仪器分析课程教学新体系的构建

摘要：仪器分析是高校化学化工类专业重要的必修专业课程，对课程知识体系的构建和学生素质能力的培养具有重要作用。以建构主义理论为指导，通过重构课程体系、强化实验教学、改革考核方式、创新教学方式四个模块对重新构建仪器分析课程教学新体系。

关键词：建构主义；仪器分析；课程教学体系

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）29-0214-02

仪器分析是高等学校化学化工类专业必修专业课之一，也是环境科学、食品科学、生物工程、制药工程等专业相当重要的专业基础课，无论是对化学化工类专业还是对相近相关专业而言，仪器分析对专业知识体系的构建和学生素质能力的培养均具有重要作用。仪器分析课程的教学改革研究在许多大学中均有开展，围绕着课程教学体系的改革、实践教学模式的创新、教学方法的优化、学生创新能力的培养等各个方面展开了许多研究。然而，由于高校层次的不同、信息技术的发展、培养目标的差异和教学思想的不同，教学研究活动的开展方式和最终所取得的课程教学改革效果不尽相同。总体来看，仪器分析课程在理论教学改革方面，提出了多媒体教学、以教学过程为导向的教学、研究性教学等各类教学模式；在实践教学改革方面，提出了仿真教学、观摩演示和现场实验教学等模式，这些改革均取得了较好的教学效果。

然而，目前对于仪器分析课程教学内容的深层次改革明显不足，亟待加强。主要表现在两个方面：第一，课程章节多，内容繁杂，且各章节重复内容较多，并且与预修课程和后续课程联系紧密，需要无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等作为课程基础开展学习，同时在教学中还要注意与专业相结合拓展学生实际应用仪器分析技术进行检测和分析的能力，这就导致现有的课时量不能很好地完成教学任务，不利于系统构建知识体系。第二，仪器分析课程属于理论和实践并重的课程，在学习中不但需要理论知识体系作为课程的支撑，还需要开展丰富的实验教学来培养和锻炼学生的实践动手能力和分析检测能力。然而现有的实验教学与学科前沿及实际应用结合不紧密，没有充分考虑产业界的需求，学生在学习过程中对于实践技能的培养还有所欠缺，这就导致了学生的实践应用能力和创新能力培养明显不足。综上，仪器分析课程教改不能固步自封，满足于现有成就，而是应该继续加强与相关行业的联系，从教学内容改革和学生应用能力、创新能力的培养方面入后，尽量培养出市场满意的仪器分析专业人才。因此，本文旨在针对仪器分析课程教学现有问题，以建构主义为指导，重新构建了仪器分析课程教学新体系。

一、建构主义理论对课程教学的指导作用

建构主义（constructivism）也称为结构主义，是认知心理学派中的一个分支。建构主义理论的内容非常丰富，但其主要内涵可以概括为：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构，而不是像传统教学那样，只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上。因此建构主义认为：学习者依靠自身建构自己的知识，新的学习依赖于现有的知识水平，社会性互动能够促进学习，有意义的学习发生于真实的任务和情境（或者模拟情境）之中。其学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者；教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用，并不要求教师直接向学生传授和灌输知识。在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化。因此，基于建构主义的教学设计需要遵循以下六个原则：（1）强调以学生为中心。（2）强调“情境”对意义建构的重要作用。（3）强调“协作学习”对意义建构关键作用。（4）强调对学习环境（而非教学环境）的设计。（5）强调利用各种信息资源来支持“学”。（6）强调学习过程最终目的是完成意义建构。

建构主义理论是为一种重要的西方教育理论，在传入我国后对我国高等教育教学改革和课程教学改革发挥了巨大作用，许多教研活动都是以建构主义理论为指导逐步展开的。从建构主义理论出发，传统的仪器分析教学存在着种种不足，而这种不足恰好能够采用建构主义的理论和观点予以改善，因此建构主义理论对于仪器分析课程教学改革来说是重要的、有指导意义的。

