基于產(chǎn)教融合的儀器分析實驗教學(xué)方法改革的研究

張軍麗 馬金金 時文中

摘? 要：在高等教育產(chǎn)教融合背景下，應(yīng)用型高校的儀器分析實驗如何對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行改革將直接影響到人才的培養(yǎng)質(zhì)量。采用了項目化教學(xué)法、研究性教學(xué)法、案例教學(xué)法、同伴教學(xué)法、信息化教學(xué)法的實踐教學(xué)方法，全面改革教學(xué)方法，這些改革舉措培養(yǎng)了學(xué)生的積極主動分析思考和實踐創(chuàng)新能力，推行學(xué)生自主實驗教學(xué)。為地方高水平應(yīng)用型大學(xué)實踐育人和拔尖人才培養(yǎng)探索了新的方法。

關(guān)鍵詞：儀器分析及實驗;教學(xué)方法改革;產(chǎn)教融合

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）06-0140-04

Abstract： In the context of the integration of production and education in higher education， how to reform the traditional teaching methods by instrumental analysis experiments in applied universities will directly affect the quality of talent cultivation. We adopt project-based teaching methods， research-based teaching methods， case teaching methods， peer teaching methods， and information-based teaching methods， and comprehensively reform the teaching methods. These reform measures have cultivated students' proactive analysis and practical innovation skills Promote students' independent experimental teaching. The study has explored new methods for practical education and top-notch talent cultivation of local high-level applied universities.

Keywords： instrumental analysis and experiment; reform teaching methods; integration of production and teaching

《儀器分析實驗》課程在大學(xué)各相關(guān)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)

方案中都占有重要的一席之地。在探討教學(xué)方法改革過程中，學(xué)與教的關(guān)系要適當調(diào)整，樹立“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體”的觀念，教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)，學(xué)生才能更好地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，主動性和創(chuàng)造性才能更好的發(fā)揮[1-2]。實驗教學(xué)是高等學(xué)校教育教學(xué)的重要組成部分，和理論教學(xué)一起形成教學(xué)的軀體。在高等教育深化產(chǎn)教融合基礎(chǔ)上，《儀器分析實驗》是將學(xué)習(xí)到的理論和方法進行熟練的操作，是一門實踐性非常強的課程，幫助學(xué)生掌握理論知識，培養(yǎng)提高學(xué)生的操作技能及動手能力，為將來從事化學(xué)相關(guān)工作打下堅實的根基[3]。

在傳統(tǒng)的《儀器分析實驗》教學(xué)過程中，通常以教師講授學(xué)生傾聽及機械照貓畫虎的操作，學(xué)生嚴重地被實踐，問題較嚴重。而課程實驗內(nèi)容只要按照實驗課本上的方法、步驟即可進行操作，無創(chuàng)新性和積極動腦的培養(yǎng)可言。同學(xué)沒有進行課前預(yù)習(xí)，做實驗時也不知道為什么要這樣做，知其然而不知所以然，僅是一個操作員，無法提起學(xué)習(xí)興趣，敷衍了事，在實驗過程中無法獲得多大收獲。課后抄襲實驗報告的現(xiàn)象也較普遍。目前已有很多研究人員對《儀器分析實驗》教學(xué)模式及教學(xué)方法進行了許多嘗試，但在這些改革中，往往偏重于探索學(xué)生如何“學(xué)”，對“怎么教”的形式與內(nèi)容討論不多。教學(xué)系統(tǒng)中兩個不同的層次分別是教與學(xué)。教就是教學(xué)生如何學(xué)，要分析學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生的如何學(xué);學(xué)是在教之下的學(xué)，讓學(xué)生知道“如何學(xué)”。作為一名合格的教師除了能有效的教，還應(yīng)教會學(xué)生如何學(xué)。養(yǎng)成一個優(yōu)良的教學(xué)方法及學(xué)習(xí)方法并應(yīng)用在課堂及實驗（線上或線下）教學(xué)過程中，往往會有事半功倍的效果;如果沒有有效恰當?shù)膶W(xué)習(xí)方法，即便是真理，學(xué)生能力的培養(yǎng)和發(fā)展也可能無法實現(xiàn)。

