基于認(rèn)知規(guī)律的儀器分析課程教學(xué)模式的改革

基于認(rèn)知規(guī)律的儀器分析課程教學(xué)模式的改革基于認(rèn)知規(guī)律的儀器分析課程教學(xué)模式的改革

文章編號(hào)：ISSN1006―656X〔2022〕01-0092-01

儀器分析作為分析化學(xué)的一個(gè)分支，其主要作用是通過實(shí)驗(yàn)檢測出物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等信息，因此在醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、資源開發(fā)等許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。隨著科技的開展，越來越多的先進(jìn)儀器設(shè)備應(yīng)用于分析檢驗(yàn)，更加苛刻的分析要求也使我們對物質(zhì)的分析更依賴于儀器；同時(shí)，企業(yè)對具備一定的理論知識(shí)同時(shí)又掌握現(xiàn)代化操作技能的高端技能型人才的需要越來越迫切，這對我們儀器分析的教學(xué)提出了更高的要求：學(xué)生理論知識(shí)的理解、操作技能的掌握與否以及是否具備獨(dú)立運(yùn)用儀器完成分析任務(wù)的能力，這對他們今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)以及未來的就業(yè)競爭力和持續(xù)的開展?jié)摿λa(chǎn)生的影響不可無視。

一、儀器分析課程教學(xué)難度及存在的問題

作為一門承前啟后的課程，儀器分析是將物理、化學(xué)、電子技術(shù)等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，相對于化學(xué)分析所波及的知識(shí)內(nèi)容更加復(fù)雜多元；同時(shí)，各種分析辦法的知識(shí)體系又相互獨(dú)立，其原理、操作辦法各不相同，因此理解掌握起來難度相對較大；另外，由于課程所波及到的儀器設(shè)備種類繁多、設(shè)計(jì)精密，儀器采購及運(yùn)行本錢相對較高，因此不可能像化學(xué)分析那樣具備充足齊全的教學(xué)設(shè)備。因此，在教學(xué)過程中怎樣利用相對緊缺的教學(xué)資源更為出色的完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握儀器根本原理，熟悉儀器根本結(jié)構(gòu)、操作辦法并能夠利用儀器解決實(shí)際檢測問題，對任課教師來說本身就是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。

除了以上的客觀情況外，不同任課教師的“教〞與不同層次學(xué)生的“學(xué)〞也使得掌握這門課程的難度加大。示例在一些學(xué)校，儀器分析的理論與實(shí)踐教學(xué)不是同一個(gè)老師完成，往往導(dǎo)致理論與實(shí)踐教學(xué)不能夠很好的相互銜接；一些擔(dān)任實(shí)踐教學(xué)的年輕教師，本身就不足實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不免在教學(xué)過程中出現(xiàn)照本宣科、按部就班的情況，從而導(dǎo)致學(xué)生不能得到真正的鍛煉。同時(shí)，學(xué)生的知識(shí)水平層次不齊，大局部學(xué)生不喜歡學(xué)習(xí)干燥的理論知識(shí)，造成了他們對較為抽象的理論知識(shí)掌握不夠到位，從而也影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。雖然很多學(xué)生喜歡做實(shí)驗(yàn)，但不知為何做實(shí)驗(yàn)，為什么要這么做實(shí)驗(yàn)，最后造成了學(xué)生對知識(shí)的掌握不夠通透，不會(huì)舉一反三等。另外，現(xiàn)有的一些儀器分析教材在編寫上存在知識(shí)點(diǎn)分散、知識(shí)層次性不強(qiáng)，理論和實(shí)踐相脫節(jié)的情況，這在一定程度上也給學(xué)生自學(xué)復(fù)習(xí)造成了困難。

顯然這些問題的存在，在一定程度上影響了教學(xué)效果，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)的結(jié)果往往是學(xué)生只知道有這樣一些儀器，但對這些儀器可以用來檢測什么物質(zhì)，怎么檢測全然不知。這樣的培養(yǎng)結(jié)果對學(xué)生的可持續(xù)開展，未來在職業(yè)道路上的成長深造是十分不利的，也違背了我們培養(yǎng)高素質(zhì)的高端技能型人才的初衷。面對這些的確存在的問題，儀器分析的教學(xué)改革在一定程度上來說是必須的。

二、儀器分析課程的改革創(chuàng)新舉措

通過對分析專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在進(jìn)入工作崗位一段時(shí)間后，他們都會(huì)有一個(gè)比擬深刻的體會(huì)：在學(xué)?；巳陼r(shí)間都沒學(xué)明白的知識(shí)到了工作中幾個(gè)月就能搞懂，經(jīng)過一年半載的磨練，他們都可以成為一個(gè)獨(dú)立思考解決問題的職場高手。這個(gè)現(xiàn)象在一定程度上反映了我們現(xiàn)在的教學(xué)模式存在的主要問題就是理論和實(shí)際之間不足銜接，因此結(jié)合現(xiàn)有的條件和自身的情況，我們在教學(xué)過程中做了一些創(chuàng)新和嘗試。

