基于學習能力培養的《儀器分析》 教學改革

王婷婷

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

當前高等教育改革的方向和主要目標是培養大學生自主學習能力[1]。在高等教育的教學中，讓學生“學會學習”顯得至關重要。正如愛因斯坦所說，當在學校所學的一切全部忘記之后，還剩下來的才是教育。學習能力是會陪伴學生終身成長的。而以知識為載體提升學生學習能力，是《儀器分析》教學改革的初衷。

《儀器分析》 是生物技術專業大三的專業課，課程中涉及很多很多大型儀器的原理、結構特征、公式推導、計算等，邏輯性強，以往學生都會覺得這門課非常難且枯燥。如何化繁為簡、抓住學生注意力、提升學生學習的情感動力，是基于學習能力培養《儀器分析》課程教改的核心工作。

1 內容編排化繁為簡 前后關聯

《儀器分析》教學改革在課程內容的選擇和銜接上下了很大功夫。此課程內容涉及多方面知識，理解起來非常困難。如果沒有一條清晰的主線，學生很容易像“聽天書”一樣，無法領悟各章節的內在關系。據理查德.E.梅耶提出的學習科學的原則之一——“容量有限”原則，即通過運用原有知識來創造更大的組塊，能夠讓人在工作記憶中有效處理更多的信息[1]，筆者在講授每個模塊之前都會梳理脈絡，注重教學內容的選擇和編排，化繁為簡，建立知識之間的邏輯關聯，能幫助學生在學習時更加有條理性，從而有針對性的提升學習能力。

比如，第3 章電位分析法，教材總共有12 節，如果照搬教材的目錄，那么這一章的框架認知對于學生來說就存在很大困難。根據課時安排筆者選擇了7節(其中1 節自學，且布置了作業)，合并成3 個問題。這樣對知識進行有效的整合就是建立關聯的過程。

教材是教師授課的參考，教師可以對教材進行加工，讓知識的呈現更具邏輯性。整合的好處就是讓學生能夠更好的看到關聯，因為大腦對于超過7 個以上的要素無法接受，要素越少，知識整合越簡單，但對知識之間建立關聯的要求越高。知識的前后關聯非常重要，比如第3 部分光學分析法，總共包括3 章：原子吸收、紫外發射、分子發光。這3 章之間是有聯系的，弄懂了這個聯系，學生對第2、3 章的相關知識都會有更好的理解。所以每開啟一章，筆者都會問學生上一章的關鍵問題，所謂的“關鍵”就是能夠關聯到此章的問題。比如由“原子發射”到“紫外吸收”，首先是“發射”到“吸收”，讓學生回想發射是什么過程(舊知)，而吸收發生在什么時候(關聯舊知)，把主語換成“分子”，就是本章內容；再比如由“原子”到“分子”，那么讓學生先回憶原子的軌道特征，然后去講解分子軌道特征，對比就會發現更復雜了，所以原子在前，分子在后。分子發光在分子能級上又引入了電子激發多重態，因而引發新的躍遷類型。學生會發現原來3 章之間有聯系，他們可以用舊知連接新知，而知識的設計是層層遞進，是一個有機整體，就像打游戲，關卡難度在提升。

通過整合，建立關聯，縮減內容，PPT 的呈現內容大致縮減了三分之二，但通過課堂測驗、學生反饋及總體成績，發現學生聽懂得多了，掌握的思維方法多了，理解程度深了，這說明我們已經從繁多的知識內容中走出來，走向整合，走向框架，走向思考，走向深度學習。

2 恰到好處的運用課堂互動和反饋 帶動學生思考

對教學內容進行整合的原因：一方面是給學生降低認知負荷，留出時間建立知識框架；另一方面是因為要留出時間進行課堂活動。因為學習能力提升的前提是“學習真正發生了”，而學習要發生，則學生必須要參與，否則一切都是空談。在結課反饋中，多數學生都反映在課堂中穿插的隨堂測驗、討論、選人回答等課堂互動環節，一方面可以很好的抓住他們的注意力，減少走神情況的發生；另一方面，老師給出的任務都不是直接看就可以念出答案的，是需要經過分析才能得出的，這樣就帶動了他們的思考。