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，應(yīng)根據(jù)實際的教學(xué)內(nèi)容，在實驗教學(xué)中教師結(jié)合學(xué)生特點，因材實施教學(xué)活動，組織不同形式的探索研究，通過多種教學(xué)方式結(jié)合進行，使教學(xué)具有時效性。我們經(jīng)過嘗試教學(xué)方法改革，采用項目化教學(xué)法、案例教學(xué)法、同伴教學(xué)法、信息化教學(xué)法、崗位需求教學(xué)法等，采取多種方法穿插組合及應(yīng)用。

一、項目化教學(xué)法

教師和學(xué)生通過配合實施一個實際企業(yè)或生活中的項目而進行的教學(xué)活動叫做項目化教學(xué)。項目可以是生產(chǎn)一件產(chǎn)品，也可以是提供一項服務(wù)，也可以進行一個成分的檢測等。讓學(xué)生獨立完成一個項目任務(wù)，從查閱文獻信息、方案策劃、方案實施，到完結(jié)任務(wù)后的結(jié)果評價，全部由學(xué)生自己通盤控制。通過一連串的項目實施，參與的所有學(xué)生都能夠嫻熟地達到項目每一環(huán)節(jié)的要求，把握整個流程的重、難點。在教與學(xué)的進程中，任課教師承擔指導(dǎo)咨詢、答疑解惑的責任。以依靠每一個工作任務(wù)完成的項目教學(xué)強調(diào)教學(xué)內(nèi)容的組織形式，以學(xué)生為主體的教學(xué)活動的開展形式，展示學(xué)習(xí)成果中多種多樣的解決任務(wù)的方法。對于項目化教學(xué)過程變成人人參與學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性實踐活動，學(xué)生關(guān)切的重點不再是最終結(jié)果，而是完成項目過程的心得體驗。選擇與企業(yè)結(jié)合或者解決社會難點熱點的項目是采用項目化教學(xué)方法的主要因素，有內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果四大教學(xué)要素，必須具有可行性且符合教學(xué)要求。

課程分為五大模塊其中每個模塊按項目化教學(xué)完成。由于缺乏必要知識學(xué)生難以完成任務(wù)時教師要進行適當示范指導(dǎo)。根據(jù)進展情況學(xué)生提出問題并分析問題;例如，具備哪些前提知識，做什么前期工作，才能完成測定銀杏制劑中黃酮的含量這一任務(wù)（這是“做什么”）？因此，“怎樣做”的問題得以解決。在項目教學(xué)中，不同階段有不同的教學(xué)任務(wù)，每個階段教師所承擔的角色也各不相同。雙向的師生互動非常重要，我們認為教師和學(xué)生斗志昂揚地參與在整個教學(xué)過程中是必要的。它要求在教學(xué)過程中教師和學(xué)生要重新定位自己的角色，主要知識的傳授者不再是教師，而變?yōu)轫椖炕虒W(xué)的組織者、引導(dǎo)者、咨詢者和評價者;學(xué)生不再成為知識被動接收者，而主動成為知識構(gòu)建者。

二、案例教學(xué)法

美國哈佛商學(xué)院首先進行案例法教學(xué)，學(xué)生是中心、理論結(jié)合實踐、互動式教學(xué)。徹底改變了傳統(tǒng)教學(xué)里教師講授學(xué)生聽講的填鴨式教法，具體化抽象的原理、概念等，合理科學(xué)地進行案例討論、組織互動式教學(xué)課堂，使學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性充分調(diào)動起來，學(xué)生的自信心、創(chuàng)造性和應(yīng)用綜合能力都得到有效的培養(yǎng)[4]。如圖1所示。

（一）準備案例

通過長期的教學(xué)實踐與研究發(fā)現(xiàn)，選擇的教學(xué)案例首先要有典型性，再次要貼近企業(yè)實際日常生產(chǎn)情景。所以教師要頻繁地親自到企業(yè)一線搜集并整理案例，如商店在市場購買了10噸的腌蘿卜條，使用后如口唇、舌尖、指尖青紫，懷疑該產(chǎn)品亞硝酸鹽含量超標。怎樣對樣品進行分析鑒定，引起中毒的物質(zhì)是什么？如何驗證分析？在案例法教學(xué)實施過程中，主角是學(xué)生，配角是教師，教師將找的案例發(fā)給學(xué)生并通知他們課前預(yù)習(xí)，要求學(xué)生到圖書館或上網(wǎng)查找大量的相關(guān)文獻資料，做好發(fā)言準備及想法見解。

