基于产教融合的仪器分析实验教学方法改革的研究
张军丽 马金金 时文中
摘? 要：在高等教育产教融合背景下，应用型高校的仪器分析实验如何对传统的教学方法进行改革将直接影响到人才的培养质量。采用了项目化教学法、研究性教学法、案例教学法、同伴教学法、信息化教学法的实践教学方法，全面改革教學方法，这些改革举措培养了学生的积极主动分析思考和实践创新能力，推行学生自主实验教学。为地方高水平应用型大学实践育人和拔尖人才培养探索了新的方法。
关键词：仪器分析及实验;教学方法改革;产教融合
中图分类号：G642 文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2021）06-0140-04
Abstract： In the context of the integration of production and education in higher education， how to reform the traditional teaching methods by instrumental analysis experiments in applied universities will directly affect the quality of talent cultivation. We adopt project-based teaching methods， research-based teaching methods， case teaching methods， peer teaching methods， and information-based teaching methods， and comprehensively reform the teaching methods. These reform measures have cultivated students' proactive analysis and practical innovation skills Promote students' independent experimental teaching. The study has explored new methods for practical education and top-notch talent cultivation of local high-level applied universities.
Keywords： instrumental analysis and experiment; reform teaching methods; integration of production and teaching
《仪器分析实验》课程在大学各相关专业学生培养
方案中都占有重要的一席之地。在探讨教学方法改革过程中，学与教的关系要适当调整，树立“教为主导、学为主体”的观念，教会学生如何学习，学生才能更好地掌握专业基础知识，主动性和创造性才能更好的发挥[1-2]。实验教学是高等学校教育教学的重要组成部分，和理论教学一起形成教学的躯体。在高等教育深化产教融合基础上，《仪器分析实验》是将学习到的理论和方法进行熟练的操作，是一门实践性非常强的课程，帮助学生掌握理论知识，培养提高学生的操作技能及动手能力，为将来从事化学相关工作打下坚实的根基[3]。
在传统的《仪器分析实验》教学过程中，通常以教师讲授学生倾听及机械照猫画虎的操作，学生严重地被实践，问题较严重。而课程实验内容只要按照实验课本上的方法、步骤即可进行操作，无创新性和积极动脑的培养可言。同学没有进行课前预习，做实验时也不知道为什么要这样做，知其然而不知所以然，仅是一个操作员，无法提起学习兴趣，敷衍了事，在实验过程中无法获得多大收获。课后抄袭实验报告的现象也较普遍。目前已有很多研究人员对《仪器分析实验》教学模式及教学方法进行了许多尝试，但在这些改革中，往往偏重于探索学生如何“学”，对“怎么教”的形式与内容讨论不多。教学系统中两个不同的层次分别是教与学。教就是教学生如何学，要分析学生的学习方法，引导学生的如何学;学是在教之下的学，让学生知道“如何学”。作为一名合格的教师除了能有效的教，还应教会学生如何学。养成一个优良的教学方法及学习方法并应用在课堂及实验（线上或线下）教学过程中，往往会有事半功倍的效果;如果没有有效恰当的学习方法，即便是真理，学生能力的培养和发展也可能无法实现。
