樊 星，趙 煒

(中國礦業(yè)大學 煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化國家實驗教學示范中心，江蘇 徐州 221116)

儀器分析類課程是高校化工類專業(yè)學生的重要專業(yè)課，教學的內(nèi)容涉及諸多學科的知識，如物理學、化學、醫(yī)藥、數(shù)學、機械和計算機科學等，綜合性強，知識面廣。該課程對于提升大學生綜合素質(zhì)，增強科學精神與科研素養(yǎng)，尤其是對實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用[1]。課程內(nèi)不同儀器涉及原理、儀器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍等知識點都相對獨立。筆者作為一名多年從事儀器分析課程教學的專任教師，為增強教學效果、提高教學質(zhì)量，嘗試將課堂討論應(yīng)用在儀器分析的教學實踐中，讓學生主動參與討論問題的提出及討論過程的引導(dǎo)，將不同儀器相關(guān)的知識點串接起來，取得了一定的成效。

1 研討式教學法在儀器分析類課程中應(yīng)用的意義

儀器分析依據(jù)物質(zhì)的物理或化學性質(zhì)，采用各種方法，將這些不同物質(zhì)間性質(zhì)的差異轉(zhuǎn)化成可觀測的信號，獲得分析數(shù)據(jù)，繼而鑒定物質(zhì)體系的化學組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)，確定其中有關(guān)成分的含量。儀器分析涉及的方法種類多，內(nèi)容繁雜，且分析對象間差異性很大，不同類別的分析方法的相對獨立性較強。例如，質(zhì)譜分析可以獲得化合物分子量信息，確定其分子式信息，并推測可能的分子結(jié)構(gòu)；而使用光譜分析可以確定樣品中主要基團，確定物質(zhì)類別。同樣都是質(zhì)譜分析，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用在離子化機理、定性分析的理論依據(jù)、分析對象范圍等方面也都存在很大的差異。傳統(tǒng)教學模式強調(diào)知識的單向灌輸，要求學生在較短的時間內(nèi)通過集中學習系統(tǒng)掌握某類知識，這種教學方法對于基礎(chǔ)類等較為系統(tǒng)課程的學習有一定的優(yōu)勢。但要掌握具有一定深度和難度，且各個知識點相對獨立的儀器分析課程，傳統(tǒng)的單向教學法有時候會讓教師和學生普遍感到力不從心，學生尤其會出現(xiàn)注意力不集中，掌握知識點不牢固，各個知識點易混淆等問題[2]。

研討式教學是以解決問題為中心，發(fā)揮教師的主導(dǎo)和學生的主體作用，教師與學生作為雙主體的一種教學方法。具體做法是，老師為實現(xiàn)一定的教學目標，設(shè)立有思考價值的問題情境來啟發(fā)學生，讓學生積極主動參與問題的討論及解答，更深刻理解所討論學習的內(nèi)容[3]。這要求教師系統(tǒng)掌握儀器分析課程的知識體系，了解學生原有的知識基礎(chǔ)如先修課程。將儀器分析課程的知識點按不同類型的儀器加以分類，然后組織學生以小組為單位，每個小組分配一個課題。對于每一個小組，教師先提出若干思考的問題，組內(nèi)學生在教師的指導(dǎo)下通過查閱資料熟悉相關(guān)課題，在課堂討論過程中，協(xié)助教師以小組涉及的課題作為中心組織全體同學參與討論和辯論，從而深入了解每種儀器的原理、構(gòu)造和應(yīng)用。全體同學在老師主導(dǎo)、小組同學協(xié)助的討論過程中獲得了知識、增長了能力。例如在涉及質(zhì)譜儀器的教學中，筆者將部分學生分成氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用、質(zhì)譜成像技術(shù)等小組，既能涉及經(jīng)典的質(zhì)譜知識，又能兼顧質(zhì)譜技術(shù)的前沿。各小組同學在查閱文獻、課堂討論的主動學習過程中，加深對質(zhì)譜這個分析儀器的理解。研討式教學模式是將傳統(tǒng)教學模式中教師單主體發(fā)展為教師學生雙主體，將教師的"一言堂"或"滿堂灌"發(fā)展為師生一道共同開展的“群言堂”，將“授人以魚”發(fā)展為“授人以漁”，重能力培養(yǎng)、方法傳授，這樣有利于學生調(diào)動主觀能動性，從而發(fā)展學生主動探索等多種科研能力。其實，研討式教學法早在中國古代私人授學中就存在，在西方則稱為Seminar，即研究討論課。筆者在美國留學期間，參加過許多的研討類課程，當時作為學生感覺的這種教學方法能更加積極的促進學生主動參與課堂教學，若干年后筆者對自己當年作為小組成員負責的研討課題仍然記憶深刻。

