劉 蕊,宋亞芳,李 松,3,羅 璇
(1.貴州師范學(xué)院 地理與資源學(xué)院,貴州 貴陽 550018; 2.貴州省流域地理國情監(jiān)測重點實驗室,貴州 貴陽 550018; 3.貴州師范學(xué)院 資源環(huán)境與災(zāi)害研究所,貴州 貴陽 550018)
儀器分析是以物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ),通過精密儀器測定物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)而測出未知物含量的一種方法,也是分析化學(xué)的重要組成部分[1]。隨著儀器分析飛速發(fā)展,新方法、新技術(shù)、新儀器不斷涌現(xiàn),儀器分析的應(yīng)用也日益普遍,特別是在食品安全、制藥、環(huán)境分析、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域方面發(fā)揮重要的作用。因此,學(xué)生應(yīng)加強掌握各種儀器分析方法的原理、特點、適用范圍和使用方法,并且具備儀器分析進(jìn)行操作的基本技能[2-3]。但由于我國長期實行傳統(tǒng)的以老師傳授知識學(xué)生接受知識的教學(xué)模式為中心,而對于儀器分析這一門具有綜合性、理論性強、枯燥難懂、實驗技術(shù)很強等特點的課程,學(xué)生并不能真正理解和掌握各種儀器分析方法的原理和應(yīng)用,特別是當(dāng)學(xué)生在進(jìn)行儀器分析實驗課操作時,學(xué)生并不了解實驗儀器的操作,使實驗儀器測出來的實驗數(shù)據(jù)都是由學(xué)生胡編亂造以此來完成實驗報告的書寫;面臨儀器分析考試時完全是靠死記硬背來應(yīng)付,從而無法真正培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[4-6]。因此,為了適應(yīng)新教學(xué)領(lǐng)域下的需求,提高教學(xué)質(zhì)量,需解決儀器分析教學(xué)過程中所存在的問題。下面以學(xué)生的角度對貴州師范學(xué)院《儀器分析》教學(xué)過程中所存在的問題以及對教學(xué)改革方法進(jìn)行探討與分析。
貴州師范學(xué)院(以下簡稱“我?!?選用的儀器分析教材為普通高等學(xué)?!笆濉币?guī)劃教材,由袁存光先生編輯的《現(xiàn)代儀器分析》,該書充分考慮了化學(xué)、化工、環(huán)境、材料及相關(guān)專業(yè)和不同性質(zhì)院校的本科生、研究生的教育、教學(xué)特點,在教材體系、內(nèi)容取材、儀器方法的深廣度把握、基礎(chǔ)知識和適應(yīng)方面都有獨到之處。全書共有十九章,包含的內(nèi)容有高效液相色譜法、紫外吸收光譜分析、原子吸收光譜分、氣相色譜法、電分析化學(xué)方法基礎(chǔ)、質(zhì)譜分析等。該書內(nèi)容及方法種類過多,且每種方法都有不同的原理及相應(yīng)的實驗儀器,所涉及的知識面非常廣,學(xué)生學(xué)習(xí)的知識面也非常廣泛。然而,該課程的課時少,課題上授課老師沒有時間與學(xué)生進(jìn)行互動,不能及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,有時部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)度加快,使學(xué)生課堂學(xué)習(xí)變得乏味、機械化以及課堂氛圍變得沉悶,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性變差和成績不理想。
儀器分析理論課程原理性強,現(xiàn)有的教材多以圖片或者動畫的形式來展開教學(xué)模式,概念抽象難懂且容易與其他概念混淆。缺乏實踐和理論相互結(jié)合的課堂形式,較少給出物理意義上的詳細(xì)解釋。學(xué)生只能通過理論課學(xué)習(xí)的一些基本理論,并沒有見過實物,而儀器分析這門理論課枯燥乏味,學(xué)生也只能在考試前突進(jìn)復(fù)習(xí)應(yīng)付期末考試,并沒有認(rèn)識到儀器分析這門課程的使用價值,導(dǎo)致該課程的理論環(huán)節(jié)與實踐環(huán)節(jié)不能得到有效結(jié)合。從而使學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識點很零散,在實驗課上得不到很好的運用。
考核方式是對課程學(xué)習(xí)的評價標(biāo)準(zhǔn)。目前,我校該課程的考核方式由期末成績和平時成績組成。期末成績是由期末考試的卷面成績而定,占總考核方式的70%;而平時成績是由出勤、課堂表現(xiàn)、實驗報告多個方面組成,占總考核方式的30%。該考核方式重結(jié)果,輕過程,并不能真實的反映和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。特別是平時成績中的實驗報告部分,學(xué)生們沒有在實驗報告中清楚的進(jìn)行實驗分析和問題討論,只是機械性地完成實驗步驟和實驗結(jié)果,并未充分和獨立地對操作過程進(jìn)行思考,最終導(dǎo)致多數(shù)同學(xué)對實驗成績不重視,進(jìn)而造成教學(xué)質(zhì)量不高。
