項目式教學在儀器分析實驗課程中的應用

◎ 商云帥，溫紅珊，楊玉民，王 東

（1.吉林工商學院糧食學院，吉林 長春 130507；2.長春職業(yè)技術學院，吉林 長春 130033）

儀器分析實驗課是生命科學、環(huán)境科學、醫(yī)藥學、食品、材料、農(nóng)業(yè)、地質和化學化工等專業(yè)的主要基礎技能課程之一，是儀器分析課程教學中的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生基本技能、實踐能力、科學素養(yǎng)以及增強學生創(chuàng)新意識等方面都起著重要作用。然而，目前儀器分析實驗教學側重以獨立的實驗項目為單位，雖然有效地促進了學生對基本知識的掌握，但也限制了學生對知識的遷移和全局的掌握，難以進行系統(tǒng)、全面的專業(yè)技能訓練。為了強化培養(yǎng)學生能力，促進個性化發(fā)展，必須不斷探索革新教學方法[1-2]。項目式教學是以項目為主線、教師為引導、學生為主體，學生主動參與、自主協(xié)作和探索創(chuàng)新的新型教學模式[3-4]。儀器分析實驗課具有較強的實踐性和操作性，在課程教學中運用項目式教學法，從選定項目、制定計劃、實施項目和交流評價等環(huán)節(jié)開展課程教學，可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性，使學生切實地體會到分析檢測工作中的重難點，培養(yǎng)了學生獨立解決問題的工作能力，縮短了學生未來從事分析檢測工作的適應期。

1 項目式教學法在儀器分析實驗課程中的教學過程

傳統(tǒng)教學模式的儀器分析實驗課程，學生做實驗是按照教材、實驗指導書或是老師演示進行操作，很多學生對實驗內容不理解，無法做到真正掌握，畢業(yè)后也不能將學過的知識應用到實踐中[5-6]。運用項目式教學法能夠提高學生實操能力、夯實理論基礎，真正實現(xiàn)應用型本科教育人才培養(yǎng)目標。

開展項目式教學的關鍵是可操作性項目的構建，主要包括選題、確定項目方案、項目實施和項目總結等過程[7-8]。以教學進度和學生現(xiàn)有知識水平為基礎，結合學校實驗室硬件條件，設計難易適中的項目。鼓勵學生自主選題，教師給予相應的指導和建議。在實際開展中，學生通過查閱文獻、師生交流等方式最終確定了多個項目，如火腿腸中亞硝酸鹽含量測定、小白菜中有機氯農(nóng)藥殘留分析、奶粉中鈣含量的檢測等。確定實驗項目后各實驗小組根據(jù)所選項目細化實驗方案，教師給予相應指導，完善項目方案，包括做好小組成員分工、分解任務時間安排以及各小組成員的任務銜接細則等。確定項目方案后進入項目實施階段，教師積極了解各小組成員的項目進展情況，全程監(jiān)督指導項目，小組成員要在規(guī)定時間內完成樣品前處理、系列標準溶液配制、儀器分析方法建立等。最后進行交流評價，項目完成時各小組首先對本組項目完成情況進行自我評價，總結團隊合作中出現(xiàn)的問題和獲得的經(jīng)驗。教師對各小組在項目實施中的各個環(huán)節(jié)及最終檢測分析結果進行綜合評價，并與學生交流完成項目的經(jīng)驗，引導學生改進學習中的不足。

2 項目式教學法在儀器分析實驗課程中的具體應用

吉林工商學院食品科學與工程、食品質量與安全、食品營養(yǎng)與檢測、糧食工程、生物工程和動物科學等專業(yè)都開設了儀器分析課，本文以食品質量與安全專業(yè)學生為具體授課對象，針對目前熱點的食品質量安全問題立項開展儀器分析實驗教學。儀器分析理論課程中原子吸收光譜法是重要的章節(jié)，也是質量安全檢測常用的分析技術，學生的選題“奶粉中鈣含量的檢測”正是這一檢測技術的典型應用，下面以該項目為例展開討論。

