摘要: 為了讓食品專業(yè)學生在有限的學時內掌握基本的儀器分析實驗知識，培養(yǎng)學生自主學習、綜合思考和解決問題的能力，在儀器分析實驗教學中，本文作者采用PBL教學法與傳統(tǒng)教學法進行對比性研究。結果表明，PBL教學法在儀器分析實驗教學中是一種培養(yǎng)和提高學生各種能力及綜合素質的較好的教學模式，其教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學法，但在其教學實施過程中也存在一些問題。因此教師應結合實際合理運用PBL教學法。

關鍵詞: PBL教學法儀器分析實驗課程應用

儀器分析課程是食品科技系一門重要的、實用性較強的職業(yè)基礎必修課，實驗教學是其重要的組成部分。傳統(tǒng)的實驗教學法以教師為中心，即教師先講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟及注意事項等，并做詳細示范之后，讓學生去練習、去驗證，而教師則在教室內來回巡視和指導。這種教學方法使學生始終處于被動狀態(tài)，且學習興趣下降，嚴重制約著學生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)，較難提高其解決實際問題的能力。[1]為此，我們突破傳統(tǒng)教學模式，進行教學改革，嘗試將PBL教學法(problem-based learning，PBL)理念應用于儀器分析實驗的教學中。

PBL教學法是以問題為基礎的教學法，也稱作問題式學習，強調以問題為引導組織教學內容，教學目標所要求掌握的學習內容被安排在精心設計的問題之中，采用學生自主學習和小組討論為主、教師積極引導、理論與實踐緊密結合的教學方式，學生在教學過程中可以隨時提出問題進行討論，通過合作解決實際問題來學習隱含于問題背后的科學知識，形成解決問題的技能，培養(yǎng)自主學習的能力。實踐證明，PBL教學法有利于調動學生的主觀能動性，有效促進學生自學，提高學生分析、解決問題的能力，取得了良好的教學效果。[2]-[3]在此我以“鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵實驗”為例來說明如何將PBL教學法靈活應用于儀器分析實驗課程的教學。

1.對象與方法

我校2007級三年制高專食檢專業(yè)1班學生46人，為對照班，采用傳統(tǒng)灌輸式教學法;2班學生43人，為實驗班，采用PBL教學法。兩個班學生均為高中畢業(yè)，隨意分班，在性別、年齡、入學成績等方面經(jīng)統(tǒng)計學檢驗無顯著差異(P>0.05)，入學后所學課程一致，具有可比性。兩個班的教學大綱、授課計劃、教材、任課老師、實驗課考核的試題和技能要求均相同。

2.PBL教學法實施步驟

2.1 教師精心設計問題，以問題為引導組織課堂教學。

教師對問題的設置是PBL教學法的核心。教師根據(jù)學生的現(xiàn)有水平及知識結構，以教學大綱的要求為核心，圍繞教學目標將教學內容劃分并設置為若干小問題，并在每次實驗課前1—2周將下一次實驗的內容、重點及相關問題告知學生，讓學生預習、發(fā)現(xiàn)問題、自覺查找資料并相互討論。設計問題時應注意問題要具有現(xiàn)實意義、新意和針對性，盡量多選取學生感興趣的實際問題，這些問題最好與食品檢驗工作密切相關。學生感到學有所用，自然就會產生學習興趣。另外，問題的難度不能太大，但也不能太簡單，對學生要有一定的挑戰(zhàn)性，要讓學生知道要回答這些問題，從教材上找不到完整的答案，必須通過多種途徑查閱相關資料后才能解決問題，這有助于增強學生的學習主動性、積極性和自信心，不僅可以吸引學生主動參與到教學過程中去，而且易于培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，發(fā)展在將來的食品檢驗工作中解決問題的能力。[4]-[5]

“鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵實驗”中的具體問題設置如下:

