基于成長型思維的儀器分析教學創新設計

辛雪蓮　張憲　李林森　韓丹丹　季文琦　閆宏遠

摘? 要：2021年某高校公共衛生學院衛生檢驗與檢疫專業入選國家級一流專業建設點，新冠感染疫情常態化防控以來，對衛生檢驗與檢疫專業人才的實踐應用能力、創新能力和工作崗位勝任力提出更高的要求。以儀器分析課程為例，提出基于成長型思維模式的“理論—應用—實踐”三層次遞進式創新教學設計，將知識點以星級分類，模塊化分層，重點知識形成框架，構建線上線下課堂，建立各種資源庫，形成知識、實踐分層模塊，緊扣專業現狀和前沿，結合基礎知識講解、資源擴展、綜合實驗設計、虛擬仿真系統，與社會需求對接，構建創新教學設計。學生根據自身學習情況、學習習慣，搭積木式構建具有個人特色的綜合知識體系，培養學生形成“積極進取、樂享過程、接受挑戰、直面挫折、終身學習”的成長型思維模式。創新教學設計的成功實施，顯著提升學生的綜合能力，使學生面對挫折時能夠秉承樂觀積極的態度、保持良好的心理狀態，對衛檢一流人才的培養具有重要意義。

關鍵詞：成長型思維；儀器分析；教學設計；一流人才培養；國家一流專業

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）13-0068-04

Abstract： In 2021， the Health Inspection and Quarantine major of College of Public Health in a university was selected as a national first-class professional construction site. Since the normalization and control of the COVID-19， it put forward higher requirements for the practical application ability， innovation ability and job competency of health inspection and quarantine professionals. Taking the course "Instrument Analysis" as an example， a "theory-application-practice" three-level progressive innovative teaching design based on the growth mindset model was presented. Knowledge points were classified by stars and layered in a modular way. Key knowledge was established a framework. Online and offline classrooms， various resource bases， hierarchical modules of knowledge and practice were established. Closely following the current situation and frontier of the major， combining with basic knowledge explanation， resource expansion， comprehensive experimental design， virtual simulation system， and docking with social needs， an innovative teaching design is constructed. According to their own learning situation and learning habits， students built a comprehensive knowledge system with personal characteristics in building blocks. Students were trained to form a growth mindset mode of "being proactive， enjoying the process， accepting challenges， facing setbacks and lifelong learning". The successful implementation of the innovative teaching design had significantly improved students' comprehensive ability. Students could uphold an optimistic attitude and maintain a good psychological state in the face of setbacks. It is of great significance to the cultivation of first-class health inspection talents.

Keywords： growth mindset; Instrumental Analysis; instructional design; first-class personnel training; National first-class professional courses

衛生檢驗與檢疫專業承擔著公共衛生與預防醫學領域中與人類健康相關因素的種類、水平及其變化規律的任務[1]。新冠感染疫情常態化防控以來，對衛檢人才的實驗操作能力、實踐應用能力、崗位勝任能力、創新能力和心理素質提出了更高的要求[2]，培養衛生檢驗與檢疫專業一流人才具有非常重要的意義[3]。2021年某高校公共衛生學院衛生檢驗與檢疫專業獲批國家級一流專業建設點，通過對培養方案所設課程的學習，如何使學生掌握基本技能，達到預期培養目標，對課程的教學設計提出了新的要求。

儀器分析課程是衛生檢驗與檢疫專業的一門必修專業核心課程，與分析化學密切相關，它是以物質的物理和物理化學性質為基礎建立起來的一種分析方法，主要包括光譜分析、色譜分析和電化學分析等，從事公共衛生與預防醫學領域中涉及的檢驗方法和分析技術的研究。在教學經驗積累過程中，針對學生特點，緊扣社會現狀和前沿，結合基礎知識講解、資源擴展、綜合實驗設計、虛擬實驗室模擬實際場景，與社會需求對接，構建了基于成長型思維的“理論—應用—實踐”三層次遞進式創新教學設計。從知識體系個性化角度入手，以學生為教學中心，融入課程思政，培養衛檢一流人才，使其具有扎實的專業基礎知識，較高的實驗操作能力、實踐應用能力、創新能力和工作崗位適應能力，培養學生形成“積極進取、樂享過程、接受挑戰、直面挫折、終身學習”的成長型思維模式，具有強烈的社會責任感、高尚的職業道德[4-5]。