如何設計課堂互動，是不是只要有互動就會有良好的效果呢？當然不是，學生需要在課堂活動中有效能感、愉悅感，同時要留出余地讓學生有思考的空間，學習能力才能得到提升。而合理的引導方式，對學生順利開展自主學習具有很大的幫助[2]。所以應搭建腳手架，根據學生所處起點，進行階梯型難度遞增，讓學生逐級探索很有必要。有了探索的過程，學習才會變得有趣。一個無趣的教學互動方式很難得到學生的喜愛，甚至會讓學生產生厭學情緒[3]。筆者認為一個好的互動，可以通過問題帶動思考，提出的問題應當具有開放性，即便答案是固定的，那么通往答案的路徑也不一定只有一條。在《儀器分析》的課堂中，筆者經常會讓學生練習從多個角度推導出同一個結果。另外，問題設計還要有“可以避免的陷阱”，但要注意，我們設計陷阱不是為了難住學生，是為了設置認知偏差強化理解，所以陷阱應是學生通過舊知思考就可以避免的。當然，活動的設計一定是為目標服務的，除了能抓住學生注意力，還要確保過程的有效性，這需要教師多去觀察、收集反饋、進行評價分析。

對于課堂互動的及時反饋也很重要，應當包括肯定和建議兩部分，前者給予愉悅感，肯定好的方面，后者指明前進的路徑，讓快樂的學習游戲繼續進行。在肯定、賞識的角度下，學生才會愿意暴露錯誤，從而找到改進的方向。通過參與課上、課下的“真實學習過程”，學生才會一點點領悟學習的技巧，從而提升學習能力。

3 更加自然的融入課程思政 提升學習情感動力

當學生找到為什么要提升學習能力的原因時，也就有了強烈的動機，學習效果會更好。大學所有課程都具有傳授知識、培養能力以及進行思想政治教育的多重功能。簡單來講，課程思政的目標可以概括為立德樹人，培養學生世界觀、人生觀、價值觀?！秲x器分析》的授課對象是對未來規劃已經有大致方向的大三學生，但他們在選擇具體路徑、樹立信心方面還存在一些問題。本學期的課程中，筆者借《儀器分析》課程中知識的關聯，加入了一些關于未來規劃的內容。其實大道相通，知識的學習和人生的規劃有很多相似之處。當學生領悟到提升學習能力對他們未來發展終身有益后，便會在自主學習時，通過提前規劃、制定目標、選擇策略、尋求幫助、自我反思等環節，連帶提升多方面能力，讓他們在未來發展中更具競爭力。此時，學生明顯更愿意投入到這樣提升學習能力的深度學習中。

從課堂效果、課下交流以及作業反饋看，大三的學生對于此非常感興趣，因為大三正是他們奔向未來的關鍵時期，在課堂中，能明顯感受到學生從大一到大三的轉變，很多學生都更加成熟了。所以課程思政的融入，既要和課程貼合，如鹽入湯，潤物無聲，也要根據授課對象的年齡特征、人生階段進行恰到好處的引導，這樣的效果往往會翻倍。

對于課程目標的設定，筆者也加入了知識之外的目標，比如建立專業自信、理性分析、交流、合作等。雖然最初學生并不能很快適應這樣的轉變，他們已經習慣了傳統的“一言堂”，但筆者鼓勵學生發表自己的觀點，并告訴他們開口說話、同伴交流、出聲思考，多去練習，去分析，去關聯，才會提升專業自信，進而提升整個人的自信，這對于他們的未來非常重要。大三的學生基本都能領悟，這就提升了學習的情感動力，在表達的過程中帶動思考。學生之間也會相互影響，營造出越來越積極主動的學習氛圍。

4 總結

通過以上三方面的策略，內容編排化繁為簡、前后關聯，讓學生對于知識的脈絡更加清晰，內容之間的邏輯關系呈現得更加明顯，降低認知負荷；教學形式上多設置帶動思考的互動活動，給出及時、積極、有價值的反饋，讓學生完成知識的自我加工，并且感受到自己的變化；在學習中，更加自然的融入課程思政，提升學習情感動力，讓學生明確提升學習能力的意義和必要性，他們會更加投入。

作為大學教師，趕上了教學范式改革的時代，我們要勇于擔起這樣的責任，注重教學觀念的更新，積極參與培訓交流，勇于實踐。當目標設置是有意義的，實施過程是科學合理的，那么就一定會收到效果。在此過程不斷總結、迭代，找到上升空間，繼續調整，教師和學生都會有更大的收益。