問題1:如何測定水樣中的微量鐵離子?(目的:讓學生學會利用教材、網(wǎng)絡、圖書館資源來獲取所需要的信息，同時通過聯(lián)系現(xiàn)實問題來激發(fā)學生的學習興趣。)問題2:為什么可見分光光度法能測定微量鐵的含量?(目的:讓學生回憶可見分光光度法的測定原理、顯色反應的要求、顯色條件的選擇等。)問題3:為什么不同的物質會呈現(xiàn)出不同的顏色呢?(目的:加強學生對物質顏色產生原因的認識。)問題4:鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵的實驗中顯色條件和測量條件如何選擇?為什么要先配制100.0μg/mL鐵標準溶液，然后進行稀釋得10.00μg/mL鐵標準溶液，而不直接配制?為什么鐵標準溶液的濃度要稀釋成10.00μg/mL，而不是其他濃度?在鐵標準液和試液中加入鄰二氮菲溶液、鹽酸羥胺溶液與HAc-NaAc溶液的作用是什么?在顯色操作時，未知試液與標準溶液同時顯色的目的是什么?為什么選擇試劑空白?其作用是什么?如何正確使用比色皿?工作波長為什么選擇為510nm?(目的:讓學生根據(jù)對顯色劑用量、溶液酸度、顯色時間、顯色溫度的選擇設計實驗方案，繪制光吸收曲線，確定工作波長，提高分析和解決實際問題的能力，加深對理論知識的理解和記憶。)問題5:測定吸光度后，如何定量計算?(目的:讓學生掌握儀器分析中常用的定量分析方法——工作曲線法，利用光吸收定律對數(shù)據(jù)進行處理。)由于本系列實驗需通過兩次實驗才能完成，因而，教師可以將以上問題分批布置下去，讓學生循序漸進，逐步探索并解答問題。

2.2 學生針對問題查閱資料，通過自主學習獲取知識。

教師指導學生隨機分組，每組6人，并指定1名小組長。在實驗課前1—2周，將課程設計交給PBL教學組學生，學生帶著問題預習教材相應章節(jié)內容，并通過到圖書館查閱相關資料、上網(wǎng)查詢、請教教師和學生之間討論等多種渠道獲得問題的答案和解決方法，準備好課堂發(fā)言。要求每一組都整理、總結出自己的意見，為實驗和課堂討論做好準備。

2.3 組織課堂討論，學生具體操作。

在實驗課上，在學生實驗操作前，教師應讓各小組學生用所學的知識和收集到的資料針對問題進行討論，意見不一致可辯論，并讓學生帶著問題進行實驗并仔細觀察，在實驗中尋找答案，從而避免傳統(tǒng)實驗課學生只是機械地按教師的示范進行重復，而對實驗目的和原理缺乏獨立思考，從而使他們既知其然又知其所以然。同時，教師在學生操作過程中要不斷巡視指導，以便及時了解學生的操作情況并糾正不規(guī)范的操作或錯誤的操作。學生邊操作邊繼續(xù)思考討論，并可隨時提問，教師指導答疑。

2.4 教師、學生總結反思。

在實驗結束后，教師組織學生對在實驗中未解決的問題及新發(fā)現(xiàn)的問題進行討論，回答原來提出的問題和操作過程中發(fā)現(xiàn)的新問題，意見不一致時還可展開辯論。在討論過程中，教師作為引導者掌握討論的進程和深度，引導學生將理論知識有效應用到實際中來，并鼓勵每位學生參與討論。尤其要引導學生認真分析實驗結果，特別是那些與預期結果有差異的實驗現(xiàn)象，認真分析討論可能的原因，并養(yǎng)成客觀記錄和科學思維的習慣。對于容易分析、學生意見一致的問題，教師可扼要略講;而對于需綜合分析、各組存在分歧的問題和結果，教師要結合基本原理進行深入講解，讓學生梳理出正確的思路，鞏固、深化理論知識，并進一步學習綜合運用知識解決實際問題的能力。例如在鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵實驗中，有些組在制作標準曲線時發(fā)現(xiàn)工作曲線不是一條直線，而是折線或曲線。針對這一結果，我讓各組分析原因，讓學生意識到標準溶液的配制、儀器的性能、比色皿的洗滌等都可能導致偏離朗伯-比爾定律，從而出現(xiàn)以上結果。我以這樣的分析討論為載體，讓學生理解了多種因素對實驗結果的影響，不再僅僅追求所謂的“標準結果”，而且懂得了科學思維和科學態(tài)度的重要性。另外，教師還應鼓勵各組學生在實驗和討論中的優(yōu)點，使其繼續(xù)發(fā)揚，指出其不足之處，提出改進意見和下一次實驗的要求。學生課后除寫出實驗報告外，還可根據(jù)討論內容和查閱的文獻寫出小論文。