由于儀器分析理論課程難度較大且授課學(xué)時少,這就要求授課老師的講授方式方法要靈活多變、積極、變通地使用多媒體授課技術(shù)、教學(xué)模型等輔助教學(xué)手段,盡可能將這門枯燥的理論課講授內(nèi)容變得生動形象,便于理解和記憶,引起學(xué)生的注意力以及提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性和主動性,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維能力和實踐動手能力;或者將新穎的課堂互動教學(xué)模式引入授課過程;在相互溝通、相互影響的過程中,促使學(xué)生形成“發(fā)現(xiàn)問題-提出問題-解決問題”的邏輯思維;或者錄制微課程、拍照教學(xué)內(nèi)容等資源,提供學(xué)生足夠的學(xué)習(xí)資料,讓學(xué)生接收到多樣化的學(xué)習(xí)方式[7]。特別是在進(jìn)行實驗課時,可以將學(xué)生分成若干小組,使每組同學(xué)做實驗數(shù)據(jù)都不一樣,以此調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,培養(yǎng)和提高學(xué)生勤于思考和動手的能力。
儀器分析實驗既是對理論課程的延伸,也是配合學(xué)生對理論知識的鞏固,即在進(jìn)行理論知識的學(xué)習(xí)后,讓學(xué)生有充足的時間親自來進(jìn)行實驗操作,并給學(xué)生足夠的時間來對實驗中所遇到的儀器故障進(jìn)行耐心細(xì)致的分析與講解,注重于提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、學(xué)習(xí)精神、資料查詢能力及應(yīng)變能力[8]。通過實驗報告的書寫,重點對學(xué)生的報告詞匯及科學(xué)用語進(jìn)行修改,使學(xué)生具備科學(xué)的探索精神及客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鰬B(tài)度。此外,以往的儀器分析實驗內(nèi)容都由老師在課前講解實驗相關(guān)內(nèi)容及儀器的使用方法,學(xué)生只完成預(yù)習(xí)報告后就開始進(jìn)行實驗,這種教學(xué)方法其實并不能有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,反而造成老師填鴨式的教學(xué)方式和學(xué)生機械化的學(xué)習(xí)方式。為解決這一問題,應(yīng)對儀器分析實驗進(jìn)行自主設(shè)計實驗內(nèi)容的改革,即分成幾個實驗小組,給予每個小組不同的學(xué)習(xí)任務(wù),并完成實驗預(yù)習(xí),而老師只負(fù)責(zé)對疑難問題的解答。此種教學(xué)方法的嘗試,使學(xué)生對儀器分析實驗的興趣大為提高,分析的樣品由原來的老師給出的固定樣品變?yōu)槊總€小組配制不同種類的樣品,如藥品含量的檢測、農(nóng)藥殘留等。實踐證明,該種培養(yǎng)方式可以使學(xué)生適應(yīng)儀器分析領(lǐng)域相關(guān)實驗要求和技術(shù)的操作能力,以及應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量得到明顯的提升,也極大加強和改善了學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)儀器分析等課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量[9]。
儀器分析的考核方式在我校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)主要是通過期末成績占70%和平時成績占30%組成,而平時成績主要是考勤、課堂回答問題以及實驗報告組成。根據(jù)這樣的方式會使學(xué)生的積極性大大下滑,因此需對期末考核方式進(jìn)行重新規(guī)劃和調(diào)整。根據(jù)期末試卷成績占總成績的50%,平時成績和實驗報告占總成績的20%,剩余30%的部分結(jié)合儀器分析實驗的相關(guān)內(nèi)容則由實驗報告撰寫規(guī)范性和實地儀器使用考核來確定成績組成。該種成績構(gòu)成方式不僅對學(xué)生實際應(yīng)用與理論結(jié)合實踐的能力提出了極高要求,使得學(xué)生在課余時間能夠進(jìn)行相關(guān)實驗的補充練習(xí)及資料查閱[10],而且使用該考核指標(biāo)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的方向和動力,能夠使學(xué)生在實驗期間認(rèn)真記錄實驗過程、總結(jié)實驗經(jīng)驗和分析實驗結(jié)果,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力,使教學(xué)質(zhì)量達(dá)到更好。
儀器分析的理論課程與實驗課程始終是相輔相成的,但是對于專業(yè)的不同和就業(yè)方向的差異,該課程在教學(xué)中又具有一定的特殊性。對此,針對我校儀器分析課程教學(xué)過程中存在的問題,筆者以學(xué)生角度從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等幾方面探討了改革方向,旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、實踐能力。