为了提高学生学习效果，应根据实际的教学内容，在实验教学中教师结合学生特点，因材实施教学活动，组织不同形式的探索研究，通过多种教学方式结合进行，使教学具有时效性。我们经过尝试教学方法改革，采用项目化教学法、案例教学法、同伴教学法、信息化教学法、岗位需求教学法等，采取多种方法穿插组合及应用。
一、项目化教学法
教师和学生通过配合实施一个实际企业或生活中的项目而进行的教学活动叫做项目化教学。项目可以是生产一件产品，也可以是提供一项服务，也可以进行一个成分的检测等。让学生独立完成一个项目任务，从查阅文献信息、方案策划、方案实施，到完结任务后的结果评价，全部由学生自己通盘控制。通过一连串的项目实施，参与的所有学生都能够娴熟地达到项目每一环节的要求，把握整个流程的重、难点。在教与学的进程中，任课教师承担指导咨询、答疑解惑的责任。以依靠每一个工作任务完成的项目教学强调教学内容的组织形式，以学生为主体的教学活动的开展形式，展示学习成果中多种多样的解决任务的方法。对于项目化教学过程变成人人参与学习的创造性实践活动，学生关切的重点不再是最终结果，而是完成项目过程的心得体验。选择与企业结合或者解决社会难点热点的项目是采用项目化教学方法的主要因素，有内容、活动、情境和结果四大教学要素，必须具有可行性且符合教学要求。
课程分为五大模块其中每个模块按项目化教学完成。由于缺乏必要知识学生难以完成任务时教师要进行适当示范指导。根据进展情况学生提出问题并分析问题;例如，具备哪些前提知识，做什么前期工作，才能完成测定银杏制剂中黄酮的含量这一任务（这是“做什么”）？因此，“怎样做”的问题得以解决。在项目教学中，不同阶段有不同的教學任务，每个阶段教师所承担的角色也各不相同。双向的师生互动非常重要，我们认为教师和学生斗志昂扬地参与在整个教学过程中是必要的。它要求在教学过程中教师和学生要重新定位自己的角色，主要知识的传授者不再是教师，而变为项目化教学的组织者、引导者、咨询者和评价者;学生不再成为知识被动接收者，而主动成为知识构建者。
二、案例教学法
美国哈佛商学院首先进行案例法教学，学生是中心、理论结合实践、互动式教学。彻底改变了传统教学里教师讲授学生听讲的填鸭式教法，具体化抽象的原理、概念等，合理科学地进行案例讨论、组织互动式教学课堂，使学生们的学习积极性充分调动起来，学生的自信心、创造性和应用综合能力都得到有效的培养[4]。如图1所示。
（一）准备案例
通过长期的教学实践与研究发现，选择的教学案例首先要有典型性，再次要贴近企业实际日常生产情景。所以教师要频繁地亲自到企业一线搜集并整理案例，如商店在市场购买了10吨的腌萝卜条，使用后如口唇、舌尖、指尖青紫，怀疑该产品亚硝酸盐含量超标。怎样对样品进行分析鉴定，引起中毒的物质是什么？如何验证分析？在案例法教学实施过程中，主角是学生，配角是教师，教师将找的案例发给学生并通知他们课前预习，要求学生到图书馆或上网查找大量的相关文献资料，做好发言准备及想法见解。
（二）诠释探究案例
这一环节是案例教学法的中心，教师应设法调动学员的主动性，紧密围绕所学案例组织学员展开圆桌讨论，全班一起讨论或分成几个小组展开讨论。从而大大提高教学效果。在上述案例中首先查亚硝酸盐性质。测定水溶性、pH值等物理性质，最后做定量实验。
（三）总结案例
在探究讨论案例并得出结论之后，教师概括归纳并进行总结、评价得出结论，评价必需恰如其分，不偏颇。如判断样品亚硝酸盐含量超标，顾客起诉商家。针对出现的问题教师要重点强调并讲解，加深学员掌握知识点。重点讲解讨论不够深入、不够确切的地方及应吸取并改正的教训及经验。
案例教学以其与实际联系紧密、操作性强的特点被应用于仪器分析及实验课程教学中，成为理论-实践之间联系的纽带。近年来，经过许多研究者的探索和实践，教学效果取得了很大的提高。案例教学法成为实验教学的有效方法也将是一种发展趋势。
三、同伴教学法
1991年，同伴教学法由埃里克·马祖尔（Eric Mazur）教授创建，是一个讲授自然科学课程的简便、直接而有效可行的方法。让学生参与教学过程是同伴教学法的灵魂，能使学生们更容易接受并应用知识。同伴教学法一经试用便取得较大地成效。在课堂上，不计其数的各种学科领域的教师选用了同伴教学法。结果表明，同更加传统的讲授式教学方法相比较，这种基于问题的教学方法优势更加明显，效果更好。现今信息网络环境下，大学生课堂教学中最大的问题就是如何始终吸引住学生的注意力，始终保持学生对教学活动的参与度。同伴教学法专门设计适当的测试题，用来揭示学生的认识误区和错误理解，诱导启发学生深入自主地探究问题，并依托计算机指引学生参与整个教学过程[5]。一种学生自主学习、合作学习、生生及生师互动的创新教学方法。可进一步提高教师在课堂教学过程吸引学生的教学能力，积极探索学生对教学活动的参与度。
