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摘要:“儀器分析技術”是高職院校開設的一門重要的專業基礎性課程,帶有極強的專業性、實踐性與實用性。這門課程內容復雜、理論抽象,對實踐性要求較高,然而傳統的教學模式存在重理論、輕實踐、學生聽多做少等問題,導致教學效果并不理想。為此,本文引入項目教學法,改進教學模式,以提高儀器分析這門課程的教學效率,促進學生職業素養的形成。
關鍵詞:儀器分析;項目教學法;應用
儀器分析是借助精密儀器去檢測表征物質的部分物理或化學性質的相關參數,以確定其化學組成、含量及化學結構的一種分析方法。這是一門交叉學科,涉及化學、物理、數學、電子技術、計算機技術等諸多學科[1]。伴隨著社會的快速發展,儀器分析得到了廣泛的應用,常用于食品保健與生物監測、環境保護、衛生檢驗、藥品鑒定、醫學檢驗等領域。這門課程理論知識多而復雜,抽象性與實踐性強,學生要想學好并不容易。為此,本課題就當前儀器分析教學存在的問題進行分析,引入項目教學法,探討項目教學法的實施策略。
1儀器分析教學存在的問題分析
1.1教材內容更新速度慢
在信息時代儀器更新速度非???,而儀器分析課本上所用的儀器設備可能已落后于現實應用。這造成課本內容的時效性跟不上現實分析手段的發展現狀。比如,關于氣相色譜分析技術,課本上主要是通過檢測和計算峰面積進而完成定量分析,實現對數據的分析。實際上,色譜分析儀利用自身配備的色譜工作站便可完成對數據的一站式分析。
1.2知識內容多,學時少
高職院?;静捎?ldquo;2+1”學制模式,學生在校學習時間為兩年。因此,儀器分析課程的學時安排相對較少。然而這門課內容較多,涉及光譜分析、電化學分析、色譜分析等各種儀器的使用,這些儀器又可細分為不同功能的分析儀器,即使是同一功能的儀器,廠家與型號不同,具體的用法也有所差異[2]。作為一門交叉學科,這門課程涉及諸多學科,教學內容包括很多分析儀器的構造與原理,內容抽象晦澀。高職生本身的學習成績就比本科生要略差一點,對他們來說學習難度很大,不易理解,需要更多的時間去學習領會,這便造成學時少與教學內容多的矛盾。
1.3用于教學的分析儀器數量少
由于大部分分析儀器屬于精密設備,成本昂貴,很多高職院校購置數量有限。近年來隨著高職院校的擴招,學生人數明顯增多,有限的儀器數量難以確保每人都有實踐機會,甚至部分學生根本就沒機會參與實踐。這樣既挫傷了學生的參與積極性,也影響到實驗教學效果。有的高職院校為了解決這一問題,建設儀器分析仿真實訓室,并加大對實訓室的開放力度,雖然對這一現狀有所改善,但效果并不明顯。因為受經費不足的制約,高職院校更新儀器的速度明顯落后于相關企事業單位,且差距有擴大的趨勢。
1.4師資力量不足
目前,儀器分析教師大多來自普通高校,理論知識功底較厚,缺乏實踐經驗。“雙師型”教師不多,因此,不少教師只會教不會做。儀器分析這門課中的很多儀器都要求有熟練的操作技能與扎實的理論專業知識。以生物醫學儀器為例,教師不僅要有扎實的生物醫學知識,還必須具備較強的實驗操作能力,并掌握一些計算機知識,這樣才能開展好教學,為學生提供專業指導。因此,應盡快建立一支“雙師型”專業教師隊伍。
1.5考評機制單一
大部分高職院校對學生的學習考評方式仍與普通本科院校相同,以理論考試為主,將考試成績作為評價學生學習情況的主要標準。這種考評機制與高職課程教育改革的要求并不相符。
2項目教學法的概述
項目教學法源自美國,盛行于德國,目前在世界各國得到了廣泛的重視。此法是把學科知識內容分解為數個教學項目,圍繞著這些項目進行教學,讓學生能夠參與到項目的全過程中的一種教學方法,在職業技術教育中有著很好的優勢。項目教學法是基于構建主義,將實際的工作項目作為對象,由教師來分解項目,并進行示范。然后學生以小組為單位完成各自的工程項目,最后根據共同完成項目的情況對學生的學習進行評價[3]。該教學模式的核心追求已不再局限于教師直接將知識技能傳授給學生,而是學生在教師的指導下自主去探析結果,并找到答案,向大家展示,作自我評價。學生根據已有的知識通過思考與動手實踐,從而鍛煉自己的動手實踐能力與解決問題的能力。將項目教學法引入儀器分析課程能夠激發學生的學習熱情,也能培養他們自主學習習慣。同時,有助于讓他們去發現問題、分析問題、解決問題。可見,與傳統的教學模式相比,此法有著極大的優勢。
3項目教學法實施的基本流程
