论文部分内容阅读
摘要：根据《仪器分析》课程特点，以兴趣引导性、问题导向性、专业相关性、问题开放性为问题构建的基本原则，以各种仪器分析方法为学习单元，进行了单元问题构建的探索研究。
关键词：仪器分析；问题学习法；问题构建
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0146-02
一、前言
随着科技发展和经济实力的大幅提升，仪器分析已经成为现代实验化学的重要支柱，其应用越来越普及。基于仪器分析在现代化学中的重要地位及我校仪器分析的受众广泛，为切实培养适应社会发展的人才，课程组将问题学习法引入《仪器分析》课程教学。问题学习法（Problem-Based Learning，PBL）是一种新的教学模式[1-2]，它是在学生掌握初步的课程基础知识下，由教师给学生构建一些现实社会生活中重要的结构不良问题，并根据问题情境为学生提供一定的学习资源和理论指导，通过让学生以学习小组形式合作解决真实情境中的问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，并掌握解决问题的技能，形成自主学习、分析问题、解决问题以及团队合作等能力。问题是问题学习法的核心，学生进行探究讨论等学习形式都是围绕着问题来开展的，问题构建至关重要。我们在根据仪器分析课程特点[3]，以兴趣引导性、问题导向性、专业相关性、问题开放性为问题构建的基本原则，以各种仪器分析方法为学习单元，进行单元问题构建的探索研究。
二、仪器分析课程特点
《仪器分析》课程涉及光谱分析法、电化学分析法、色谱法及其他仪器分析方法等。一方面，不同类别的仪器分析方法从方法基本原理、仪器结构特点、应用范围到操作技术，均有很大区别，各成体系，不具有逻辑性；另外，学习《仪器分析》课程重在应用，其教学目标根本在于要求学生具备根据不同分析对象选择适宜分析方法的能力。根据《仪器分析》课程这种特点，我们将仪器分析课程章节体系重新构架，以仪器分析方法不同类别为学习单元，以此为基础构建单元学习问题。
三、问题构建原则
1.兴趣引导性。从教育心理学的角度来说，兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征，是可以推动人们求知的一种内在力量。学生对某一问题有兴趣，就会基于这个问题持续地专心致志地钻研它，直到找出解决问题的方法，在寻找解决方法的过程中必然要掌握相关的科学知识，从而达到积极主动学习的效果。食品安全问题和环境污染问题是当今现实社会中特别令人关注的问题，把这样的问题带入课堂中，学生特别能引起共鸣。比如，在仪器分析课程第一单元的绪论的学习时，我们引入了震惊中外的“毒奶粉”事件，由于食品安全问题牵动着无数国人的心，当代大学生也不例外，甚至他们比一般群众有更多的疑惑，他们更有兴趣利用知识找出问题的根源，通过课前对毒奶粉事件的资料准备，学生们不仅剖析了三聚氰胺冒充蛋白质的前因后果，更明白了用化学分析法和仪器分析法（色谱分析法）的原理上的差异和特点，激起学生们对儀器分析法的兴趣，该问题也自然成为下一单元色谱分析法的引子。从这个具有广泛的社会关注性的问题学习中，学生不仅受到了仪器分析的有关技术性知识的教育，还受到了法律和道德教育，更是培养了他们的社会责任感。
2.问题导向性。PBL教学法采用问题式学习形式，其根本目的是引导学生更加主动地学习隐藏于问题背后的科学知识，这就要求所构建的问题必须将学生导向该单元所有的重要知识点，即问题具有导向性。这不但要求教师要进行有选择的讲授，要把具有迁移价值的重点知识传授给学生，更要精选问题，问题要将学生导向所要学习的知识和方法。例如，在气相色谱法单元的学习时，我们给学生提出一个“假酒致盲事件”的单元问题，并给出下列学习提纲：①假酒为什么会致盲？白酒中有哪些主要成分？国家标准是如何规定的？②目前，分析白酒成分的方法有哪些？你选择什么方法进行分析？③气相色谱法分析白酒成分的分离原理？④气相色谱仪的基本结构？检测器？⑤色谱条件及操作条件？⑥影响柱效及分离度的因素？⑦定性分析方法有哪些？本题中如何进行定性？⑧定量分析方法有哪些？本题中如何进行定量？⑨气相色谱法的适用范围等。
3.专业相关性。《仪器分析》课程覆盖了我校化学、化工、生物、食品、轻化等专业，是一门专业基础课，考虑到仪器分析在专业学习及今后工作中的重要性，问题构建宜与专业密切相关。为此，我们在构建单元问题时一般会在化工、农药、医药、食品添加剂、环境监测等专业相关性比较紧密的领域内，选择既有代表性又能引起学生兴趣的问题。这种考虑在后续课程中得到了很好的反馈效果。
