趙聯(lián)朝 趙武超

摘要：本研究通過對儀器分析方法解決分析問題過程的分析探討，歸納總結(jié)出儀器分析方法解決分析問題的一般方法、步驟。儀器分析課程內(nèi)容以解決分析問題的一般步驟、程序?yàn)橹骶€做相應(yīng)調(diào)整，以利于學(xué)生將儀器分析課程所學(xué)陳述性知識轉(zhuǎn)化成程序性知識，發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用技能，并建立知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí)，選擇生產(chǎn)、生活中的分析問題實(shí)例讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)際分析練習(xí)，讓學(xué)生通過運(yùn)用知識，建立知識之間深層聯(lián)系，培養(yǎng)發(fā)展學(xué)生應(yīng)用技能。

關(guān)鍵詞：儀器分析課程;應(yīng)用型人才;培養(yǎng);教學(xué)研究

要培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需求的應(yīng)用型人才，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。由于學(xué)生應(yīng)用能力的形成與發(fā)展是以學(xué)生掌握相應(yīng)的理論知識為前提。所以，儀器分析課程教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生基礎(chǔ)理論、基本概念等的學(xué)習(xí)與掌握是課程教學(xué)的必然要求。在課程資源有限的情況下，如何解決學(xué)生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與發(fā)展學(xué)生應(yīng)用能力之間的關(guān)系，培養(yǎng)出高素質(zhì)的、符合社會發(fā)展需求的應(yīng)用型人才是儀器分析課程教學(xué)必須要面對和解決的問題。

為發(fā)展學(xué)生應(yīng)用能力，同時(shí)建立優(yōu)良的儀器分析基礎(chǔ)知識體系，本研究對生產(chǎn)、生活中的一些實(shí)際試樣的分析檢測過程進(jìn)行了反復(fù)研究，并歸納總結(jié)出應(yīng)用儀器分析方法解決實(shí)際分析問題的主要步驟、程序。在儀器分析課程教學(xué)中，以解決分析問題的程序步驟為主線，將課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度調(diào)整。突出理論知識在分析問題解決問題中的作用，深化學(xué)生對理論知識的感悟與理解，加強(qiáng)學(xué)生對知識理解的重要性認(rèn)識。建立理論知識與知識應(yīng)用之間的橋梁，作為直接聯(lián)系的核心紐帶。隨后，選擇生產(chǎn)、生活中的分析檢測試樣讓學(xué)生應(yīng)用解決分析問題的一般程序、步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作。以充分利用教學(xué)資源，將學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)與學(xué)生分析問題解決問題能力的形成發(fā)展作為相互促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)一過程。教學(xué)實(shí)踐表明：應(yīng)用本研究方法，學(xué)生不僅對遇到的一般性分析問題能提出相應(yīng)的解決方案，而且，對不同儀器分析方法的特點(diǎn)及方法之間的區(qū)別與聯(lián)系有了較好的理解，學(xué)習(xí)效果良好。

一、解決分析問題的主要步驟

通過對分析試樣分析檢測過程的分析研究，本研究對用儀器分析方法解決分析問題的主要步驟總結(jié)歸納如下（圖1）。

圖1步驟中，“問題分析”是弄清要解決的分析問題;“分析方法選擇”步驟要求：依據(jù)分析問題選擇相應(yīng)的分析方法（要求學(xué)生在不同的儀器分析方法中，作正確抉擇）;“儀器設(shè)備準(zhǔn)備”要求：根據(jù)選擇分析方法，準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器及設(shè)備;定性、定量分析有一共同步驟-試樣處理，該步驟要求依據(jù)分析方法不同，掌握正確的試樣處理方法。此外，定量分析中要求熟悉不同校正方法，并能做出適合選擇;“實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置”步驟要求熟悉不同儀器分析方法的實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)置原則，熟悉不同分析方法的影響測定因素;“實(shí)驗(yàn)操作”需要具備相應(yīng)的動手能力;“數(shù)據(jù)處理”要求對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做正確的分析及處理。

分析檢測分析試樣一般步驟表明：解決分析問題的每一步驟都以具有相應(yīng)理論知識為基礎(chǔ)，這些理論知識通過解決分析問題過程不僅可以由陳述性知識轉(zhuǎn)化成程序性知識，可以使學(xué)生思維更條理化程序化，為學(xué)生分析問題解決問題的技能發(fā)展提供良好平臺，而且，分析問題解決問題技能的應(yīng)用過程可以加深學(xué)生對知識的掌握感悟達(dá)到更深的理解，促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化知識體系與結(jié)構(gòu)化的思維網(wǎng)絡(luò)。

二、理論內(nèi)容教學(xué)

（一）課程理論內(nèi)容的組織與編排

儀器分析課程中，不同章節(jié)儀器分析方法內(nèi)容具有相對獨(dú)立性，分析方法之間缺乏明顯的聯(lián)結(jié)、聯(lián)系。這客觀上造成了學(xué)生學(xué)習(xí)中知識之間同化的障礙，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)難度。本研究將不同章節(jié)中儀器分析方法內(nèi)容按照解決分析問題的程序結(jié)構(gòu)化步驟進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，形成以分析問題解決問題的程序步驟為主線的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)知識體系。這樣一方面能夠使學(xué)生更深理解所學(xué)知識的意義、了解其應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。另一方面，這種處理方法，建立了不同章節(jié)中不同儀器分析方法之間的關(guān)聯(lián)、聯(lián)系，利于學(xué)生建立儀器分析課程的總體層面上的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)化知識體系。

