思路用腦思維，真正做到“critical thinking”(批判性思維）。

2.5 作業(yè)要具有開放性、綜合性和創(chuàng)新性

傳統(tǒng)作業(yè)學(xué)生很容易從教材上找到答案，這些教材上的答案一般都是“標(biāo)準(zhǔn)的”“唯一的”，不具有開放性和綜合性，更無創(chuàng)新性，很容易造成作業(yè)“千篇一律”的現(xiàn)象。另外，關(guān)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告（作業(yè)），學(xué)生都是利用實(shí)驗(yàn)教材，把實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、?shí)驗(yàn)器材、方法步驟等完全照抄下來，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果填入，整個實(shí)驗(yàn)報(bào)告完全模式化，沒有創(chuàng)新性可言。開設(shè)開放性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，布置具有開放性、綜合性和創(chuàng)新性作業(yè)，教會學(xué)生如何查閱文獻(xiàn)和相關(guān)資料，結(jié)合課堂上所學(xué)知識，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施，讓學(xué)生參與到整個實(shí)驗(yàn)過程中來。就可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)實(shí)事求是團(tuán)結(jié)協(xié)作的科研精神，提高學(xué)生分析問題和解決問題的創(chuàng)新能力。因此教師多留開放性的作業(yè)，讓學(xué)生通過多種渠道鍛煉信息的獲取、分析、評價、創(chuàng)新等方面的能力，利用批判性思維對這些信息進(jìn)行判斷，選擇對解決問題有幫助的信息，制定出最佳解決問題的方案。比如在完成原子吸收章節(jié)的學(xué)習(xí)后，老師布置開放性作業(yè)，要求每個小組選取不同的藥物進(jìn)行金屬元素含量的測定，各小組同學(xué)綜合利用所學(xué)相關(guān)知識，共同出謀劃策設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案形成后，經(jīng)任課教師把關(guān)，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行操作，獲得數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，寫出完整的檢測報(bào)告。學(xué)生通過本次作業(yè)的完成，激發(fā)了創(chuàng)新意識，自信心、創(chuàng)造力及團(tuán)隊(duì)合作意識得到了提高，集體榮譽(yù)感和自豪感得到加強(qiáng)。

2.6 把批判性思維的訓(xùn)練納入到課程考核的內(nèi)容

為了引導(dǎo)學(xué)生鍛煉批判性思維，筆者對課堂上主動表達(dá)自己觀點(diǎn)和見解的同學(xué)給予平時成績的加分，對于積極參與頭腦風(fēng)暴的同學(xué)加分，對于實(shí)驗(yàn)中能發(fā)現(xiàn)操作錯誤的同學(xué)加分，目的是讓學(xué)生有意識地主動反思，敢于懷疑，最終讓批判性思維成為一種習(xí)慣。