4.指定问题与开放式问题相结合。在构建单元问题时，我们在某些单元的学习时指定2~3个具有代表性单元问题由学生任选一个进行探究学习，务求达到学习的深度；而在有些单元的学习时，我们在某一范围内让学生自主选题，希望达到学习的广度。例如，在学习原子吸收光谱单元时，我们并没给出一个具体的问题，而是要求学生在专业相关领域内选择感兴趣的重金属元素进行测定。这样一个开放式的思路，在教学中起到了意想不到的效果。第一，几乎每个学生的选题都不一样，完全杜绝雷同和抄袭现象；第二，问题来自不同的领域，在小组讨论学习和大班汇报时，学生开阔了原子吸收光谱分析的应用眼界；第三；有部分同学通过查阅文献，跳出了原子吸收光谱分析方法，认为用其他方法更好，如采用未讲授的原子发射光谱分析和原子荧光分析，这样他们不但自己通过自学提升了自身学习能力、增加了知识，又通过大班汇报把这些方法介绍给其他同学，扩大了其他同学的知识面。
四、问题构建中的几个问题
1.要构建结构不良问题。结构良好问题的解决方法具有唯一性，不利于学生的探究学习。结构不良问题由于其结构上的不明确性，可能存在多种解决方法，学习者要利用一定的知识对多种方法进行比选，最终确定解决方案。显然，问题学习法中要构建结构不良问题。
2.把握问题的层次顺序。为了让习惯了传统教学的绝大部分大学生，顺利接受问题学习法，构建问题时要注意先易后难，先简单后复杂。让学生有兴趣进入问题学习法，并因此取得成就感，实践证明，循序渐进能取得较好的效果。
3.开放性问题对教师的要求。开放性问题有益于开阔学生的视野，但也对教师有了更高的要求。由于问题的开放性，学生需要的指导和答疑也更广更深，这就要求教师要不断的加强专业素养，能真正起到指导的作用，否则开放性问题可能就成了放开的问题，失去了问题学习法的意义而达不到教学目标。
参考文献：
[1]张桂玲，任景玲，陆小兰，等.基于问题学习法在仪器分析教学中的应用初探[J].大学化学，2004，19（4）：23-26.
[2]李泽生，冼利青.麦克玛斯特大学“问题学习法”[J].复旦教育论坛，2003，1（3）：85-88.
[3]陈平，吴道新，李丹，等.《仪器分析》课程改革之浅见[J].科学咨询，2009.（13）：92-93.
基金项目：湖南省教育厅教学改革研究项目（sj0907），长沙理工大学教学改革研究项目（JG0902）
作者简介：陈平（1970-），女，湖南浏阳人，长沙理工大学教授，主要从事分析化学教学及科研工作。
关键词：仪器分析；问题学习法；问题构建
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0146-02
一、前言
随着科技发展和经济实力的大幅提升，仪器分析已经成为现代实验化学的重要支柱，其应用越来越普及。基于仪器分析在现代化学中的重要地位及我校仪器分析的受众广泛，为切实培养适应社会发展的人才，课程组将问题学习法引入《仪器分析》课程教学。问题学习法（Problem-Based Learning，PBL）是一种新的教学模式[1-2]，它是在学生掌握初步的课程基础知识下，由教师给学生构建一些现实社会生活中重要的结构不良问题，并根据问题情境为学生提供一定的学习资源和理论指导，通过让学生以学习小组形式合作解决真实情境中的问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，并掌握解决问题的技能，形成自主学习、分析问题、解决问题以及团队合作等能力。问题是问题学习法的核心，学生进行探究讨论等学习形式都是围绕着问题来开展的，问题构建至关重要。我们在根据仪器分析课程特点[3]，以兴趣引导性、问题导向性、专业相关性、问题开放性为问题构建的基本原则，以各种仪器分析方法为学习单元，进行单元问题构建的探索研究。
二、仪器分析课程特点
《仪器分析》课程涉及光谱分析法、电化学分析法、色谱法及其他仪器分析方法等。一方面，不同类别的仪器分析方法从方法基本原理、仪器结构特点、应用范围到操作技术，均有很大区别，各成体系，不具有逻辑性；另外，学习《仪器分析》课程重在应用，其教学目标根本在于要求学生具备根据不同分析对象选择适宜分析方法的能力。根据《仪器分析》课程这种特点，我们将仪器分析课程章节体系重新构架，以仪器分析方法不同类别为学习单元，以此为基础构建单元学习问题。
三、问题构建原则
