農業高校儀器分析課程無課本課堂教學實踐

王再強 周紅 范黎明 秦小萍 吳國星 唐萍

摘要：農業高校儀器分析課程存在學時少和內容多、學科發展迅速和教材更新慢的矛盾。無課本課堂教學方法充分利用網絡教學資源，提高學生學習興趣，促進學生自主學習。是解決上述矛盾的一次有益嘗試。

關鍵詞：農業高校；儀器分析課程；無課本課堂教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）17-0091-02

一、引言

分析化學歷史悠久，在人類社會發展中具有重要意義，20世紀80年代以后，隨著現代物理學中關于光、電、磁、熱等的理論成就和研究方法引入分析化學學科，分析化學進入了儀器分析時代[1]。現在，儀器分析技術已是生命科學領域的重要研究手段和不可或缺的工具，在農業生產上有著廣泛應用，儀器分析課程在大學教育中也越來越受到重視。

二、農業高校儀器分析課程存在的問題

隨著儀器分析技術在現代農業生產上的廣泛應用，現在農業院校中基本都開設了儀器分析課程或相似課程，然而，在儀器分析課程的教學中普遍存在一些問題。（1）教學內容陳舊，儀器設備落后。由于現代分析儀器更新較快，硬件儀器條件難以跟上學科發展的步伐[2]。（2）由于受儀器、設備等條件的限制，各院校能開展的實驗不同，因此實驗教材的通用性不強[3]；（3）現代儀器分析應用的許多儀器價格昂貴，作為本科生的教學設備在多數學校數量有限，所以通常學生多人一組，并不是每個學生都有機會親自操作儀器[4]；（4）儀器分析課程是一門綜合性很強的課程，要求學生具備較好的有機化學，物理和物理化學的基礎，學生往往難于迅速進入角色[5]。

三、無課本課堂教學

儀器分析課程是一門與現實聯系十分緊密的課程，生產上日益迫切的需求使儀器分析科學飛速發展，現代儀器分析的原有方法持續改進，新的方法不斷涌現，這些新理論新技術需要及時反應在儀器分析課堂講授內容中，然而新教材的及時更新比較困難，為了在在課堂教學中反應儀器分析科學的最新內容，我們嘗試應用國內外較好的網站，進行無課本課堂教學，取得了較好的效果，如在課程介紹緒論時，我們綜合了https：//facultystaff.richmond.edu/～rdominey/301/local/Intro_Instrum_Analysis.pdf、http：//terpconnect.umd.edu/～toh/spectrum/SignalsAndNoise.html#SNR、http：//www.asdlib.org/onlineArticles/ecourseware/Petrovic%20S-N%20ModuleV2/Complete%20Module%20（2014）18.HTM三個網站的內容進行介紹，其中的信號和噪聲部分富有特色，對Johnson noise的起源、測定方法及提高信噪比的方法都有詳細介紹。氣相色譜和液相色譜主要借助于http：//www.edusolns.com/gc/gctutorial/網站進行介紹，該網站內容全面詳實，有許多教學視頻和動畫演示，可使抽象的儀器分析理論具體化，幫助學生理解學習內容和加深印象。其他類似的網站還有學習紅外光譜的http：//www.niu.edu/ANALYTICALLAB/ftir/index.shtml網站；學習原子吸收光譜的http：//slc.umd.umich.edu/slconline/ADVAA/AdvAA.swf網站；學習原子發射光譜的http：//www.asdlib.org/learningModules/AtomicEmission/index.html網站；學習質譜的http：//masspec.scripps.edu/mshistory/whatisms_toc.php網站和學習氣相色譜-質譜聯用技術的http：//www.gmu.edu/depts/SRIF/tutorial/gcd/gc-ms2.htm網站。這些網站的共同特點是更新及時，能反應儀器分析科學發展的最新內容。同時，網站內包含了大量教學視頻、動畫和圖片，便于學生課外自學。

要使無課本課堂教學變成高效的教學方法，需要做好幾件事，（1）學生需要熟悉無課本課堂進行教學的相關網站，由于不同網站對同一知識點的介紹往往角度不同，學生比較后會產生好奇與疑問，通過在課堂上與老師的反復討論，可以激發興趣，促使學生形成主動思考的習慣。（2）在具體的課程時間段，教師要給學生指定網站內需要重點學習的內容，使學生的學習能夠有的放矢，提高效率（3）建立課程學習討論的QQ群，促進形成學生主動學習的風氣。

