田向榮 高艷清 高保衛(wèi)

摘? ? 要：“儀器分析”作為不同專業(yè)的基礎(chǔ)課程，存在著大型儀器少、課程內(nèi)容多而教學(xué)課時(shí)有限等問(wèn)題。文章從以學(xué)生為中心的人本主義，以提高學(xué)生主觀能動(dòng)性的建構(gòu)主義以及課程內(nèi)容深度與廣度并重的發(fā)展主義三個(gè)方面對(duì)“儀器分析”課程進(jìn)行研究型教學(xué)探索與實(shí)踐。通過(guò)運(yùn)用問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)策略、將社會(huì)熱點(diǎn)案例引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、優(yōu)化整合不同專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、引入虛擬仿真教學(xué)等措施，顯著提升“儀器分析”課程的教學(xué)質(zhì)量及效果。

關(guān)鍵詞：研究型教學(xué);儀器分析;模式

中圖分類號(hào)：G642.3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2020）02-0026-03

一、研究型教學(xué)的內(nèi)涵及理論基礎(chǔ)

研究型教學(xué)以培養(yǎng)創(chuàng)新型和復(fù)合型應(yīng)用人才為目標(biāo)，在教學(xué)過(guò)程中更加注重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該更加注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中將探索、研究和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起。研究型教學(xué)的理論基礎(chǔ)主要體現(xiàn)在人本主義、建構(gòu)主義和發(fā)展主義三個(gè)方面。人本主義即以學(xué)生為中心，建構(gòu)主義重在強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，而發(fā)展主義注重課程的深度與廣度，并在此基礎(chǔ)上有所發(fā)展、有所創(chuàng)新[1]。研究型教學(xué)目前已在“有機(jī)材料化學(xué)”[2]、“腫瘤生物學(xué)”[3]、“流通經(jīng)濟(jì)學(xué)”[4]等不同學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課程中進(jìn)行了實(shí)踐探索，取得了良好的教學(xué)效果?！皟x器分析”是西北農(nóng)林科技大學(xué)制藥工程、植物保護(hù)、中藥學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、食品科學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。植物保護(hù)學(xué)院是西北農(nóng)林科技大學(xué)在全校開(kāi)展研究型學(xué)院建設(shè)最早的學(xué)院之一?！皟x器分析”是植物保護(hù)學(xué)院制藥工程和植物保護(hù)專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在該門課程的教學(xué)過(guò)程中探索研究型教學(xué)是符合新形勢(shì)下建設(shè)雙一流學(xué)科建設(shè)的必然選擇。本文結(jié)合作者在“儀器分析”教學(xué)過(guò)程中的多年一線教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)課程的現(xiàn)狀分析，開(kāi)展了以人本主義、建構(gòu)主義和發(fā)展主義為理論基礎(chǔ)的研究型教學(xué)的實(shí)踐與探索。

二、“儀器分析”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

“儀器分析”課程目前主要采用高等教育出版社出版的《儀器分析》第四版教材，由朱明華和胡坪主編[5]，該教材為“十一五”“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。該教材第四版共包括14章節(jié)的內(nèi)容，主要涉及色譜法（氣相色譜和高效液相色譜）、電化學(xué)分析（電位分析、伏安分析、庫(kù)侖分析）和波譜分析（原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、紫外光譜、紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜等）等內(nèi)容。需要學(xué)生在掌握“無(wú)機(jī)化學(xué)”“有機(jī)化學(xué)”“分析化學(xué)”“物理學(xué)”以及“高等數(shù)學(xué)”等課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)。從內(nèi)容的分布而言，教材內(nèi)容較多、相對(duì)繁雜，對(duì)農(nóng)林院校的學(xué)生而言，普遍反映課程學(xué)習(xí)難度較大。該門課程共40學(xué)時(shí)，由24學(xué)時(shí)理論課程和16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程組成?！皟x器分析”實(shí)驗(yàn)課程所用儀器價(jià)格普遍昂貴，教學(xué)用儀器數(shù)量有限，加之大型儀器維修成本高，這嚴(yán)重限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。例如，用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效液相色譜和氣相色譜均只有1臺(tái)，實(shí)驗(yàn)課普遍采用的是教師示范、學(xué)生觀摩的形式開(kāi)展，這導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能很好地融合。因此，如何在有限的課時(shí)內(nèi)完成內(nèi)容豐富的“儀器分析”課程任務(wù)，以及解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器少而難于與課堂教學(xué)內(nèi)容互相融合的問(wèn)題，是本門課程教學(xué)過(guò)程中值得深思的問(wèn)題。

