儀器分析課程教學新體系的構建

向東山 翟琨

摘要：儀器分析是高校化學化工類專業(yè)重要的必修專業(yè)課程，對課程知識體系的構建和學生素質能力的培養(yǎng)具有重要作用。以建構主義理論為指導，通過重構課程體系、強化實驗教學、改革考核方式、創(chuàng)新教學方式四個模塊對重新構建儀器分析課程教學新體系。

關鍵詞：建構主義；儀器分析；課程教學體系

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）29-0214-02

儀器分析是高等學校化學化工類專業(yè)必修專業(yè)課之一，也是環(huán)境科學、食品科學、生物工程、制藥工程等專業(yè)相當重要的專業(yè)基礎課，無論是對化學化工類專業(yè)還是對相近相關專業(yè)而言，儀器分析對專業(yè)知識體系的構建和學生素質能力的培養(yǎng)均具有重要作用。儀器分析課程的教學改革研究在許多大學中均有開展，圍繞著課程教學體系的改革、實踐教學模式的創(chuàng)新、教學方法的優(yōu)化、學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等各個方面展開了許多研究。然而，由于高校層次的不同、信息技術的發(fā)展、培養(yǎng)目標的差異和教學思想的不同，教學研究活動的開展方式和最終所取得的課程教學改革效果不盡相同。總體來看，儀器分析課程在理論教學改革方面，提出了多媒體教學、以教學過程為導向的教學、研究性教學等各類教學模式；在實踐教學改革方面，提出了仿真教學、觀摩演示和現(xiàn)場實驗教學等模式，這些改革均取得了較好的教學效果。

然而，目前對于儀器分析課程教學內容的深層次改革明顯不足，亟待加強。主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，課程章節(jié)多，內容繁雜，且各章節(jié)重復內容較多，并且與預修課程和后續(xù)課程聯(lián)系緊密，需要無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等作為課程基礎開展學習，同時在教學中還要注意與專業(yè)相結合拓展學生實際應用儀器分析技術進行檢測和分析的能力，這就導致現(xiàn)有的課時量不能很好地完成教學任務，不利于系統(tǒng)構建知識體系。第二，儀器分析課程屬于理論和實踐并重的課程，在學習中不但需要理論知識體系作為課程的支撐，還需要開展豐富的實驗教學來培養(yǎng)和鍛煉學生的實踐動手能力和分析檢測能力。然而現(xiàn)有的實驗教學與學科前沿及實際應用結合不緊密，沒有充分考慮產業(yè)界的需求，學生在學習過程中對于實踐技能的培養(yǎng)還有所欠缺，這就導致了學生的實踐應用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)明顯不足。綜上，儀器分析課程教改不能固步自封，滿足于現(xiàn)有成就，而是應該繼續(xù)加強與相關行業(yè)的聯(lián)系，從教學內容改革和學生應用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面入后，盡量培養(yǎng)出市場滿意的儀器分析專業(yè)人才。因此，本文旨在針對儀器分析課程教學現(xiàn)有問題，以建構主義為指導，重新構建了儀器分析課程教學新體系。

一、建構主義理論對課程教學的指導作用

建構主義（constructivism）也稱為結構主義，是認知心理學派中的一個分支。建構主義理論的內容非常豐富，但其主要內涵可以概括為：以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識意義的主動建構，而不是像傳統(tǒng)教學那樣，只是把知識從教師頭腦中傳送到學生的筆記本上。因此建構主義認為：學習者依靠自身建構自己的知識，新的學習依賴于現(xiàn)有的知識水平，社會性互動能夠促進學習，有意義的學習發(fā)生于真實的任務和情境（或者模擬情境）之中。其學習理論強調以學生為中心，認為學生是認知的主體，是知識意義的主動建構者；教師只對學生的意義建構起幫助和促進作用，并不要求教師直接向學生傳授和灌輸知識。在建構主義學習環(huán)境下，教師和學生的地位、作用和傳統(tǒng)教學相比已發(fā)生很大的變化。因此，基于建構主義的教學設計需要遵循以下六個原則：（1）強調以學生為中心。（2）強調“情境”對意義建構的重要作用。（3）強調“協(xié)作學習”對意義建構關鍵作用。（4）強調對學習環(huán)境（而非教學環(huán)境）的設計。（5）強調利用各種信息資源來支持“學”。（6）強調學習過程最終目的是完成意義建構。

建構主義理論是為一種重要的西方教育理論，在傳入我國后對我國高等教育教學改革和課程教學改革發(fā)揮了巨大作用，許多教研活動都是以建構主義理論為指導逐步展開的。從建構主義理論出發(fā)，傳統(tǒng)的儀器分析教學存在著種種不足，而這種不足恰好能夠采用建構主義的理論和觀點予以改善，因此建構主義理論對于儀器分析課程教學改革來說是重要的、有指導意義的。

