以應用型人才培養(yǎng)為導向的儀器分析課程教學研究

趙聯(lián)朝 趙武超

摘要：本研究通過對儀器分析方法解決分析問題過程的分析探討，歸納總結出儀器分析方法解決分析問題的一般方法、步驟。儀器分析課程內容以解決分析問題的一般步驟、程序為主線做相應調整，以利于學生將儀器分析課程所學陳述性知識轉化成程序性知識，發(fā)展學生的應用技能，并建立知識之間的內在聯(lián)系。同時，選擇生產(chǎn)、生活中的分析問題實例讓學生進行實驗方案設計及實際分析練習，讓學生通過運用知識，建立知識之間深層聯(lián)系，培養(yǎng)發(fā)展學生應用技能。

關鍵詞：儀器分析課程;應用型人才;培養(yǎng);教學研究

要培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的應用型人才，強化學生應用能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。由于學生應用能力的形成與發(fā)展是以學生掌握相應的理論知識為前提。所以，儀器分析課程教學中強化學生基礎理論、基本概念等的學習與掌握是課程教學的必然要求。在課程資源有限的情況下，如何解決學生基礎知識學習與發(fā)展學生應用能力之間的關系，培養(yǎng)出高素質的、符合社會發(fā)展需求的應用型人才是儀器分析課程教學必須要面對和解決的問題。

為發(fā)展學生應用能力，同時建立優(yōu)良的儀器分析基礎知識體系，本研究對生產(chǎn)、生活中的一些實際試樣的分析檢測過程進行了反復研究，并歸納總結出應用儀器分析方法解決實際分析問題的主要步驟、程序。在儀器分析課程教學中，以解決分析問題的程序步驟為主線，將課程教學內容進行適度調整。突出理論知識在分析問題解決問題中的作用，深化學生對理論知識的感悟與理解，加強學生對知識理解的重要性認識。建立理論知識與知識應用之間的橋梁，作為直接聯(lián)系的核心紐帶。隨后，選擇生產(chǎn)、生活中的分析檢測試樣讓學生應用解決分析問題的一般程序、步驟進行實驗方案設計，并進行相應的實際實驗操作。以充分利用教學資源，將學生理論知識學習與學生分析問題解決問題能力的形成發(fā)展作為相互促進協(xié)調發(fā)展的統(tǒng)一過程。教學實踐表明：應用本研究方法，學生不僅對遇到的一般性分析問題能提出相應的解決方案，而且，對不同儀器分析方法的特點及方法之間的區(qū)別與聯(lián)系有了較好的理解，學習效果良好。

一、解決分析問題的主要步驟

通過對分析試樣分析檢測過程的分析研究，本研究對用儀器分析方法解決分析問題的主要步驟總結歸納如下（圖1）。

圖1步驟中，“問題分析”是弄清要解決的分析問題;“分析方法選擇”步驟要求：依據(jù)分析問題選擇相應的分析方法（要求學生在不同的儀器分析方法中，作正確抉擇）;“儀器設備準備”要求：根據(jù)選擇分析方法，準備相應的儀器及設備;定性、定量分析有一共同步驟-試樣處理，該步驟要求依據(jù)分析方法不同，掌握正確的試樣處理方法。此外，定量分析中要求熟悉不同校正方法，并能做出適合選擇;“實驗條件設置”步驟要求熟悉不同儀器分析方法的實驗條件及設置原則，熟悉不同分析方法的影響測定因素;“實驗操作”需要具備相應的動手能力;“數(shù)據(jù)處理”要求對實驗結果做正確的分析及處理。

分析檢測分析試樣一般步驟表明：解決分析問題的每一步驟都以具有相應理論知識為基礎，這些理論知識通過解決分析問題過程不僅可以由陳述性知識轉化成程序性知識，可以使學生思維更條理化程序化，為學生分析問題解決問題的技能發(fā)展提供良好平臺，而且，分析問題解決問題技能的應用過程可以加深學生對知識的掌握感悟達到更深的理解，促進學生形成結構化知識體系與結構化的思維網(wǎng)絡。

二、理論內容教學

（一）課程理論內容的組織與編排

儀器分析課程中，不同章節(jié)儀器分析方法內容具有相對獨立性，分析方法之間缺乏明顯的聯(lián)結、聯(lián)系。這客觀上造成了學生學習中知識之間同化的障礙，增加了學生學習難度。本研究將不同章節(jié)中儀器分析方法內容按照解決分析問題的程序結構化步驟進行組織結構調整，形成以分析問題解決問題的程序步驟為主線的結構化網(wǎng)絡知識體系。這樣一方面能夠使學生更深理解所學知識的意義、了解其應用價值，激發(fā)學生的學習動機。另一方面，這種處理方法，建立了不同章節(jié)中不同儀器分析方法之間的關聯(lián)、聯(lián)系，利于學生建立儀器分析課程的總體層面上的結構化網(wǎng)絡化知識體系。