（二）詮釋探究案例

這一環(huán)節(jié)是案例教學(xué)法的中心，教師應(yīng)設(shè)法調(diào)動學(xué)員的主動性，緊密圍繞所學(xué)案例組織學(xué)員展開圓桌討論，全班一起討論或分成幾個小組展開討論。從而大大提高教學(xué)效果。在上述案例中首先查亞硝酸鹽性質(zhì)。測定水溶性、pH值等物理性質(zhì)，最后做定量實驗。

（三）總結(jié)案例

在探究討論案例并得出結(jié)論之后，教師概括歸納并進行總結(jié)、評價得出結(jié)論，評價必需恰如其分，不偏頗。如判斷樣品亞硝酸鹽含量超標，顧客起訴商家。針對出現(xiàn)的問題教師要重點強調(diào)并講解，加深學(xué)員掌握知識點。重點講解討論不夠深入、不夠確切的地方及應(yīng)吸取并改正的教訓(xùn)及經(jīng)驗。

案例教學(xué)以其與實際聯(lián)系緊密、操作性強的特點被應(yīng)用于儀器分析及實驗課程教學(xué)中，成為理論-實踐之間聯(lián)系的紐帶。近年來，經(jīng)過許多研究者的探索和實踐，教學(xué)效果取得了很大的提高。案例教學(xué)法成為實驗教學(xué)的有效方法也將是一種發(fā)展趨勢。

三、同伴教學(xué)法

1991年，同伴教學(xué)法由埃里克·馬祖爾（Eric Mazur）教授創(chuàng)建，是一個講授自然科學(xué)課程的簡便、直接而有效可行的方法。讓學(xué)生參與教學(xué)過程是同伴教學(xué)法的靈魂，能使學(xué)生們更容易接受并應(yīng)用知識。同伴教學(xué)法一經(jīng)試用便取得較大地成效。在課堂上，不計其數(shù)的各種學(xué)科領(lǐng)域的教師選用了同伴教學(xué)法。結(jié)果表明，同更加傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法相比較，這種基于問題的教學(xué)方法優(yōu)勢更加明顯，效果更好?，F(xiàn)今信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，大學(xué)生課堂教學(xué)中最大的問題就是如何始終吸引住學(xué)生的注意力，始終保持學(xué)生對教學(xué)活動的參與度。同伴教學(xué)法專門設(shè)計適當?shù)臏y試題，用來揭示學(xué)生的認識誤區(qū)和錯誤理解，誘導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生深入自主地探究問題，并依托計算機指引學(xué)生參與整個教學(xué)過程[5]。一種學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、生生及生師互動的創(chuàng)新教學(xué)方法?？蛇M一步提高教師在課堂教學(xué)過程吸引學(xué)生的教學(xué)能力，積極探索學(xué)生對教學(xué)活動的參與度。

在不同的階段，需要教師向?qū)W員拋出一些精心設(shè)計的概念性問題如神奇的熒光、磷光是怎樣產(chǎn)生的？針對這些問題，學(xué)生得出自己對這些問題的看法和見解，經(jīng)過分小組討論達成共同意見和結(jié)論。分組討論往往能夠讓學(xué)員解釋概念并深入理解并掌握，而且能幫助沒有得到正確答案的小組同伴理清思路，得出正確結(jié)論。最后的課堂上，教師安排全體學(xué)員進行最終討論，適當?shù)膶χR問題之間的關(guān)系進行解釋補充或延伸拓展。同伴教學(xué)法的優(yōu)勢如圖2所示，這一新的教學(xué)方法可以幫助教師在課程中更好地教學(xué)。

同伴教學(xué)法的主要功能是：1. 加深學(xué)生對概念的理解，提升對學(xué)科問題的解決能力。2. 提高對知識的長時間記憶能力。3. 提升學(xué)生對課堂滿意度，從而對學(xué)習(xí)這個知識的畫面留下更加深刻的記憶片段。4. 提高學(xué)生的參與度。作為同伴教學(xué)的先驅(qū)，哈佛大學(xué)教授Eric Mazur提出，相比與向教師請教，學(xué)生好像更喜歡向同伴獲得指點。因此，當教師采用同伴法教學(xué)時，學(xué)生能夠更高程度的參與課程。