（二）課程理論內(nèi)容教學(xué)方法

首先，儀器分析課程教學(xué)過程中，向?qū)W生介紹由儀器分析方法解決分析問題的一般方法、步驟。此后，每學(xué)習(xí)一種儀器分析方法，依據(jù)課程所學(xué)內(nèi)容及生產(chǎn)、生活中存在的實(shí)際分析問題實(shí)例設(shè)計(jì)問題情境，要求學(xué)生根據(jù)解決分析問題的一般方法、步驟，依據(jù)所學(xué)課程內(nèi)容對提出的分析問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并以此方法作為章節(jié)內(nèi)容的復(fù)習(xí)總結(jié)。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)可以由學(xué)生單獨(dú)完成，或由學(xué)生分組討論形成集體方案。為強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要有量化成績，并作為學(xué)生平時(shí)成績構(gòu)成部分。

隨著課程進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)的儀器分析方法種類逐漸增多，學(xué)生解決分析問題時(shí)，需要選擇對比的范圍在不斷擴(kuò)大，解決分析問題的難度在不斷增加，每一次分析問題的解決過程都是對已學(xué)習(xí)分析方法的比較、區(qū)別和自身知識結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整和編碼過程。這從客觀上促進(jìn)學(xué)生明確不同儀器分析方法之間的區(qū)別與聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)化的知識體系。

三、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)

為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程在學(xué)生解決分析問題能力發(fā)展中的特殊作用，本研究儀器分析實(shí)驗(yàn)課程采用預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)兩個階段進(jìn)行。預(yù)習(xí)階段：儀器分析每一實(shí)驗(yàn)開始之前，根據(jù)大綱規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及解決分析問題的程序步驟，由學(xué)生自己以實(shí)驗(yàn)小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案經(jīng)檢查（提出修改意見）并給出成績;實(shí)驗(yàn)階段：教師依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)內(nèi)容準(zhǔn)備藥品、試劑，并重點(diǎn)介紹儀器使用方法和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。學(xué)生依據(jù)本實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)考核中，鼓勵同一班級學(xué)生對同一實(shí)驗(yàn)采用不同的實(shí)驗(yàn)方法、步驟，以最大限度的發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

四、評價(jià)方法

學(xué)期結(jié)束時(shí)，學(xué)生各個實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)成績的平均值作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)成績，實(shí)驗(yàn)方案成績按照一定比例構(gòu)成學(xué)生平時(shí)成績。儀器分析實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)操作成績是實(shí)驗(yàn)成績的構(gòu)成部分。

本研究改變儀器分析課程期末評價(jià)中只重視學(xué)生掌握理論知識水平評價(jià)，忽視學(xué)生應(yīng)用能力考核的做法，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用能力考核與評價(jià)。以期提高學(xué)生應(yīng)用能力，培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才。

五、教學(xué)效果

為檢驗(yàn)本研究方法的教學(xué)效果，本研究曾選取經(jīng)歷本研究教學(xué)方法進(jìn)行儀器分析課程學(xué)習(xí)的學(xué)生共74名作為考察組，另選未經(jīng)歷本研究教學(xué)方法學(xué)習(xí)完儀器分析課程的學(xué)生共56名作為對照組，在同一環(huán)境條件下，選取生產(chǎn)、生活中的檢測分析問題實(shí)例讓兩組學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并從以下三個方面對兩組學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評價(jià)。1、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的邏輯合理性;2、實(shí)驗(yàn)方法掌握的準(zhǔn)確性;3、實(shí)驗(yàn)方案的完整性及可行性。檢驗(yàn)結(jié)果顯示：對照組中沒有邏輯錯誤的為0，考察組沒有邏輯錯誤的共有62名學(xué)生，占比83.78 %。這里的邏輯錯誤主要表現(xiàn)為：未根據(jù)分析檢測要求，首先選擇分析方法，而是，或者先選擇實(shí)驗(yàn)步驟，或先選擇校準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)處理方法等。對照組中有幾乎一半學(xué)生對學(xué)習(xí)過的儀器分析方法掌握不準(zhǔn)確。例如：分析方法選擇的是分光光度法，而儀器設(shè)備選擇的是氣相色譜儀等?？疾旖M學(xué)生中不存在該項(xiàng)問題?？疾旖M在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的完整及可行性方面也明顯優(yōu)于對照組。對照組中沒有學(xué)生能夠設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案，考察組中有58名同學(xué)能夠設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案，占比78.38%。

六、結(jié)語

本研究項(xiàng)目，從提出研究課題到教學(xué)實(shí)踐前后經(jīng)歷了5年時(shí)間。項(xiàng)目進(jìn)行期間，調(diào)查研究均顯示，參加本研究教學(xué)方法學(xué)習(xí)的學(xué)生，面對分析檢測問題，有70%以上學(xué)生都能提出較為完整的分析實(shí)驗(yàn)方案;參加常規(guī)教學(xué)方法學(xué)習(xí)的學(xué)生面對同樣分析問題，學(xué)生幾乎都不能提出完整的分析實(shí)驗(yàn)方案。另一方面，學(xué)生對用本研究方法進(jìn)行儀器分析課程學(xué)習(xí)普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)內(nèi)容重點(diǎn)較突出，實(shí)用性強(qiáng)。

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