三、研究型教學(xué)在“儀器分析”教學(xué)中的探索

（一）以學(xué)生為中心的人本主義教學(xué)探索

人本主義的代表人物是美國(guó)心理學(xué)家羅杰斯，他認(rèn)為人本主義的師生關(guān)系應(yīng)該是以“學(xué)生為中心”和“營(yíng)造良好的環(huán)境氛圍”，也就是說(shuō)教育應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體、以學(xué)生為中心[6]。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不能成為知識(shí)的被動(dòng)“接受者”和“灌輸者”，教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該扮演“引導(dǎo)者”和“助推器”的角色。在“儀器分析”課程教學(xué)過(guò)程中，如何實(shí)現(xiàn)教師角色由“灌輸者”向“引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變？筆者認(rèn)為將教學(xué)思路由“講解型”向“問(wèn)題引導(dǎo)型”的轉(zhuǎn)變是行之有效的方法。即教師在教學(xué)過(guò)程中嘗試針對(duì)不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)和整理問(wèn)題庫(kù)，并以此為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)結(jié)合教材內(nèi)容以及學(xué)科發(fā)展最新前沿解決問(wèn)題，提出自己的答案和觀點(diǎn)。值得注意的是問(wèn)題引導(dǎo)型教學(xué)雖注重學(xué)生的自學(xué)能力，但并不是說(shuō)教師在課堂教學(xué)過(guò)程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)不講解，考試過(guò)程中不考核，而是教師通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，讓學(xué)生從中自行總結(jié)和歸納知識(shí)點(diǎn)。在具體的執(zhí)行過(guò)程中，學(xué)生可以分組討論，通過(guò)提交學(xué)習(xí)報(bào)告的形式作為考核或評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，教師最終對(duì)學(xué)生提交的學(xué)習(xí)報(bào)告進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。另外，人本主義的教學(xué)理論要避免過(guò)分的“人的價(jià)值”和“斷章取義”而導(dǎo)致的“過(guò)猶不及”現(xiàn)象。劉建認(rèn)為，人本主義在教育教學(xué)過(guò)程中，要基于自由的限度，對(duì)人的尊重和張揚(yáng)需要回歸理性，具體做法是通過(guò)構(gòu)建多元主體并重的人本主義、培養(yǎng)理性的人與塑造人的理性行為并重、兼顧學(xué)生個(gè)體與群體共同利益，進(jìn)而使每個(gè)學(xué)生在教育教學(xué)過(guò)程中享受理性的寧恬和幸福[7]。

（二）以提高學(xué)生主觀能動(dòng)性的建構(gòu)主義教學(xué)實(shí)踐

建構(gòu)主義是從行為主義發(fā)展過(guò)程中衍生的一種認(rèn)知主義，其思想源于18世紀(jì)意大利哲學(xué)家維柯，他強(qiáng)調(diào)“人們只能清晰地理解自己構(gòu)建的一切”。杜威、維果茨基和皮亞杰等學(xué)者將建構(gòu)主義發(fā)展并運(yùn)用到教育教學(xué)過(guò)程中，對(duì)該理論的形成和發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)[8]。盡管不同學(xué)者對(duì)建構(gòu)主義的表述及提出問(wèn)題的角度有所不同，但其都強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，即知識(shí)不是教師向?qū)W生單純的傳遞過(guò)程，而是學(xué)生自己構(gòu)建知識(shí)體系的過(guò)程。在“儀器分析”課程教學(xué)過(guò)程中，基于研究型教學(xué)的建構(gòu)主義就是要設(shè)法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。如何提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力？筆者認(rèn)為教師首先要設(shè)法激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的興趣，具體做法是引入社會(huì)上與儀器分析相關(guān)的熱點(diǎn)事件，不斷注入新的內(nèi)容和學(xué)科前沿新知識(shí)點(diǎn)，將現(xiàn)實(shí)生活中農(nóng)藥安全實(shí)際案例引入課堂教學(xué)，做到常講常新、常備常新，以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。例如將安捷倫、沃特斯等公司新的高效液相色譜儀等產(chǎn)品圖片或操作動(dòng)畫(huà)通過(guò)多媒體展示給學(xué)生，通過(guò)不同廠家、不同儀器型號(hào)的對(duì)比分析，讓學(xué)生自己歸納總結(jié)高效液相色譜儀的基本部件，即高壓輸液泵、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)（色譜柱）、檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)的興趣。在熱點(diǎn)案例教學(xué)中將食品安全事件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，例如“毒膠囊”重創(chuàng)修正“神話”罪魁禍?zhǔn)住般t”該如何檢測(cè)？ 可將此案例引入到原子發(fā)射光譜的定性分析和原子吸收光譜的定量分析中;張?jiān)Ｆ咸丫撇剞r(nóng)藥罪魁禍?zhǔn)锥嗑`、甲霜靈農(nóng)藥如何檢測(cè)？ 可將此案例引入到氣相色譜或高效液相色譜的相關(guān)章節(jié)，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的辯思能力和動(dòng)手能力，使學(xué)生角色由“被動(dòng)接受者”最終向“自主學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)變。