學生通過查閱文獻等方式，確定了實驗項目：分析3個品種奶粉中的鈣含量。項目小組設組長1名，負責組織實施項目；2名同學負責奶粉樣品的前處理。經(jīng)討論確定采用干法消解和微波消解兩種方法，意在比較不同前處理方法對鈣含量的檢測分析是否存在影響，1名同學負責鈣標準溶液的配制，2名同學負責儀器分析方法的建立及上機操作。在項目實施過程中，教師跟蹤項目進展，及時提出學生操作過程中出現(xiàn)的問題，并引導學生通過翻看教科書、上網(wǎng)查資料等方式讀懂問題所在，自己尋找解決問題的辦法。例如，在本項目實施過程中，出現(xiàn)過標準曲線線性不達標的問題，老師引導學生從標準溶液配制的整個環(huán)節(jié)出發(fā)尋找癥結所在，最終發(fā)現(xiàn)了玻璃器皿清洗不干凈、實驗室用水不規(guī)范等問題。在項目自我評價環(huán)節(jié)，學生普遍認為這種項目式教學方法，能夠使抽象的理論具體化，如理論課上學習的銳線光源、原子化器能使原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)這些概念都很抽象難懂，但通過改變空心陰極燈的電流、調整燃氣和助燃氣的燃燒比例、測定霧化效率等實際操作，學生理解了儀器原理，進而掌握了操作方法，而不是單純地死記硬背。再如，在項目開展中學生通過觀察電爐炭化、馬弗爐灰化后奶粉顏色的差異，更加明確了有機質分解過程，理解了鈣離子如何被轉化為可分析的狀態(tài)，使得實驗操作自如可控，而不是傳統(tǒng)的按部就班。

3 項目式教學法在儀器分析實驗課程中的實施效果評價

除了以實驗報告的方式了解項目式教學在儀器分析實驗課程中的效果，筆者還開展了調查問卷，對實施效果進行評價，希望能夠積極吸納學生對教學環(huán)節(jié)、考評方式等方面的反饋意見，從而使項目式教學能在儀器分析實驗教學中得以改進和完善。本文以食品質量與安全專業(yè)學生為調查對象，共發(fā)放45份問卷。

項目式教學的目標是有效促進學生對知識技能的掌握。調查結果顯示，88.3%的學生認為項目教學對知識技能的掌握很有幫助；100%的學生都會主動尋找解決難題的辦法，學生最常見的做法有咨詢老師、上網(wǎng)查資料、與小組內同學討論和聽取行業(yè)人員經(jīng)驗等；84.6%的學生認為自學能力得到提高，83.5%的學生認為實際操作能力得到提高，68.7%的學生認為分析解決問題的能力得到提高。

4 項目式教學法在儀器分析實驗課程教學中的推廣建議

選題立意是影響項目式教學法在儀器分析實驗課程教學中推廣的關鍵因素，在確定項目時要綜合考慮學生基礎知識、動手能力等多方面的差異，把握學生的學習興趣和態(tài)度。項目首次開展時主要以激發(fā)學生興趣、自主學習、發(fā)現(xiàn)問題為目的，只要學生能將項目流程完整實施即可，不要過多追求結果的準確性；然后再由易到難分層次設計項目，規(guī)劃項目的難易程度和工作量大小。

由于項目式教學給予了學生很大的發(fā)揮空間，學生會隨時提出各種問題，這對教師提出了更高的要求，所以教師要不斷完善教學環(huán)節(jié)的設計，多種教學方法相互配合。另外，在評定學生成績時也可以突破傳統(tǒng)模式，不單純以實驗報告和實驗結果為依據(jù)，教師可以從學生項目設計、小組配合、項目自評等多角度制定量化指標[9]。

情境學習理論指出，只有將學生置于實際工作中才能真正學會相應的知識和技能[10]。若想項目式教學法在儀器分析實驗課程中取得更佳的教學效果，應充分依托第三方檢測機構與平臺等校外實踐基地，營造貼合實際的檢測任務，不斷擴展真實項目，使學生能提前接觸社會、認識市場需求、掌握專業(yè)技能。

5 結語

本文從教學過程設計、教學效果評價等方面研究了項目式教學在儀器分析實驗課程教學中的應用，并提出了一定的推廣建議。研究表明，項目式教學從實際問題出發(fā)，激發(fā)了學生學習興趣，鍛煉了學生解決實際問題的能力，開闊了視野，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和團隊合作精神，給學生帶來了一個全新的觀念。顯然，項目式教學在儀器分析實驗課程中推廣是可行的，它為食品專業(yè)人才培養(yǎng)提供了一定思路和方向。