四、信息化教學(xué)方法

信息化教學(xué)對于高等學(xué)校教育來說是千載難逢的好機會。雖然，有過無數(shù)人類歷史上革命性的技術(shù)，但能直接服務(wù)教育事業(yè)的卻是屈指可數(shù)。而自印刷術(shù)發(fā)明以來，現(xiàn)代化電子信息技術(shù)則是對教育領(lǐng)域最具有革命性影響的技術(shù)。因此，全球?qū)W校都非常重視信息化教學(xué)在高校及中小學(xué)校應(yīng)用的研究及實踐。目前我們處于網(wǎng)絡(luò)化的新時代，學(xué)校多媒體教學(xué)環(huán)境中，利用網(wǎng)絡(luò)等多種信息化教學(xué)已成為主要教學(xué)方法。1. 可以通過《儀器分析及實驗》課程教學(xué)方法改革，大范圍拓展《儀器分析實驗課程》的教學(xué)內(nèi)容，解決理論和實驗課程之間聯(lián)系不緊密的問題。解決教學(xué)方式陳舊問題的同時，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，解決學(xué)生實踐被動，主動探索精神缺乏的問題。2. 利用微信、QQ等調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。在實驗教學(xué)中，教師要指導(dǎo)學(xué)生實驗，盡量避開對儀器的錯誤操作。我們建立了課前預(yù)習(xí)指導(dǎo)和檢查平臺“云舟超星學(xué)習(xí)通”。我們制作實驗儀器操作視頻，發(fā)到班級的微信、QQ群里，讓學(xué)生進入課程網(wǎng)站，可以結(jié)合實驗書，利用空閑時間（吃飯之余時，坐公交車時，乘地鐵時）收看，對實驗儀器的外形、結(jié)構(gòu)有感性認識，弄清實驗儀器的操作步驟和注意事項，極大地刺激了學(xué)生積極性。3. 加強微課程的建設(shè)和使用?！秲x器分析實驗》課涉及到多種大型儀器設(shè)備，關(guān)于儀器使用基本流程、操作注意事項等，雖然教師在課程中講授過，但仍有少數(shù)學(xué)生無法掌握要領(lǐng)。由于學(xué)生上課是只操作分析儀器一次且時間有限，尤其對只有一臺的大型儀器，很快就會遺忘具體的操作步驟。上網(wǎng)查找有關(guān)內(nèi)容，資料也很少，網(wǎng)上視頻可能不清楚、不詳細或儀器型號和我校不同，學(xué)生不能很快學(xué)會如何使用儀器，錄音并制作優(yōu)質(zhì)微課，能彌補學(xué)生在課中學(xué)習(xí)的遺漏和不足。有了微課視頻，詳細講解各種大型分析儀器的具體操作步驟，簡要的操作規(guī)程，學(xué)生可以通過把app下載到手機上，隨時、隨地、隨身觀看，省時、省力、省事。能充分體現(xiàn)學(xué)生的認知主體作用，能夠使學(xué)習(xí)積極性得到更多的關(guān)注與激發(fā)。

五、結(jié)束語

《儀器分析實驗》教學(xué)涉及的內(nèi)容廣泛，包含五個儀器分析模塊，我們結(jié)合實際情況，在實驗教學(xué)實踐中形成了打好基礎(chǔ)、提高質(zhì)量、力求創(chuàng)新、促進拔尖的實驗教學(xué)理念，采用了項目化教學(xué)法、研究性教學(xué)法、案例教學(xué)法、同伴教學(xué)法、信息化教學(xué)法的實驗教學(xué)，全面改革教學(xué)方法，這些改革舉措培養(yǎng)積極主動的分析思考和實踐創(chuàng)新能力，順應(yīng)了新時代高等教育的發(fā)展趨勢，有效地提高學(xué)生的社會適應(yīng)性，學(xué)生不再被動學(xué)習(xí)，墨守成規(guī)，成為對全面發(fā)展的應(yīng)用型人才。

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