一? 基于成長型思維的教學設計

為提高人才培養質量，結合前期開展并獲得的河北省高等教育教學成果三等獎，提出了基于成長型思維的“理論—應用—實踐”三層次遞進式創新教學設計，實現學生理論學習與綜合能力訓練、理論教學與實驗教學、教師教學與科研、社會需求與學生崗位勝任力一體化[6]。使學生形成的綜合知識體系在實習、實踐過程中得到應用[7]，在學習和實踐的過程中，培養學生形成長型思維模式[8]。

（一）? 成長型思維模式下，形成知識體系

從課程特點來講，儀器分析課程涉及知識點多、內容瑣碎復雜，各個章節之間聯系不夠緊密、原理抽象、涉及面廣，不利于學生構建知識框架、理解知識內容、掌握應用場景[9]；從學生情況來講，學生學習課程時，內容陌生，應試心理較強，易形成惡性循環，欠缺對知識的掌握和能力的培養。針對課程特點、學生情況，提出如下措施：第一，將知識點劃分為“三星、二星、一星和未標星”，三星為教學重難點內容，重要程度依次降低，未標星為擴展知識內容，幫助學生構建重點突出的知識點框架體系。第二，由基礎知識、線上資源、實驗實踐內容，形成知識模塊分層，增強學生“發現問題—分析問題—解決問題”的基本能力。在知識點標星、模塊化分層后，結合公共衛生的任務，通過課堂授課、課堂討論、翻轉課堂、直觀演示和課后反饋評價等方法完成教學，通過探究式教學方法，啟發學生的獨立思考問題、解決問題的能力，培養學生的創新思維能力。充分利用現代化的教學手段，引導學生在課外自主學習，按時答疑。

（二）? 滾動式教學資源庫，鞏固教學成果

在教學過程中，以課程為中心，由第一屆學生建立初步課程資源，傳遞給第二屆學生，由第二屆學生進行補充優化，以此類推，形成滾動式教學資源，建立“四庫一中心”思維導圖庫、試卷庫、案例庫和精品實驗庫。圍繞知識點和模塊，形成基礎知識網絡，將不斷更新的內容融入課程教學，隨時檢驗學生對理論知識的掌握情況，期末考試時隨機抽取試卷，綜合考察學生學習情況。階梯式設置任務，利用滾動式教學資源庫，使學生形成克服挫折的習慣和信心，養成自主學習和終身學習的習慣。以社會熱點問題、學生興趣問題為導入，建立案例庫，形成理論知識應用于實踐的“模板”，鞏固教學成果，為后續實踐打下堅實基礎。

（三）? 多元化多學科交叉，培養綜合能力

儀器分析屬于實踐性較強的學科，將理論教學與實驗教學融為一體，理論課與實驗課同步進行，將理論知識與實際問題聯系起來[10]。在基礎知識、實驗能力培養的同時，根據課程群體系教學內容，融入多學科交叉知識點，適量給學生布置有壓力、有挑戰性的課后設計，以案例庫映射精品實驗課程，鼓勵并指導學生運用課堂所學知識、查閱相關文獻，開展第二課堂，將公共衛生領域中檢測、控制和預防等內容整合到實踐中，引導學生獨立完成綜合實驗，展開多元化教學實踐[11-12]。培養學生具有獨立工作能力、生產實踐能力、創新能力，樹立嚴謹的學習工作態度，能夠樂享過程、接受挑戰、直面挫折。