在不同的阶段，需要教师向学员抛出一些精心设计的概念性问题如神奇的荧光、磷光是怎样产生的？针对这些问题，学生得出自己对这些问题的看法和见解，经过分小组讨论达成共同意见和结论。分组讨论往往能够让学员解释概念并深入理解并掌握，而且能帮助没有得到正确答案的小组同伴理清思路，得出正确结论。最后的课堂上，教师安排全体学员进行最终讨论，适当的对知识问题之间的关系进行解释补充或延伸拓展。同伴教学法的优势如图2所示，这一新的教学方法可以帮助教师在课程中更好地教学。
同伴教学法的主要功能是：1. 加深学生对概念的理解，提升对学科问题的解决能力。2. 提高对知识的长时间记忆能力。3. 提升学生对课堂满意度，从而对学习这个知识的画面留下更加深刻的记忆片段。4. 提高学生的参与度。作为同伴教学的先驱，哈佛大学教授Eric Mazur提出，相比与向教师请教，学生好像更喜欢向同伴获得指点。因此，当教师采用同伴法教学时，学生能够更高程度的参与课程。
四、信息化教学方法
信息化教学对于高等学校教育来说是千载难逢的好机会。虽然，有过无数人类历史上革命性的技术，但能直接服务教育事业的却是屈指可数。而自印刷术发明以来，现代化电子信息技术则是对教育领域最具有革命性影响的技术。因此，全球学校都非常重视信息化教学在高校及中小学校应用的研究及实践。目前我们处于网络化的新时代，学校多媒体教学环境中，利用网络等多种信息化教学已成为主要教学方法。1. 可以通过《仪器分析及实验》课程教学方法改革，大范围拓展《仪器分析实验课程》的教学内容，解决理论和实验课程之间联系不紧密的问题。解决教学方式陈旧问题的同时，调动学生学习的积极性，解决学生实践被动，主动探索精神缺乏的问题。2. 利用微信、QQ等调动学生主动学习的兴趣。在实验教学中，教师要指导学生实验，尽量避开对仪器的错误操作。我们建立了课前预习指导和检查平台“云舟超星学习通”。我们制作实验仪器操作视频，发到班级的微信、QQ群里，让学生进入课程网站，可以结合实验书，利用空闲时间（吃饭之余时，坐公交车时，乘地铁时）收看，对实验仪器的外形、结构有感性认识，弄清实验仪器的操作步骤和注意事项，极大地刺激了学生积极性。3. 加强微课程的建设和使用。《仪器分析实验》课涉及到多种大型仪器设备，关于仪器使用基本流程、操作注意事项等，虽然教师在课程中讲授过，但仍有少数学生无法掌握要领。由于学生上课是只操作分析仪器一次且时间有限，尤其对只有一台的大型仪器，很快就会遗忘具体的操作步骤。上网查找有关内容，资料也很少，网上视频可能不清楚、不详细或仪器型号和我校不同，学生不能很快学会如何使用仪器，录音并制作优质微课，能弥补学生在课中学习的遗漏和不足。有了微课视频，详细讲解各种大型分析仪器的具体操作步骤，简要的操作规程，学生可以通过把app下载到手机上，随时、随地、随身观看，省时、省力、省事。能充分体现学生的认知主体作用，能够使学习积极性得到更多的关注与激发。
五、结束语
《仪器分析实验》教学涉及的内容广泛，包含五个仪器分析模块，我们结合实际情况，在实验教学实践中形成了打好基础、提高质量、力求创新、促进拔尖的实验教学理念，采用了项目化教学法、研究性教学法、案例教学法、同伴教学法、信息化教学法的实验教学，全面改革教学方法，这些改革举措培养积极主动的分析思考和实践创新能力，顺应了新时代高等教育的发展趋势，有效地提高学生的社会适应性，学生不再被动学习，墨守成规，成为对全面发展的应用型人才。
参考文献：
[1]张宽朝，金青，余梅，等.基于能力提升的生物化学实验教学方法改革实践[J].天津中德应用技术大学学报，2019，38（4）：
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[2]莫国莉，李继萍，许哲峰.工业分析与检验专业仪器分析课程项目化教学改革的实践[J].内蒙古教育，2019，38（9）：48-49.
[3]张军丽，时文中，徐启杰.产教融合背景下仪器分析及实验课程教学改革与实践[J].高教学刊，2019，14（7）：110-112.
[4]邓真丽，陈灵，张静，等.加强仪器分析实验案例教学促进实用型人才培养[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2019，31（1）：109-111.
[5]徐勋卫，贺兵香.同伴教学法在大学物理应用中遭遇的困难与应对措施[J].教育观察，2020，9（2）：41-43.