二、仪器分析课程教学体系的重新构建

根据建构主义理论对课程教学的指导作用，从以下四个方面重建仪器分析课程教学新体系。

1.重构课程体系。现有的仪器分析教材章节繁多，如果教师逐一进行讲解，不但课时紧张，而且由于内容交叉重合会导致主线不明。因此教师在把握课程主脉时，必须要把知识主线提出来，突出教学重难点，并讲清仪器分析几种主要不同方法之间的关联与差异。仪器分析的核心内容即是仪器所产生的信号与物质性质及浓度之间的关系。光谱分析、色谱分析、电分析是仪器分析三个主要的构成部分，以这三种方法为例，讨论信号与物质性质与浓度之间的关系。首先可以统合认知，通过光、电、色对仪器分析产生整体性认识，在此基础上再对三种方法进行具体的、细致的分析和对比。这样，学生即可以宏观地获得仪器分析的整体认知，也可以了解光、电、色三种分析方面的相同点和不同点。接下来，对同类分析方法，可以突出这种方法实施的基本原理、所采用的主要仪器的基本构造，从微观上加强对课程内容的了解和把握。另外，仪器分析课程是学科体系中的一个有机构成部分，需要注意本课程发展与相关学科之间的关联，尤其要注意相关学科的发展对仪器分析发展所产生的实时影响，并适度纳入到课程教学中。

2.强化实验教学。仪器分析是一门理论与实践并重的课程，实验教学效果的好坏将会显著影响课程的整体教学水准。在实际的科研工作中，分析检测除了学生最熟悉的实验室具体检测分析外，还包括样品的采集、样品的处理、数据的取舍及统计分析。仪器分析的课程教学目标之一就是为了强化学生分析和解决问题的能力，那么为完成一项工作所需要全部流程都必须要让学生参与到。由于学生的宏观把握能力不强，除了上述已经提到的要求外，还需要教师适当引导，学生自主设计实验方案。只有完成了前期调研、样品采集和处理、分析检测、数据分析等环节，学生才能够全面了解实验究竟是什么，才能了解广义上的实验。仪器分析是一种重要的检测手段，如何有效地应用这一手段来解决实际问题是教学关注的重点，切不可一味地陷入实验室检测环节而忽略了其他步骤。为了培养学生独立完成实验操作的能力，教师不妨根据社会热点问题和科研课题，设计一些实验项目，强化学生分析和解决实际问题的能力。由于仪器分析是无机、分析、有机、物化等四大基础化学的后续课程，原理验证性实验可以适当减小，综合设计性实验适当增加，强调实验方案的可操作性和实验结果的可分析性。

另外，在实验教学中，尽量和理论教学步调一致，确保学生在学完该门课程后，既能够清楚实践依托的理论基础和理论知识对实践的指导，又能够通过实验或实践进一步地验证原理，加强对理论知识体系的认知和了解。

3.改革考核方式。考核方法包括教学过程和教学结果的考核，最终的评价结论是伴随学生一生的记录，这必然是学生关注的重点。那么，怎样给出这个评价结果呢？以前，我们常用的方法就是期末考试的时候一张试卷，闭卷笔试，再结合课堂情况，得到一个评价分值。这种考核方式可能适合于纯理论的课程考核，但显然并不适于仪器分析课程的考核。仪器分析实践性相当强，那么闭卷考试考核的什么呢？非操作性的、非延展性的东西。这种方式限定了考试的内容和时间，对于仪器分析课程来说，这是一个明显的弊端，并不能体现出一个学生对该门课程的整体把握。因此，可以把考核可划分为三个部分，第一是原理考试，笔试；第二是课程论文或课程设计，评价学生实验能力。

4.创新教学方式。教学方式改革的脚步从未停止，如何能够激发学生学习的兴趣，是所有教育工作者关心的问题。从仪器分析的课程特点出来，可以侧重采用以下三种教学方法，比较式教学能够帮助学生掌握课程的区别与联系，问题式教学能够直观地引发学生对某一问题的兴趣，研究式教学能够激发学生深入探索的乐趣。当然还有很多方法均可以应用于仪器分析的教学。无论是哪一种教学方法，都还是要围绕着“因材施教”四个字来展开，最终的目标是为了学生构建良好的知识体系和培养创新能力。这些方法可以交叉运用，只要能够获得好的教学效果，就是好的教学方法。

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