基于工作过程导向的《仪器分析实验》课程的教学改革

马金金，张军丽，张 峰，刘会丽

(黄淮学院 化学与制药工程学院，河南 驻马店 463000)

《仪器分析实验》课程是与社会发展紧密结合的一门学科，其借助于现代仪器设备将未知物质的组成以及组成物质结构的质和量进行可视化，实现对各类物质组成快速且精准的分析。该课程作为相关专业本科生和研究生的一门专业必修课，目前已广泛应用于传统学科专业的分析检测中[1-2]，同时也是从事化学化工、材料、生物、地质、刑侦、生命安全等研究领域和生产实践不可缺少的技术手段。该课程的学习，对培养学生探究问题、分析问题、解决问题以及归纳问题的能力具有深远的影响[3-4]。鉴于该课程的重要性，各高校均购置相关仪器设备，保证课程的顺利开设，但实际授课过程中却发现投入与收获并没有呈现出正相关的情况，学生往往是学习兴趣不高，对课程学习敷衍了事，导致不能很好的达成教学目标，教学质量不能得到有效提升。本文针对教学过程中出现的问题进行归纳总结，制定出基于工作过程为导向的课程教学改革措施，旨在有效提高教学质量，增加学生的就业筹码。

1 学生学习《仪器分析实验》课程面临的主要问题

1.1 学生对于分析仪器的陌生感导致认知的抽象性

长期以来，学生已经习惯于纸质教材带来知识的便捷性、直观性、具体性等优点，而该课程教学中的突出特点则为教具的转变——由纸质教材变为各类仪器。这种转变使得长期依托于教材学习理论知识的学生，极易产生陌生感。学生首次面对陌生的分析仪器，一方面，不知从哪个知识单元开始着手学习；另一方面，大部分分析仪器的操作过程为自动化且反应时间极短，学生来不及消化知识的输入。例如，在讲解高效液相色谱仪测试饮料中防腐剂的含量时，一般的实验教学步骤为：教师讲授仪器原理→教师进行实验操作演示→仪器自动测试→教师进行结果分析。整个过程中学生对于仪器的认知仅仅停留于外观，对于其内部构造及作用则处于抽象名词概念的疑惑中，而完全忽略了教学内容。由于课程本身教具的改变带来学生学习过程中产生的陌生感和抽象性，会削弱学生课堂学习的参与度，极大降低学生学习的兴趣。

1.2 传统教学方式导致学生知识体系的局限性

目前高校仪器分析课程的授受方式一般为：教师——讲授分析仪器的工作原理；设计实验方案；演示实验方案的具体实施过程；分析实验结果。学生——按照教师指定的实验测试对象，按照教师的操作步骤，“模仿”一遍实验过程，撰写实验报告，实验课程学习结束。按照传统的教学方式来对该课程进行授课，不能体现出该实践性强的课程特点，学生获得的知识受到限制，无法对知识进行有效的迁移。同时在传统的教学方式下还易使得每一个仪器的教学体现出相互独立的情况，仪器之间的知识点互不联系，不能使学生构建系统的知识体系。例如，在学习液相色谱-质谱联用时，尽管学生已经分别学习了液相色谱和质谱分析，但由于只是简单的进行了“模仿”实验，未能进行知识的拓展，导致后续讲授液相色谱-质谱联用时，学生依然不能理解，他们只是分别被动的认知单一模块，对仪器分析实验的整体学习受到教学方式的局限，不能形成完整的知识体系。

1.3 学生课程学习的盲目性

在司空见惯摊开教材的课堂，仪器分析课程以一种崭新的形式呈现在学生面前，学习过程不仅变的抽象，而且会使学生对课程学习的目的陷入盲目。例如在讲解电化学分析测试时，教师利用事先配置好的溶液与待测电极，在介绍完理论知识之后，开始测试循环伏安曲线、充放电曲线、交流阻抗谱图等，学生并不能切实体会到学习仪器的实用性。尽管在课堂开始前夕，教师已经多次强调课程的重要性以及必要性，但仪器教学的抽象性，学习方式的局限性，使得学生在上课过程中老师说什么就是什么，缺乏思考，不能很好地理解和掌握仪器的操作，只是盲目的随时间的推移等待课程的结束。课程学习目的一旦出现盲目性，学习兴趣就会成指数形式下降，最终对课程学习弃之不管，偏离教学效果。