（三）課程內(nèi)容深度與廣度并重的發(fā)展主義教學(xué)探索

發(fā)展主義的課程理論是由蘇聯(lián)教育學(xué)家贊可夫等人提出，其主張“教學(xué)要以最好的效果，促進(jìn)學(xué)生一般的發(fā)展”，也就是說(shuō)，要在學(xué)生普遍發(fā)展的基礎(chǔ)上達(dá)到盡可能高的教學(xué)效果[9]。發(fā)展主義的教學(xué)理論要求教學(xué)內(nèi)容要有一定的深度與廣度，避免學(xué)生對(duì)較容易的課程內(nèi)容產(chǎn)生懈怠心里，進(jìn)而停滯不前。在“儀器分析”課程教學(xué)過(guò)程中，如何運(yùn)用發(fā)展主義的教學(xué)理論是提升課程效果的關(guān)鍵所在。因本門課程存在內(nèi)容相對(duì)較多，而課堂教學(xué)理論課時(shí)較少，以及用于教學(xué)的大型儀器設(shè)備較少等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)該對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合。具體做法是根據(jù)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)需要和儀器分析行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，重新布局“儀器分析”課程內(nèi)容，通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容的整合和優(yōu)化，使課程內(nèi)容的重點(diǎn)盡可能與各專業(yè)實(shí)際應(yīng)用的儀器保持一致，對(duì)教學(xué)學(xué)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，重新制訂課程教學(xué)大綱。例如，對(duì)植物保護(hù)學(xué)院制藥工程專業(yè)學(xué)生，因?yàn)樵凇坝袡C(jī)結(jié)構(gòu)分析”課程中還要對(duì)紫外光譜、紅外光譜、核磁共振光譜和質(zhì)譜法等波譜學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入講解，而“農(nóng)藥分析”等專業(yè)課程中經(jīng)常會(huì)用到電位分析法確定農(nóng)藥有效成分的含量，因此在教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)上要避免不同課程內(nèi)容的重復(fù)設(shè)置，重點(diǎn)講述色譜分析和電位分析等定量分析方法。而對(duì)于植物保護(hù)專業(yè)的學(xué)生，專業(yè)課程沒(méi)有設(shè)置“有機(jī)結(jié)構(gòu)分析”課，但其經(jīng)常會(huì)用到液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用、氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用等技術(shù)確定植物病菌的致病活性成分，以及害蟲(chóng)分泌的性激素等活性分子的分子量，因此在課程內(nèi)容的設(shè)置上就要側(cè)重于色譜分析和質(zhì)譜分析的講解。另外，對(duì)于大型儀器缺乏的現(xiàn)狀，可充分利用植物保護(hù)學(xué)院建立的國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)高效液相色譜儀、液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀、核磁共振儀等大型儀器通過(guò)動(dòng)畫(huà)及人機(jī)互動(dòng)的方式讓每個(gè)學(xué)生都能夠參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。在學(xué)生通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)掌握大型儀器的基本組成和操作要領(lǐng)的基礎(chǔ)上，對(duì)大型分析儀器進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，可實(shí)現(xiàn)大型儀器的“虛實(shí)結(jié)合”，進(jìn)而提升“儀器分析”課程教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的普遍發(fā)展。