（四）? 與社會需求對接，提升實踐能力

實踐教學是促進學生知識向技能發展的重要路徑，促進學生動手操作技能的形成，培養獨立完成實踐工作的能力[13]。新冠疫情爆發以來，公共衛生應急能力備受關注，借助國家虛擬仿真實驗教學項目共享服務平臺，開設“甲醇爆燃泄露的公共衛生現場及環境污染應急處置”“大氣污染物監測與處理虛擬仿真實驗教學項目”等虛擬仿真項目[14-15]，提高學生處置突發公共衛生事件的應急管理能力。與社會需求對接，充分利用社會資源，與疾控中心、某環保公司、某市供水公司和檢測機構等社會部門合作，依托教學實習基地開展專業實踐教學改革與實踐，為學生提供見習、實習機會，幫助學生了解行業前沿，為用人單位提供優質畢業生源，培養學生對崗位的勝任力。

二? 成長型思維為引導的課程思政建設

課程以“用衛生分析的一般過程測定與公共衛生相關的物質的量”為核心，以“公行天下，衛戍健康”為思政主線，以成長型思維克服挫折的意識為引導，形成“敬-樂-精”的職業習慣、“學習-堅韌-創新-誠信”的職業精神和素養，培養學生具有中國精神、民族自信、遵紀守法、符合社會主義核心價值觀的道德修養，提升報國本領。

（一）? 課程思政元素挖掘

將思政內容與專業教育有機結合，將社會主義核心價值觀、實施健康中國戰略以及與水質、空氣和食品等相關內容的觀念貫穿教學過程，建立思政示范課程，引導學生樹立專業個性化的職業道德素質，達到“潤物細無聲”的教學效果。課程模塊形成課程的七個思政主題，分別圍繞個人能力、職業道德和中國精神的培育，打造德技雙修的思政教育體系，主要包括：上醫治未病，醫者仁心——行業現狀領域前沿；數字見真章，實事求是——數據處理與分析；遵規守法紀，堅守原則——樣品采集、保存和預處理；建牢固根基，夯實基礎——光譜分析法打基礎；看日新月異，領略創新——電位分析法學科學前沿；理論連實踐，學以致用——色譜分析法通實踐；鑄工匠精神，繼往開來——質譜及其聯用看先進。涵蓋貫穿始終的思政元素和有的放矢的思政元素。貫穿始終的思政元素主要包括：新聞播報，包括社會新聞、科研前沿、高校新聞、高年級學姐學長經歷等；視頻、案例分析，通過對視頻、案例的分析，讓學生主動查閱資料，發揮學生課程思政主觀能動性；測試、論文、匯報，以考核為形式，主要涉及團隊精神、科研創新精神、自主學習、語言表達、實踐等能力；職業精神、愛國情懷，以衛生分析的每一個環節為基礎，緊扣七大主題開展。有的放矢的思政元素主要包括：根據學生個體和群體的特點，有針對性地展開談心談話；適時開展虛擬實驗室操作，培養突發公衛事件發生時學生的應對能力；開展第二課堂，構建“雙基地雙導師”模式，充分融合校內外資源，使學生將理論知識應用于實踐。