2 研討式教學法在儀器分析類課程中的應(yīng)用要點

因為儀器分析類課程具有“雜”、“散”、“難”等特點，研討式教學的組織實施要根據(jù)具體教學內(nèi)容進行切入。筆者結(jié)合多年實踐經(jīng)驗，根據(jù)研討式教學的基本流程，談幾點應(yīng)用策略。

2.1 精研教材，合理的研討問題是前提。

將研討式教學法應(yīng)用到儀器分析類課程教學中，是否能夠取得預(yù)設(shè)的教學效果，前提是教師要提出合適的問題來討論。問題的創(chuàng)設(shè)應(yīng)立足于儀器的基本原理，又能兼顧學術(shù)前沿的部分研究，使得參與的同學具有一定的展開課題的空間，有討論的余地。各小組學生經(jīng)過前期的資料搜集可以協(xié)助教師來主導(dǎo)討論的方向與進程，并形成自我的話語系統(tǒng)，而參與的學生也可以在研討中通過與教師和小組學生的互動，加深對知識的學習[4]。教師對于教材的理解程度、對前沿和熱點科學問題的把握尺度、及自己的科研和教學的融合程度，將決定研討的問題設(shè)計得是否合適，并最終將影響學生對所涉及的知識點的理解。

在給各小組學生設(shè)計討論的問題時，教師要注意以下三點：一是要認真鉆研教材，熟悉教學大綱，立足儀器分析的基本原理，針對教學目的、要求、重點、難點等進行提問；二是要緊緊把握學科的動態(tài)前沿，緊扣社會生活和科學研究的熱點，激發(fā)學生的興趣點[5]；三是要有總結(jié)性問題和引申性問題，激發(fā)學生主動學習和團隊合作的意識，增強學習力與創(chuàng)造力。

例如，在學習質(zhì)譜儀器部分時，將質(zhì)譜儀器分成進樣系統(tǒng)、離子源、離子聚焦系統(tǒng)、碰撞池、質(zhì)量分析器、檢測器等討論小組，以離子產(chǎn)生及通過路徑為主線，加入氣壓、溫度、離子損失等具體討論內(nèi)容，給各小組設(shè)計的問題要同時兼顧相鄰儀器部件，讓所有參與課堂討論的同學通過學習意識到一臺高性能的質(zhì)譜儀器需要每個部件的精雕細琢，同時更需要各個部件間的良好配合與銜接。

2.2 拓寬視野，學生自主探索是重點

教師應(yīng)引導(dǎo)各小組學生獨立思考，大量查詢并閱讀相關(guān)資料和書籍，進行自主探索，在此基礎(chǔ)上理解需要討論的問題，并設(shè)計討論中的互動環(huán)節(jié)。在此過程中，教師可以向?qū)W生推薦相關(guān)數(shù)據(jù)庫，演示講解文獻檢索技能，提示學生應(yīng)閱讀哪些書籍(編者、出版社)、哪些課題組的研究論文，聆聽誰的學術(shù)報告等，讓學生的視野變得開闊起來，而不是局限于自己所在小組負責的若干知識點。要鼓勵學生選擇重要資料進行仔細閱讀，同時撰寫讀書筆記和文獻綜述。此外，教師還可以通過典型案例的分析供學生進行模仿借鑒，令學生窺一斑而見全豹。案例的設(shè)計思路能夠有效啟發(fā)學生思考，案例研究的具體方法，如問卷測試、資料查詢等，也可以鼓勵學生模仿與利用。

例如，在學習紅外光譜相關(guān)知識點時，在了解紅外光譜原理的基礎(chǔ)上，針對波譜數(shù)據(jù)的深度挖掘，讓學生查找涉及紅外波譜數(shù)據(jù)處理的化學計量學方法的文獻，相當于獨辟蹊徑的開展一個既涉及紅外光譜，又相對獨立研究領(lǐng)域的調(diào)研，通過自我學習，從數(shù)據(jù)挖掘的角度理解與數(shù)據(jù)處理相關(guān)的關(guān)鍵性問題。引導(dǎo)參與的學生從基本的譜圖識別，進入更高一級的數(shù)據(jù)分析的學習層次。

2.3 開展研討，適時點撥評價是關(guān)鍵

在各小組學生經(jīng)過充分自主探索前提下，教師應(yīng)精心組織研討，將課堂充分還給學生。學生可以預(yù)先在小組內(nèi)進行研討，經(jīng)過完善后再在全班組織討論。在研討中，學生不再只是被動的聽課者，而是變被動為主動，在情境壓力下形成對于問題的研判并闡釋觀點。在此過程中，教師要控制討論的深度和廣度，把握好討論的內(nèi)容、時間和節(jié)奏[3]。