针对《仪器分析实验》课程教学中出现的问题，对已经授课结束年级学生进行了问卷调查，结果如图1所示。

图1 统计2018-2019学年学生对《仪器分析实验》课程 学习存在问题

2 针对《仪器分析实验》课程出现的问题，提出教学改革措施

考虑到《仪器分析实验》是应用性、实践性极强且与社会发展接轨度较高的一门课程，结合实际教学中出现的问题，提出基于工作过程导向的教学改革措施，即从实际工作岗位的典型任务出发，以完成实际工作任务所需要的知识为学习内容，以培养企业所需的职业能力为目标，以实践过程学习为主的教育模式。这种模式的显著特点是加强了课程学习内容与实践工作之间的相关性，整合理论与实践，提升企业适应能力。高度契合学生对于该课程学习的抽象性、局限性、盲目性等问题，能够有针对性的解决课程现存问题[5]。具体改革措施如下：

2.1 教学方式的改革

教学方式是课程教学方法具体实施活动细节的表现，对其进行改革一方面可以从提高学生学习兴趣入手，另一个方面可以着眼于消除学生学习的局限性。基于工作过程导向的课程改革思路，尊重该课程应用性极强的特点，将课堂教学走出教室，深入到实际应用环节，打破传统室内教学方式，建立室内室外相结合的教学方式。

传统《仪器分析实验》秉承室内解决理论与实践所需知识点的全部内容，造成学生对于分析仪器认知的抽象性和局限性，无法体现课程实践性及应用性强的课程性质。基于工作过程导向的教学方式改革，将单一课堂理论知识的学习转变为理论与实践相结合的教学方式。仍以讲解高效液相色谱仪测试饮料中的防腐剂的含量为例，教师可与第三方检测公司相结合，让学生走入分析仪器的实际应用基地，近距离观察分析仪器的测试流程以及结果呈现全过程，直观感受到课程能够解决的实际问题，进而对课程学习产生兴趣，削弱对课程认知的抽象性和局限性。这种教学方式的建立可以让教学内容更加清晰明了，容易掌握，实现理论与实践相结合。

2.2 教学主体的改革

打破以教师为主体的“学以致用”课程教学，建立以学生为主体的“用以致学”课程教学，使教学过程由单声道变为双声道。对于传统的《仪器分析实验》课程教学，通常以教师为主体，以“学以致用”为理念，依据特定的理论教材，由教师进行单方面知识的输出，寄希望于学生后续将所学的知识运用到实践中去，整个过程学生被动接受知识。显然，针对该课程实践性和应用性极强的特点，以教师为教学主体的设定，不能很好的达成教学目标。

基于工作过程导向的课程建设思路，按照课程设置以就业为导向，认真开展行业企业发展状况以及整个就业环境对仪器分析专业人才需求情况的调查研究，让学生走进企业，在企业中了解分析仪器的工作状态、发现分析仪器存在的问题、思考分析仪器发展存在的瓶颈等问题，并查阅相关文献，形成书面报告，彻底解决学生对于分析仪器认知的抽象性、局限性和盲目性，让整个教学活动以学生为主体，以“用以致学”为根本目标，便于学生有目的的对理论知识中的重难点开展积极主动的探究。

2.3 考核方式的改革

打破传统实验课程以卷面成绩考核的方式，重构实验课程考核方式。以建立实验方案、实施实验方案、分析实验方案的系统开放性考核方式对学生的掌握程度进行考核。

美国心理学家、教育家布鲁姆认为：考核评价不是为了区分而是为了改善。改善的含义即是通过评价获得反馈，从而对教学加以调节，使之获得更大的教学效益。在对学生的考核评价过程中，相关要素间的关系如图2所示。

根据仪器分析课程的特点，基于工作过程导向的课程建设思路，改革现有的“一锤定音”的考核机制，取而代之的是对学生在课程中的全面素质表现进行综合评估。依托于前期学生在走出教室进入企业中的表现以及学生经过实地考查、文献查阅、报告撰写的质量，总结学生对分析仪器的原理、方案、分析等一整套系统知识的掌握情况，同时随机给出学生在生产线上实际遇到的问题，让学生选取合适的分析仪器去设置解决方案。综合平时表现以及开放式的问卷形式对学生考核方式进行改革。

图2 课程考核要素关键图

3 结束语

《仪器分析课程》作为一门多学科的专业必修课，具有实践性和应用性极强的特点，其教学质量的优劣影响了学生与社会直接接轨的契合度。基于工作过程导向的课程建设思路，使学生能够从校内更从容地、多选择地走进社会。避免“毕业即失业”的传统认知，培养学生发现问题、解决问题、归纳问题以及实践操作的能力，为今后快速适应社会奠定了基石。因此对本课程进行教学改革是十分有必要的事情，但课程的教学改革是在长期的教学中不断摸索探寻的，需要教育工作者们共同不断努力前行。