四、無課本課堂與傳統教學方法

在傳統的教學方法中，教師給學生提供的教學資料一般是系統性的，單一的，從基礎到高深，從簡單到復雜。而在無課本課堂教學中，教師需要給學生列出一系列的學習內容，教師提供給學生的教學資料往往是大量的，獨立的，碎片化的，這也是網絡資料的特點，這需要學生不斷提高自己的獨立思考與總結能力?，F代社會由于電子計算機網絡技術的發展，人們能很方便地通過網絡學習與交流，農業高校網絡及圖書館的電子資源十分豐富，為開展無課本課堂教學創造了很好的基礎條件。當代大學生多是家中唯一的孩子，往往自我意識較強，實現自我價值的愿望強烈，無課本課堂教學方法通過課前課后自主學習，課堂內外與教師討論，學生相互學習討論的方式，使學生自己通過努力掌握知識，滿足了學生自我價值實現的愿望，易于把傳統被動的教學轉變為學生主動獲取知識的模式。

五、無課本課堂與PBL教學方法

傳統的教學方法以教師為主，教師作為課程的主體進行講授，學生聽后完成一定的作業任務，這樣的結果是學生被動的接受知識，主動獲取知識的欲望和能力下降。為了激發學生的學習興趣，培養其批判性思維、解決問題及團隊協作能力，改傳統教學中以教師“教”為中心為以學生“學”為中心，近年國內外出現了一些新的教學方法，如“PBL（PBL，problem-based learning）教學法、翻轉課堂（Flipped classroom model）、以流程為導向引導探究性學習（POGIL，Process Oriented Guided Inquiry Learning）的教學方法，其中尤以PBL教學法受到廣泛重視，這些方法的一個共同特點是，學生需要在課前自學課程相關的大量知識，教師作為輔助者起到組織討論，引導學習的作用。這些方法以學生為主，強調了教師的引導作用，可以極大提高學生的學習效率及獨立思考能力，但這類方法往往需要比傳統教學方法更多的時間。而且在實踐當中，把傳統的教學方法一下轉變為像PBL教學法這樣的方法是比較困難的。

無課本課堂教學方法作為介于傳統教學方法與PBL教學方法之間的一種方法，它不像PBL教學方法一樣以項目為內容，也不像傳統的教學方法一樣以“教”為中心，它在內容上要求進行系統學習，但在教學方式上充分應用現代網絡資源，注重以“學”為中心。學生通過無課本課堂的學習，培養了自主學習的能力，了解了利用現代網絡獲取知識的方法，增加了自主學習興趣。通過教師對網絡資源分析、重點學習內容比較、合理使用網絡資源的介紹，學生加強了應用現代網絡獲取知識的能力。通過不同網站對同一知識點的不同詮釋，使課程的重點及難點內容變得較易理解，也增強了學生自主學習的興趣。通過無課本課堂學習的學生，具有了自主學習的興趣與能力，可以促使教學方法更容易轉變，更能適應PBL教學法等新的教學模式變革。

六、結語

隨著科技的迅速發展和生產實踐對儀器分析技術需求的不斷增加，高等農業院校開設儀器分析課程的專業逐年增多，但各專業理論課學時和實驗課學時差別大，教學上存在著教學學時少和教學內容多的矛盾，學科發展迅速和教材更新慢的矛盾[6]。針對這種情況，我們充分利用現代網絡發展成果，嘗試了無課本的課堂教學。實踐證明，這種方法可以有效解決儀器分析課程教材內容相對滯后于學科發展的問題，同時提高了學生學習興趣，促進學生自主學習，為進行以學生為主體的新的教學模式變革奠定了基礎。

參考文獻：

[1]朱廣華，鞠熀先.儀器分析發展史在大學教學中的應用探討[J].大學化學，2003，18（4）：30-32.

[2]孟磊，袁超，李聰，馬斌強，李方樓.非化學專業研究生儀器分析教學改革初探[J].江西農業學報 2010，22（8）：189-190.

[3]王海鳳，王俊斌，劉海學，王金娥.對農科院校儀器分析課程實驗教材建設的思考[J].天津農學院學報，2013，20（2）：50-52.

[4]Rhys N. T. and John E. K..Teaching Computer Interfacing in Instrumental Analysis[J]. Journal of Chemical Education，1989，（66）：947-953.

[5]程玲，李俊凱，王勇.農科院校儀器分析實驗課教學改革初探[J].長江大學學報（自然科學版），2010，7（2）：102-106.

[6]白玲，李銘芳，廖曉寧，汪小強，吳東平.農業高校多層次儀器分析課程的教學改革探索[J]. 江西化工，2010，（1）：158-160.