二、儀器分析課程教學體系的重新構建

根據(jù)建構主義理論對課程教學的指導作用，從以下四個方面重建儀器分析課程教學新體系。

1.重構課程體系。現(xiàn)有的儀器分析教材章節(jié)繁多，如果教師逐一進行講解，不但課時緊張，而且由于內容交叉重合會導致主線不明。因此教師在把握課程主脈時，必須要把知識主線提出來，突出教學重難點，并講清儀器分析幾種主要不同方法之間的關聯(lián)與差異。儀器分析的核心內容即是儀器所產生的信號與物質性質及濃度之間的關系。光譜分析、色譜分析、電分析是儀器分析三個主要的構成部分，以這三種方法為例，討論信號與物質性質與濃度之間的關系。首先可以統(tǒng)合認知，通過光、電、色對儀器分析產生整體性認識，在此基礎上再對三種方法進行具體的、細致的分析和對比。這樣，學生即可以宏觀地獲得儀器分析的整體認知，也可以了解光、電、色三種分析方面的相同點和不同點。接下來，對同類分析方法，可以突出這種方法實施的基本原理、所采用的主要儀器的基本構造，從微觀上加強對課程內容的了解和把握。另外，儀器分析課程是學科體系中的一個有機構成部分，需要注意本課程發(fā)展與相關學科之間的關聯(lián)，尤其要注意相關學科的發(fā)展對儀器分析發(fā)展所產生的實時影響，并適度納入到課程教學中。

2.強化實驗教學。儀器分析是一門理論與實踐并重的課程，實驗教學效果的好壞將會顯著影響課程的整體教學水準。在實際的科研工作中，分析檢測除了學生最熟悉的實驗室具體檢測分析外，還包括樣品的采集、樣品的處理、數(shù)據(jù)的取舍及統(tǒng)計分析。儀器分析的課程教學目標之一就是為了強化學生分析和解決問題的能力，那么為完成一項工作所需要全部流程都必須要讓學生參與到。由于學生的宏觀把握能力不強，除了上述已經(jīng)提到的要求外，還需要教師適當引導，學生自主設計實驗方案。只有完成了前期調研、樣品采集和處理、分析檢測、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，學生才能夠全面了解實驗究竟是什么，才能了解廣義上的實驗。儀器分析是一種重要的檢測手段，如何有效地應用這一手段來解決實際問題是教學關注的重點，切不可一味地陷入實驗室檢測環(huán)節(jié)而忽略了其他步驟。為了培養(yǎng)學生獨立完成實驗操作的能力，教師不妨根據(jù)社會熱點問題和科研課題，設計一些實驗項目，強化學生分析和解決實際問題的能力。由于儀器分析是無機、分析、有機、物化等四大基礎化學的后續(xù)課程，原理驗證性實驗可以適當減小，綜合設計性實驗適當增加，強調實驗方案的可操作性和實驗結果的可分析性。

另外，在實驗教學中，盡量和理論教學步調一致，確保學生在學完該門課程后，既能夠清楚實踐依托的理論基礎和理論知識對實踐的指導，又能夠通過實驗或實踐進一步地驗證原理，加強對理論知識體系的認知和了解。

3.改革考核方式。考核方法包括教學過程和教學結果的考核，最終的評價結論是伴隨學生一生的記錄，這必然是學生關注的重點。那么，怎樣給出這個評價結果呢？以前，我們常用的方法就是期末考試的時候一張試卷，閉卷筆試，再結合課堂情況，得到一個評價分值。這種考核方式可能適合于純理論的課程考核，但顯然并不適于儀器分析課程的考核。儀器分析實踐性相當強，那么閉卷考試考核的什么呢？非操作性的、非延展性的東西。這種方式限定了考試的內容和時間，對于儀器分析課程來說，這是一個明顯的弊端，并不能體現(xiàn)出一個學生對該門課程的整體把握。因此，可以把考核可劃分為三個部分，第一是原理考試，筆試；第二是課程論文或課程設計，評價學生實驗能力。

4.創(chuàng)新教學方式。教學方式改革的腳步從未停止，如何能夠激發(fā)學生學習的興趣，是所有教育工作者關心的問題。從儀器分析的課程特點出來，可以側重采用以下三種教學方法，比較式教學能夠幫助學生掌握課程的區(qū)別與聯(lián)系，問題式教學能夠直觀地引發(fā)學生對某一問題的興趣，研究式教學能夠激發(fā)學生深入探索的樂趣。當然還有很多方法均可以應用于儀器分析的教學。無論是哪一種教學方法，都還是要圍繞著“因材施教”四個字來展開，最終的目標是為了學生構建良好的知識體系和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這些方法可以交叉運用，只要能夠獲得好的教學效果，就是好的教學方法。

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