3.教學效果評價

課程結束后我以問卷調查和實驗考核的方式對兩組教學法進行比較，結果表明:PBL教學在增強學生的學習興趣、提高學生的學習主動性和培養(yǎng)學生的自學能力等方面，均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學。

3.1 以問卷調查方式對兩種教學法進行評價。

問卷調查以無記名的方式進行，問卷回收率100%。調查內容及評價結果如表1所示。由表1可以看出，在激發(fā)學習興趣、提高自學能力和信息獲取能力、提高語言表達能力、增強學生的團隊合作能力、加強師生溝通、培養(yǎng)學生科學思維能力、提高分析和解決問題能力方面，PBL教學明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學組，大多數(shù)學生表示認同PBL教學法。

3.2 以實驗考核的方式對兩種教學法進行評價。

為檢驗PBL教學法的可行性，在實驗組與對照組學生實驗結束后進行實驗考核(包括實驗操作、理論考試、實驗報告，試卷內容、判分標準均相同)，PBL教學組和對照組實驗考核的綜合成績如表2所示。從表2可以看出，PBL教學組實驗考核的平均成績?yōu)?2.9分，而傳統(tǒng)教學組學生實驗考核的平均成績?yōu)?5.6分，PBL教學組的成績明顯比傳統(tǒng)教學組好，說明PBL教學法提高了教學效果。

表1兩組學生對各自教學法教學效果的評價問卷調查結果n(%)

表2PBL教學組和對照組實驗考核綜合成績比較

4.結果與討論

我對2007級食檢專業(yè)的儀器分析實驗課進行PBL教學法的教學實踐、問卷調查、成績分析，結果表明在教師和學生的工作量都不太大的情況下，PBL教學法在很多方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學法，取得了較好的教學效果。

但是高職高專院校的儀器分析課程學時數(shù)有限，若采用單純的PBL教學法，不僅學時緊張，學生也不可能將大部分自由支配的時間投入到儀器分析課程。因此，由于教學時數(shù)、學生層次、教師本身素質、教學條件等各方面因素的限制，目前我僅在儀器分析實驗教學中應用了PBL教學法。在教改實施過程中我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如部分學生缺乏積極性，習慣依賴于傳統(tǒng)的說教灌輸式教學方法，對PBL教學法不適應，甚至個別學生有抵觸情緒;圖書館的學習資源、電腦網(wǎng)絡資源和教學軟件資源不足;[6]PBL教學法教學耗費時間多;沒有統(tǒng)一的教材，等等。因此，這種教學模式還需要我們進一步去探索、發(fā)展和完善。

“教無定法，貴在得法”，在教學過程中，教師可根據(jù)教學實際創(chuàng)造出靈活而有效的PBL教學模式，根據(jù)學科及不同章節(jié)的特點選擇使用不同的方法，或在傳統(tǒng)講授法的基礎上采用PBL教學法，集兩種方法之所長，以取得更好的教學效果。

參考文獻:

[1]郭瑞珍，呂秀紅，靳俊峰等.PBL教學法在病理學實驗教學中的應用[J].山西醫(yī)科大學學報:基礎醫(yī)學教育版，2008，10，(5):564-566.

[2]楊艷杰，李品艾.PBL教學法在有機化學教學中的應用[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2007，25，(23):71-72.

[3]何丹.從PBL教學法談藥學專業(yè)分析化學教學改革[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2008，5:78-79.

[4]張學東，張宜欣，劉永紅.PBL教學法在醫(yī)學檢驗專業(yè)分析化學教學中的應用[J].檢驗醫(yī)學教育，2008，15(2):52-53.

[5]周麗平，孫立力，胡雪原等.問題教學法在醫(yī)用有機化學教學中的實踐[J].醫(yī)學教育探索，2008，7(4):362-363.

[6]張斌.PBL教學法在有機化學課程中的運用[J].職業(yè)教育研究，2006，9:93-94.