1.兴趣引导性。从教育心理学的角度来说，兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征，是可以推动人们求知的一种内在力量。学生对某一问题有兴趣，就会基于这个问题持续地专心致志地钻研它，直到找出解决问题的方法，在寻找解决方法的过程中必然要掌握相关的科学知识，从而达到积极主动学习的效果。食品安全问题和环境污染问题是当今现实社会中特别令人关注的问题，把这样的问题带入课堂中，学生特别能引起共鸣。比如，在仪器分析课程第一单元的绪论的学习时，我们引入了震惊中外的“毒奶粉”事件，由于食品安全问题牵动着无数国人的心，当代大学生也不例外，甚至他们比一般群众有更多的疑惑，他们更有兴趣利用知识找出问题的根源，通过课前对毒奶粉事件的资料准备，学生们不仅剖析了三聚氰胺冒充蛋白质的前因后果，更明白了用化学分析法和仪器分析法（色谱分析法）的原理上的差异和特点，激起学生们对儀器分析法的兴趣，该问题也自然成为下一单元色谱分析法的引子。从这个具有广泛的社会关注性的问题学习中，学生不仅受到了仪器分析的有关技术性知识的教育，还受到了法律和道德教育，更是培养了他们的社会责任感。
2.问题导向性。PBL教学法采用问题式学习形式，其根本目的是引导学生更加主动地学习隐藏于问题背后的科学知识，这就要求所构建的问题必须将学生导向该单元所有的重要知识点，即问题具有导向性。这不但要求教师要进行有选择的讲授，要把具有迁移价值的重点知识传授给学生，更要精选问题，问题要将学生导向所要学习的知识和方法。例如，在气相色谱法单元的学习时，我们给学生提出一个“假酒致盲事件”的单元问题，并给出下列学习提纲：①假酒为什么会致盲？白酒中有哪些主要成分？国家标准是如何规定的？②目前，分析白酒成分的方法有哪些？你选择什么方法进行分析？③气相色谱法分析白酒成分的分离原理？④气相色谱仪的基本结构？检测器？⑤色谱条件及操作条件？⑥影响柱效及分离度的因素？⑦定性分析方法有哪些？本题中如何进行定性？⑧定量分析方法有哪些？本题中如何进行定量？⑨气相色谱法的适用范围等。
3.专业相关性。《仪器分析》课程覆盖了我校化学、化工、生物、食品、轻化等专业，是一门专业基础课，考虑到仪器分析在专业学习及今后工作中的重要性，问题构建宜与专业密切相关。为此，我们在构建单元问题时一般会在化工、农药、医药、食品添加剂、环境监测等专业相关性比较紧密的领域内，选择既有代表性又能引起学生兴趣的问题。这种考虑在后续课程中得到了很好的反馈效果。
4.指定问题与开放式问题相结合。在构建单元问题时，我们在某些单元的学习时指定2~3个具有代表性单元问题由学生任选一个进行探究学习，务求达到学习的深度；而在有些单元的学习时，我们在某一范围内让学生自主选题，希望达到学习的广度。例如，在学习原子吸收光谱单元时，我们并没给出一个具体的问题，而是要求学生在专业相关领域内选择感兴趣的重金属元素进行测定。这样一个开放式的思路，在教学中起到了意想不到的效果。第一，几乎每个学生的选题都不一样，完全杜绝雷同和抄袭现象；第二，问题来自不同的领域，在小组讨论学习和大班汇报时，学生开阔了原子吸收光谱分析的应用眼界；第三；有部分同学通过查阅文献，跳出了原子吸收光谱分析方法，认为用其他方法更好，如采用未讲授的原子发射光谱分析和原子荧光分析，这样他们不但自己通过自学提升了自身学习能力、增加了知识，又通过大班汇报把这些方法介绍给其他同学，扩大了其他同学的知识面。
四、问题构建中的几个问题
1.要构建结构不良问题。结构良好问题的解决方法具有唯一性，不利于学生的探究学习。结构不良问题由于其结构上的不明确性，可能存在多种解决方法，学习者要利用一定的知识对多种方法进行比选，最终确定解决方案。显然，问题学习法中要构建结构不良问题。
2.把握问题的层次顺序。为了让习惯了传统教学的绝大部分大学生，顺利接受问题学习法，构建问题时要注意先易后难，先简单后复杂。让学生有兴趣进入问题学习法，并因此取得成就感，实践证明，循序渐进能取得较好的效果。
3.开放性问题对教师的要求。开放性问题有益于开阔学生的视野，但也对教师有了更高的要求。由于问题的开放性，学生需要的指导和答疑也更广更深，这就要求教师要不断的加强专业素养，能真正起到指导的作用，否则开放性问题可能就成了放开的问题，失去了问题学习法的意义而达不到教学目标。
参考文献：
[1]张桂玲，任景玲，陆小兰，等.基于问题学习法在仪器分析教学中的应用初探[J].大学化学，2004，19（4）：23-26.
[2]李泽生，冼利青.麦克玛斯特大学“问题学习法”[J].复旦教育论坛，2003，1（3）：85-88.
[3]陈平，吴道新，李丹，等.《仪器分析》课程改革之浅见[J].科学咨询，2009.（13）：92-93.
基金项目：湖南省教育厅教学改革研究项目（sj0907），长沙理工大学教学改革研究项目（JG0902）
作者简介：陈平（1970-），女，湖南浏阳人，长沙理工大学教授，主要从事分析化学教学及科研工作。