（二）? 課程思政的體系化設計、建設情況

采用多元化的教學方法，借助智慧教學工具，圍繞主題，采用觀看視頻、分組調研、課堂報告、課堂討論相結合的方式，使課堂教學中專業知識與思政元素巧妙結合，將課程思政教學貫穿到育人全過程中，強化課程思政的教學效果。具體設計主要包括：階梯式上升的職業技能培養體系，搭建框架清晰、層次感明確的課程內容，以“基礎—能力—應用—實踐”為引導，培養學生的個人技能、職業技能和知識；廣覆蓋面的課程思政群，結合經典例證、社會新聞、科學前沿、政策方針、先進思想、身邊榜樣、時代楷模和典型案例等，形成課程思政教學群，豐富思政內容；基于成長型思維的翻轉課堂，循序漸進地引入思政元素，從掌握知識—個人能力—職業精神—社會責任—國家需求層面，由小即大、有條不紊地激發學生課堂熱情，讓學生成為思政的主人；充分發揮課余時間的多元化思政補充，利用課下、實驗課空閑時間、第二課堂、“雙基地雙導師”模式與學生進行交流，發覺學生個體和群體特征，多元化補充課堂思政。另外，思政教育融入高校專業課程教學需要構建新型的師生關系，思政課教師要關心學生專業發展，讓學生成為課程思政主體，體現思政學習的主觀能動性，引入職業生涯設計、就業、創業等學生切實關心內容，幫助學生解決思想問題和實際問題，為學生辦實事[16]。

三? 教學效果

（一）? 課程成績分析

基于成長型思維模式的三層次遞進式的教學設計實施過程中，以某班級儀器分析課程的成績為例，該課程成績由三部分組成，分別為平時成績（20%）、實驗成績（30%）和期末考試成績（50%）。平時成績中，成績在0～59.9分之間為0人，在60～74.9分之間為9人，在75～84.9分之間為29人，在85～100分之間為4人；實驗成績中，成績在0～59.9分之間為0人，在60～74.9分之間為0人，在75～84.9分之間為12人，在85～100分之間為30人；期末考試成績中，成績在0～59.9分之間為15人，在60～74.9分之間為18人，在75～84.9分之間為5人，在85～100分之間為4人；總成績中，成績在0～59.9分之間為1人，在60～74.9分之間為22人，在75～84.9分之間為16人，在85～100分之間為3人。從成績分布來看，平時成績和實驗成績75分以上占比較高，較上屆學生成績有較大的提高，表明在過程性學習過程中，同學們能夠努力學習，完成教師布置的各項任務，認真完成實驗任務和實驗報告。從期末考試成績來看，成績在60分以上占比為64.3%，較上屆學生成績略有提高。從總成績來看，綜合成績基本成正態分布，優秀和不及格人數（1人）較少，表明大部分同學在新教學模式下，能重視課程的學習，并完成過程性學習和期末考核。

（二）? 學生問卷調查情況

對某高校某年級學生展開的調查結果顯示，學生對基于成長型思維模式的“理論—應用—實踐”三層次遞進式教學模式的滿意度可達93%，大多數同學傾向于教學過程中細致講解重要知識點并做標注，搭好主體框架，補充線上線下資源。值得注意的是，在關于學習動力的調查中，97%左右的同學選擇了考試需要，說明同學們對本課程知識學習的基礎性和重要性等認識不足，在后續教學過程中，應更重視課程思政教育。

（三）? 學生成果和用人單位反饋

通過三層次遞進式教學設計的實施，某高校衛生檢驗與檢疫專業學生思想品德和科學素養有了很大的提升，能掌握公共衛生相關的基本理論和技能，專業的自信心與自豪感得到了提高。2018年至今，學生參與課外學術競賽活動人數達200余人，參與縱向和橫向課題人數300余人；獲得創新創業計劃訓練項目33項，其中國家級3項、省級8項，校級22項；指導學生競賽獲獎6項，其中國家級三等獎1項、省級特等獎1項、校級獲獎4項；發表期刊論文16篇，其中SCI及核心期刊5篇。已培育出“防艾”“控煙”“食品安全宣傳”“食育進課堂”等特色品牌活動，學生志愿者參與2 000人次，受眾人群3萬余人。在委托公司展開用人單位對畢業生滿意度調查中，用人單位對畢業生的滿意度高達96%，并對學生的思想品德、職業道德、實踐能力等給予高度肯定。