〔一〕打破理論和實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的明顯界限，遵循學(xué)生的接受規(guī)律設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)高職學(xué)生喜歡動(dòng)手，感性認(rèn)識(shí)強(qiáng)于理性認(rèn)識(shí)的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，在每個(gè)新知識(shí)的理論講述前進(jìn)行一次感性認(rèn)識(shí)的實(shí)驗(yàn)。示例，在講述色譜局部的知識(shí)前，先完成植物學(xué)家Tsweet〔茨維特〕發(fā)現(xiàn)色譜現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生首先有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)：色譜可以別離混合物，形成不同顏色的色帶；之后在講解色譜最根底的理論知識(shí)，讓學(xué)生知道為什么混合物可以在這樣的條件下發(fā)生別離，同時(shí)找出該實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，從而引出現(xiàn)代色譜儀器，進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過“實(shí)踐―理論―實(shí)踐―理論〞這樣的循環(huán)模式，由易到難，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都能緊扣一個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又能被理論充沛解釋，層層遞進(jìn)，重點(diǎn)各不相同，真正將理論和實(shí)踐做到有機(jī)結(jié)合。通過這樣的理實(shí)一體工程化的課程設(shè)計(jì)，我們將儀器分析課程分為4個(gè)教學(xué)模塊分類教學(xué)，15個(gè)工程訓(xùn)練各有重點(diǎn)，從而達(dá)到30個(gè)教學(xué)重點(diǎn)一一學(xué)習(xí)，60個(gè)知識(shí)難點(diǎn)全部掌握的知識(shí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

〔二〕以經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教會(huì)學(xué)生使用儀器，以實(shí)際的樣品測定教會(huì)學(xué)生應(yīng)用儀器。在現(xiàn)有的這些實(shí)驗(yàn)工程中不乏一些非常經(jīng)典且具有示范效果的實(shí)驗(yàn)，從當(dāng)選擇一些與理論有比擬強(qiáng)聯(lián)系又有具體操作內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握并熟悉最根本的儀器操作，培養(yǎng)他們正確使用儀器、獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力。示例，在可見分光光度法的教學(xué)中，選擇幾種不同顏色的溶液，讓學(xué)生測定這些溶液的濃度。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握吸收曲線、最大吸收波長以及規(guī)范曲線等這些根本知識(shí)點(diǎn)，并在實(shí)驗(yàn)中熟悉儀器的操作、掌握物質(zhì)含量的測定辦法。在具備了這樣的根底后，就可以結(jié)合儀器的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域以及當(dāng)?shù)馗黝惼髽I(yè)的生產(chǎn)情況，選擇一些與實(shí)際生產(chǎn)以及日常生活比擬貼近的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，以常見的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路教會(huì)學(xué)生如何針對某個(gè)樣品的具體檢測工程，應(yīng)用某個(gè)儀器完成分析任務(wù)。通過幾個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅穩(wěn)固了儀器的操作，更多的是對理論局部更深一步的理解，同時(shí)也掌握了如何建立實(shí)驗(yàn)條件、完成實(shí)際樣品分析檢測的技能。

〔三〕強(qiáng)化儀器應(yīng)用領(lǐng)域，獨(dú)立完成綜合性實(shí)驗(yàn)，升華學(xué)生組織與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。在以往傳統(tǒng)的教學(xué)辦法下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況：一些比擬優(yōu)秀的學(xué)生能夠很熟練的把全部儀器操作都掌握了，但是拿到真正的樣品時(shí)仍然束手無策。針對這種情況，在每個(gè)儀器工程結(jié)束后讓學(xué)生總結(jié)檢測樣品的共性，加強(qiáng)學(xué)生對儀器、辦法應(yīng)用范圍的理解掌握，同時(shí)，在課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)上參加一些綜合性的實(shí)驗(yàn)：選擇一些簡單的實(shí)際樣品，設(shè)定某個(gè)檢測工程，要求樣品的檢測可以通過多種儀器辦法完成，由學(xué)生自己選擇儀器辦法、擬定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，完成檢測任務(wù)。通過這樣的方式培養(yǎng)學(xué)生樹立一種觀念：在實(shí)際的檢測中，通常是根據(jù)樣品的性質(zhì)、檢測的要求及檢測工程選擇儀器、辦法，有時(shí)會(huì)存在多種辦法都可以檢測的情況。通過這種方式的鍛煉，才能使學(xué)生在面對不同樣品的具體分析任務(wù)時(shí)真正的充斥自信，游刃有余；同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)以及良好的團(tuán)隊(duì)合作能力。

按照上述的改革思路，我們在儀器分析課程的教學(xué)過程中進(jìn)行了初步探索和嘗試，獲得了學(xué)生的歡迎、企業(yè)的認(rèn)