項目教學法實施的基本流程主要有6步,包括咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估(見圖1)。教師根據教學內容與教學目的設計具體項目,再把這些項目劃分為一個或數個教學小單元,根據項目教學的步驟由簡單到復雜的認知規律實施即可[4]。待項目確定后,教師應先自行做一遍項目,便于對這個項目有更全面的理解,明白哪些問題需要解決,關鍵在哪些地方等。學生以小組為單位進行合作學習,就項目任務進行資料收集、問題分析、方案設計、動手操作等。
4項目化教學在儀器分析課程中的應用案例
我們以頭發中鋅含量的測定為例實施項目化教學。(1)咨詢—創設相關情境,導入項目。播放鋅對人體的作用,當鋅不足或過量時產生的危害。引出主題:如何測定頭發中鋅的含量。讓學生觀看原子吸收分光光度計教學紀錄片,讓學生對所用儀器有初步認識。(2)計劃—對項目進行分解,布置任務。各組自行查閱文獻資料,了解相關國家標準、行業標準,了解儀器的結構與工作原理,掌握使用方法。(3)決策—由各組匯報設計方案,教師給予指導,各組進行交流討論,最終確定最佳的實驗方案。實驗方案中主要涉及采樣、試樣的前處理、繪制標準曲線、檢測試樣等工作。(4)實施—采用分組合作方式完成項目。各組參照確定的實驗方案進行實驗操作,教師從旁指導,回答學生的提問。(5)檢查與評價—各組匯報成果,介紹在項目實施過程中所用的知識以及碰到的困難、解決方法等,然后通過小組自評、組間互評等方式對項目完成情況進行評價。
5實施項目教學法的建議
在儀器分析教學中引入項目教學法應考慮下列幾點。
5.1項目的選取要合理
教師所選擇的項目是服務于教學需要的,因此,必須有一定的應用價值,并符合高職生的認知規律。這些項目應源于現實生活,并通過教學加工,以更好地滿足教學需要。這樣才能夯實學生的理論基礎,培養他們的職業技術能力。
5.2以學生為中心,開展合作學習
在開展項目教學時可采用小組合作學習模式,將學生按照“組間同質、組內異質”的方法分組,讓不同性格、愛好、學習能力的學生組成一組,實現優勢互補[5]。各組可自行選擇子項目,組員間共同去探索分析問題,利用已有的知識去解決難題,完成任務。這有助于鍛煉學生的團隊協作能力與語言溝通能力。
5.3教師做好充足的教學準備,發揮好組織協調作用
教師在項目教學中扮演著特殊的角色,主要是組織協調與引導作用。這要求教師具備良好的專業能力與豐富的實踐經驗,為項目實施中的學生提供必要的幫助。大量教學實踐顯示,項目教學法打破了傳統教學模式的束縛,讓學生從動手操作中學習知識,并由解決項目中的一些實際問題來幫助學生構建專業知識。這極大激發了學生的參與熱情,也能明顯提高學生的專業技術素養與解決問題的能力。同時,還能有效提高學生學習的目的性與主動性,為后續學習打好基礎。
5.4完善考評機制,激發學生的學習積極性
針對課時有限,學生單獨接觸儀器的機會較少的現象,教師可鼓勵學生多參與開放性實驗,在課余時間去做自己感興趣的實驗。首先,與實驗教師提前預約,并做好實驗準備,設計好實驗方案。這有助于緩解學校實驗儀器不足與學生數量多的矛盾,并能使學校儀器設備資源得到充分利用,促進學生自主學習能力與創新意識的增強[6]。這樣學生可在課余時間開展科研活動,確保有足夠的時間去操作實驗,完成項目,從而激發他們的科研興趣,逐步提高自主探索能力。同時,這為他們今后的畢業論文設計以及科研工作奠定好基礎。儀器分析作為高職院校中的重要專業課程之一,教學難度大,傳統教學模式取得的教學效果并不理想。為此,基于構建主義理論運用項目教學法,對教學內容進行精心設計,確定合理的項目,讓學生以小組合作的方式完成項目任務,從而實現學以致用、用以促學、學用相長的目的。當然,這需要教師積極總結,不斷完善教學經驗,使項目教學法充分發揮出自己的價值。
[參考文獻]
[1]李麗清.項目驅動式教學法在高職儀器分析課程教學中的應用[J].黑龍江教育學院學報,2012,31(1):69-70.
[2]李曉玲.項目教學法在高職儀器分析課程中的應用[J].蘭州交通大學學報,2011,30(5):203-205.
[3]孟磊,鄭先福,寧愛民.興趣教學法在非化學專業儀器分析教學中的應用[J].江蘇教育學院學報(自然科學版),2012,2(32):201-203.
[4]蔡向忠,王秀紅,李銀生.改革儀器分析實驗教學培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索,2014,33(11):169-170.
[5]王川,劉崗.項目教學法在儀器分析課程教學中的應用[J].湖南城市學院學報,2016,25(3):327-328.
[6]李繼萍,莫國莉,許哲峰.“儀器分析”項目化教學改革實踐與思考.內蒙古師范大學學報(教育科學版),2015,11(14):128-130.
作者:李鵬 單位:甘肅工業職業技術學院