（二）課程理論內容教學方法

首先，儀器分析課程教學過程中，向學生介紹由儀器分析方法解決分析問題的一般方法、步驟。此后，每學習一種儀器分析方法，依據(jù)課程所學內容及生產(chǎn)、生活中存在的實際分析問題實例設計問題情境，要求學生根據(jù)解決分析問題的一般方法、步驟，依據(jù)所學課程內容對提出的分析問題進行實驗方案設計，并以此方法作為章節(jié)內容的復習總結。實驗方案設計可以由學生單獨完成，或由學生分組討論形成集體方案。為強化學習效果，學生實驗方案設計要有量化成績，并作為學生平時成績構成部分。

隨著課程進行，學生學習的儀器分析方法種類逐漸增多，學生解決分析問題時，需要選擇對比的范圍在不斷擴大，解決分析問題的難度在不斷增加，每一次分析問題的解決過程都是對已學習分析方法的比較、區(qū)別和自身知識結構的重新調整和編碼過程。這從客觀上促進學生明確不同儀器分析方法之間的區(qū)別與聯(lián)系，形成結構化的知識體系。

三、實驗課程教學

為充分發(fā)揮實驗課程在學生解決分析問題能力發(fā)展中的特殊作用，本研究儀器分析實驗課程采用預習與實驗兩個階段進行。預習階段：儀器分析每一實驗開始之前，根據(jù)大綱規(guī)定實驗內容及解決分析問題的程序步驟，由學生自己以實驗小組為單位進行實驗方案設計。實驗設計方案經(jīng)檢查（提出修改意見）并給出成績;實驗階段：教師依據(jù)學生實驗方案設計內容準備藥品、試劑，并重點介紹儀器使用方法和實驗注意事項。學生依據(jù)本實驗小組實驗設計方案進行實驗。實驗考核中，鼓勵同一班級學生對同一實驗采用不同的實驗方法、步驟，以最大限度的發(fā)展學生的應用及創(chuàng)新能力。

四、評價方法

學期結束時，學生各個實驗方案設計成績的平均值作為學生實驗方案設計成績，實驗方案成績按照一定比例構成學生平時成績。儀器分析實驗課程中的實驗方案設計及實驗操作成績是實驗成績的構成部分。

本研究改變儀器分析課程期末評價中只重視學生掌握理論知識水平評價，忽視學生應用能力考核的做法，強化學生應用能力考核與評價。以期提高學生應用能力，培養(yǎng)合格的應用型人才。

五、教學效果

為檢驗本研究方法的教學效果，本研究曾選取經(jīng)歷本研究教學方法進行儀器分析課程學習的學生共74名作為考察組，另選未經(jīng)歷本研究教學方法學習完儀器分析課程的學生共56名作為對照組，在同一環(huán)境條件下，選取生產(chǎn)、生活中的檢測分析問題實例讓兩組學生進行實驗方案設計，并從以下三個方面對兩組學生的設計方案進行評價。1、實驗方案設計的邏輯合理性;2、實驗方法掌握的準確性;3、實驗方案的完整性及可行性。檢驗結果顯示：對照組中沒有邏輯錯誤的為0，考察組沒有邏輯錯誤的共有62名學生，占比83.78 %。這里的邏輯錯誤主要表現(xiàn)為：未根據(jù)分析檢測要求，首先選擇分析方法，而是，或者先選擇實驗步驟，或先選擇校準方法、數(shù)據(jù)處理方法等。對照組中有幾乎一半學生對學習過的儀器分析方法掌握不準確。例如：分析方法選擇的是分光光度法，而儀器設備選擇的是氣相色譜儀等。考察組學生中不存在該項問題?？疾旖M在實驗方案設計的完整及可行性方面也明顯優(yōu)于對照組。對照組中沒有學生能夠設計出完整的實驗方案，考察組中有58名同學能夠設計出完整的實驗方案，占比78.38%。

六、結語

本研究項目，從提出研究課題到教學實踐前后經(jīng)歷了5年時間。項目進行期間，調查研究均顯示，參加本研究教學方法學習的學生，面對分析檢測問題，有70%以上學生都能提出較為完整的分析實驗方案;參加常規(guī)教學方法學習的學生面對同樣分析問題，學生幾乎都不能提出完整的分析實驗方案。另一方面，學生對用本研究方法進行儀器分析課程學習普遍認為學習內容重點較突出，實用性強。

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