因此，討論是否適當、適時、適量，能否達到最初的預(yù)設(shè)目標，對于教師駕馭課堂能力提出了很高要求。在討論的過程中，教師要主導(dǎo)并參與，恰時恰當?shù)呐c學生開展互動交流，使傳統(tǒng)的嚴肅安靜的課堂變得活潑生動。如果教師沒有進行適當?shù)挠行б龑?dǎo)，研討可能會出現(xiàn)無從談起或偏跑主題等問題。在小組同學進行展示時，教師可以及時對其提問，追問其表述不夠清楚或需進一步解釋的地方。在小組學生展示完畢后，教師還可以再拋出若干問題，供全體同學繼續(xù)討論，并因勢利導(dǎo)，鼓勵其他學生進行提問，踴躍發(fā)言。

例如，在探討紫外可見光光譜時，教師可以對全體同學拋出一個問題：如果你有一個煤焦油樣品要送到某檢測中心分析，操作人員說煤焦油樣品黑乎乎的，看起來很臟，建議去其他地方做樣時，你該如何回答？接下來引導(dǎo)同學們從煤分子結(jié)構(gòu)特征出發(fā)回答這個問題，以縮合芳環(huán)為主的分子結(jié)構(gòu)正好在紫外可見光范圍內(nèi)，所以呈現(xiàn)出黑色，與“臟”無關(guān)。

2.4 有效反饋，改變考核機制是保障

研討結(jié)束，對于立意準確又新穎，論據(jù)又充分有力的學生，教師要給予高度贊揚和肯定，從而增強學生的自信心、創(chuàng)造力等。對于闡釋有偏差的學生，教師應(yīng)以鼓勵為主，引導(dǎo)其形成正確的知識體系。對于態(tài)度不積極、參與不充分的學生，教師也可以適當進行批評和鞭策。教師要及時對研討內(nèi)容進行小結(jié)，提出更理想的方案，并要求各小組學生對原先的方案進行完善。

在儀器分析總課時的基礎(chǔ)上，要適當安排研討課程的比例，加大研討課在課程總成績中的權(quán)重。對于研討要設(shè)立合理量化的考評指標，確立過程性學習質(zhì)量考評體系?？己梭w系可以包括如下三個方面：一是對研討內(nèi)容調(diào)研的系統(tǒng)性；二是學生對課堂研討流程設(shè)計的合理性及對研討范圍的把握程度(如是否偏離課程內(nèi)容)；三是各小組的研討總結(jié)。教師對小組內(nèi)每個學生的表現(xiàn)要有具體記錄和區(qū)分度[6-7]。

此外，教師也需要組織研討式教學的調(diào)研，針對正在學習儀器分析類課程的同學進行隨機訪談，了解學生對研討課的看法，隨時掌握學生的反應(yīng)，辯證吸收學生的意見，并調(diào)整研討式教學內(nèi)容與方式，從而使研討式教學模式的成效更好。

例如，在筆者之前的隨機訪談中，針對學生提及的研討課小組參與度不均衡，導(dǎo)致學習效果參差不齊的問題，可以通過增加少量研討知識作為期末考試內(nèi)容來增強全體學生學習的主觀能動性，藉此達到較好的學習效果。

研討式教學法在儀器分析類課程中的運用，充分體現(xiàn)了學生的主體地位，能夠增強學生的學習興趣，提高學生的邏輯思維、語言表達、查閱文獻等能力，促使學生主動學習、獨立思考，運用知識分析問題、解決問題。研討式教學將促使學生更好地掌握儀器分析知識體系，極大提高了學生的綜合素質(zhì)，使之成為了適應(yīng)新時代動手能力強、高素質(zhì)的操作性人才。

[1] 張 芬，曾榮昌，李碩琦，吳月華．儀器分析課程理論教學改革探索[J]．山東化工，2015(17):156-157．

[2] 毛雪華．應(yīng)用型高校應(yīng)用化學專業(yè)儀器分析課程教學改革探索[J]．廣州化工，2017(20)：188-189．

[3] 任玉蘭，邵艷秋，羅玉杰．討論式教學法在儀器分析教學中的應(yīng)用[J]．教育與職業(yè)，2014(21):151-152．

[4] 張貴喜，周 婷．研討式教學與研究生科研能力培養(yǎng)的關(guān)系——以文學類課程為例[J]．浙江萬里學院學報，2016(6)：94-96．

[5] 周曉光．現(xiàn)代教育技術(shù)背景下《儀器分析實驗》課程研討式教學模式的研究[J]．教育現(xiàn)代化，2016(8)：279-280．

[6] 曹文軒，張夢均，劉 明．分析化學研討課教學探索與實踐[J]．現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2017(5)：774-775．

[7] 李承勇，吳曉萍，盧虹玉，等．提升儀器分析教學效果芻議[J]．山東化工，2017(13)：130-131．