四? 結束語

運用基于成長型思維的“理論—應用—實踐”三層次遞進式教學模式展開儀器分析課程教學，充分發揮學生的主體作用，提高了學生的綜合能力。通過該教學模式的開展，注重學生綜合素質培養，增強了學生的專業認同感和自豪感，厚植了學生的愛國愛黨情懷，強化了學生的自學能力、團隊協作意識和科學研究能力，培養了學生認真嚴謹的工作作風、科學求真的職業素養，樹立學生的使命擔當和服務國家民族的責任意識，提高了學生實踐能力，提升人才培養的針對性和對工作崗位的勝任力，將學生培養成為衛檢一流人才。

參考文獻：

[1] 叢培盛，柴曉蘭，范麗巖，等.強化人才培養的儀器分析實驗設計與教學實踐[J].實驗室科學，2021，24（5）：106-108.

[2] 吳息鳳，陳光弟，賈君麟，等.疫情防控下高校衛檢人才培養的思考與建議[J].中國高等醫學教育，2020（5）：10-11.

[3] 師璐，黎莉，邢方敏.衛檢人才培養的問題與對策——基于新冠肺炎疫情的思考[J].中國高教研究，2020（5）：48-51.

[4] 張薇薇，鄧曉東，葉云，等.美國衛檢人才培養對我國公共衛生與預防醫學教育的啟示[J].現代預防醫學，2017，44（8）：1532-1536.

[5] 陳朝瓊，趙丹，毛俐，等.新冠疫情背景下地方本科醫學院校衛檢人才培養的思考[J].現代預防醫學，2020，47（17）：3261-3264.

[6] 王荷芳，孔德明，唐安娜，等.南開大學儀器分析課程創新設計與實踐[J].化學教育（中英文），2021，42（18）：92-95.

[7] 李芳，沈海俊，王蘇華，等.以大學生創新項目驅動的衛生檢驗與檢疫專業實踐課程建設體系探索[J].教育教學論壇，2020（3）：128-130.

[8] 毛瑩.科研反哺教學助力創新人才培養的探索與實踐[J].企業科技與發展，2019（8）：117-118.

[9] 吳春來，衛應亮.以實踐能力培養為導向的儀器分析課程改革[J].教育現代化，2019（42）：41-43.

[10] 李傳平，李倩.提高儀器分析課程教學質量的思考與初探[J].廣東化工，2021，48（5）：287-282.

[11] 高曉霞，周漩，陳曉穎，等.案例教學法在藥學專碩高等儀器分析教學中的應用[J].廣東化工，2022，49（2）：157-158，163.

[12] 劉寶林，宋丹萍，李維杰，等.現代儀器分析課程思政教學案例設計[J].大學化學，2021，36（3）：113-116.

[13] 張雪萍，張立蕓.思政教育融入高校專業課程教學的必要性和路徑構建[J].改革與開放，2019（12）：105-106.

[14] 劉志華，姜振峰.污染生態學“理論+實踐+能力”建學體系構建與實踐[J].黑龍江農業科學，2021（2）：103-105.

[15] 胡曉雨，宗蕊，葉能勝.虛擬仿真技術在儀器分析實驗教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2021（13）：39-42.

[16] 杜振霞，楊屹，蘇萍，等.在儀器分析課程教學中融入課程思政案例的探討[J].化學教育（中英文），2022，43（4）：39-42.

基金項目：2021年國家自然科學基金項目“三維MoS2-碳氈陰極協同強光催化燃料電池廢水降解和產能的研究”（22106035）；2022年河北大學醫學部教改課題“‘裝配型三層次遞進式衛生檢驗與檢疫一流專業課程群教學模式研究”（YXBJG-2022-19）；2021年河北大學教改課題“后疫情時代預防醫學專業實踐教學的‘雙基地模式探索”（2021-JG-SXJD25）

第一作者簡介：辛雪蓮（1988-），女，漢族，河北保定人，博士，副教授。研究方向為衛生檢驗學。

*通信作者：季文琦（1978-），女，漢族，河北保定人，碩士，副教授。研究方向為健康教育與健康促進。