四、結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)工作的重視，國(guó)內(nèi)43所入選“雙一流”高校相繼出臺(tái)了相應(yīng)的建設(shè)方案。西北農(nóng)林科技大學(xué)在建設(shè)世界一流農(nóng)業(yè)大學(xué)過(guò)程中，始終將人才培養(yǎng)放到優(yōu)先位置，尤其重視本科教學(xué)的基礎(chǔ)地位?！皟x器分析”課程作為植物保護(hù)、制藥工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)效果的提高顯得尤為重要。近年來(lái)，各高校不同專業(yè)對(duì)“儀器分析”相關(guān)課程開(kāi)展了不同程度的教學(xué)改革與實(shí)踐探索。苗守雷等在分析了“儀器分析”課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了運(yùn)用不同教學(xué)手段、優(yōu)化教學(xué)管理及多元化考評(píng)體系等實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[10]。付翠翠等提出了基于實(shí)際問(wèn)題出發(fā)的“儀器分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新[11]，其核心思路是將社會(huì)項(xiàng)目和實(shí)際案例引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，其目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力，與本文提出的基于提高學(xué)生主觀能動(dòng)性的建構(gòu)主義教學(xué)探索不謀而合。許映杰等將虛擬實(shí)驗(yàn)引用到“儀器分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，一方面可讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上生動(dòng)形象地學(xué)習(xí)和掌握儀器的內(nèi)部構(gòu)造，激發(fā)學(xué)生直接參與實(shí)驗(yàn)的熱情與主觀能動(dòng)性，另一方面可彌補(bǔ)大型分析儀器少的缺點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)也是通過(guò)提高學(xué)生主觀能動(dòng)性的建構(gòu)主義教學(xué)實(shí)踐[12]。范從斌等探究了以挖掘?qū)W生主動(dòng)性的“啟發(fā)式”教學(xué)、以教學(xué)相長(zhǎng)為主的“互動(dòng)型”教學(xué)、以理論聯(lián)系實(shí)際的“實(shí)證型”教學(xué)、以強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的“技能型”教學(xué)、與社會(huì)融為一體的“開(kāi)放型”教學(xué)和鼓勵(lì)科研與教學(xué)融為一體的“研究型”教學(xué)模式，即在“現(xiàn)代儀器分析”課程中開(kāi)展“六位一體”的教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果[13]。劉寧等對(duì)“儀器分析”課程開(kāi)展研究型教學(xué)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，結(jié)果表明在商業(yè)院校開(kāi)展“儀器分析”課程的研究性教學(xué)很有必要，對(duì)提升學(xué)生的思辨能力和職業(yè)生涯具有推進(jìn)作用[14]。李莎等針對(duì)農(nóng)林類院?！皟x器分析”實(shí)驗(yàn)課程缺少大型儀器的現(xiàn)狀，通過(guò)分類設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、按照項(xiàng)目式分級(jí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作分工實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)、分層建設(shè)教學(xué)資源、綜合過(guò)程考核與目標(biāo)考核等方面進(jìn)行了探索性研究，教學(xué)效果得到了很大提升[15]。

綜上所述，“儀器分析”課程作為不同專業(yè)的基礎(chǔ)課程，普遍存在著大型儀器缺乏、課程內(nèi)容多而課時(shí)有限等實(shí)際問(wèn)題。本文針對(duì)西北農(nóng)林科技大學(xué)制藥工程專業(yè)和植物保護(hù)專業(yè)“儀器分析”課程的現(xiàn)狀分析，通過(guò)以學(xué)生為中心的人本主義的教學(xué)實(shí)踐與探索、以提高學(xué)生主觀能動(dòng)性的建構(gòu)主義教學(xué)實(shí)踐與探索，以及課程內(nèi)容深度與廣度并重的發(fā)展主義教學(xué)實(shí)踐與探索三個(gè)方面進(jìn)行了研究型教學(xué)探索，取得了良好的教學(xué)效果。不管是從學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和興趣的顯著提升方面，還是從學(xué)生考取與“儀器分析”相關(guān)專業(yè)研究生或用人單位對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的綜合評(píng)價(jià)來(lái)看，均取得了良好的教學(xué)效果。

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[責(zé)任編輯? 李金波]