参与式教学的仪器分析课程教学探索与研究.pdf

第 51 卷第 9 期2023 年 5 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.9May.2023参与式教学的仪器分析课程教学探索与研究杨 朔,黄胜峰,黄 洋(广州医科大学药学院,广东 广州 511436)摘 要:仪器分析课程在药学专业的教育中至关重要,其教学效果直接影响后续诸多专业课程的产出。但该课程常呈现理论与实践脱节、互动性不强、填鸭式授课、学生动手能力欠缺等痛点,本文针对上述痛点,采用以学生发展为中心的主动参与式授课的方式,融合“五式一动”模式来增加课堂的趣味性、互动性和课后理论与实践融合性,让学生在轻松的氛围中掌握教学内容,达到综合提升教学质量的目的。关键词:仪器分析;参与式教学;五式一动中图分类号:G642.0 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)09-0207-03 基金项目:广州市科技局项目(202102020516);2023 广医大一流专业建设项目(02-408-2304-13055XM、02-410-2302355XM);2023 广医大科研能力提升项目(02-408-2304-13047XM)。通讯作者:黄胜峰。黄洋。Teaching Exploration and Research on Instrumental AnalysisCourse of Participatory TeachingYANG Shuo,HUANG Sheng-feng,HUANG Yang(College of Pharmacy,Guangzhou Medical University,Guangdong Guangzhou 511436,China)Abstract:Instrumental Analysis plays a very important role in the education of Pharmacy,and its teaching effectdirectly influences the output of many subsequent professional courses.However,the course often presents pain pointssuch as disconnection between theory and practice,weak interaction,cramming-style teaching,and lack ofexperience.Aiming at the above-mentioned pain points,an active participatory teaching method was adopted centered onstudent development.A“five-style and one-action”mode was raised to increase the interest,interaction and integrationof theory and practice after class sothatstudents could master the teaching content in a relaxed atmospherethuscomprehensively improve teaching quality.Key words:Instrumental Analysis;participatory teaching;five forms and one action仪器分析属于分析化学方向的微量分析分支也是药物研究的重要技术手段,发挥着“眼睛”的重要作用,能够实现对物质进行全面的检验与控制1-2。其通过结合化学、物理学、生物学以及微生物学等方法和技术手段,对目标物进行全面的分析研究,确立药物的质量规律,建立合理有效的质量控制方法和标准,保证食品、药品、医学制品等的质量稳定与可控,安全和有效3-5。本课程的学习应当使学生掌握分析物质的基本思路,熟悉分析原理,掌握最基本的电化学,光谱和色谱检测方法,了解如何进行文献调研和相关信息收集分析,具备独立获取知识、提出问题、分析解决问题的能力。具备从事本专业及相关专业业务工作的基本能力与素质,并具有在药学某一领域内进一步深造的基础。本课程作为第二阶段专业基础课程,对药学专业来说物质分析及应用的相关课程起到起承转合的过度作用(见图1)。图 1仪器分析 课程与先修课程及后续课程关系Fig.1 Relationship between the Instrumental Analysiscourse and the prerequisite courses and follow-up courses1 痛点分析随着科技的不断发展,分析仪器的更新迭代层出不穷,给教学工作中的老师和学生都带来一定的挑战。作为老师,授课内容和知识点也越来越多,仪器因种类差异,关联性不突出,出现教师难教的现象屡见不鲜;作为学生,由于授课时间有限,知识点琐碎,仪器比较抽象,与现实脱节,出现学生难学的困境。针对该门课程的几点痛点之处,总结如下:(1)理论与实践的脱节。目前的仪器分析课程多侧重理论知识的讲授,导致理论与实践脱节;因实验室设备有限且昂贵,且学生基数大,其主观能动性方面存在个体化差异,部分积极性欠缺的学生往往“君子动口不动手”和“可远观不可近邻也”。最后导致学生动手能力欠缺,无法突出课程的实用性特点。(2)互动性不强。令学生参与度不高,仪器分析各章节联系不够紧密,且仪器的原理和构造比较抽象,课程知识与实际应用之间存在鸿沟,令学生积极性和兴趣度不高,一直充当旁观者的角色。208 广 州 化 工2023 年 5 月(3)动手能力欠缺。仪器分析课程实践性较强,学生在实验课程学习时,追求以撰写实验报告为主,重点关注实验结果和书写规范程度,忽视了实际动手能力和正确的操作规范,比如天平的正确使用,溶液的转移,定容,稀释,标曲的制备等。且由于课程时间有限,上课多采用分组的形式,导致学生之间存在相互依赖,积极性缺乏的问题。(4)填鸭式讲授模式。令授课内容枯燥无味,传统的讲授法和板书法对仪器的原理、部件及其应用难以达到好的教学效果。由于缺少交流,未能及时获取学生对授课内容的有效反馈,未能正真做到根据学生的兴趣和难点进行针对性的备课。图 2 痛点分析图Fig.2 Analysis chart of pain point2 创新理念以立德树人为根本,以学生发展为中心,以两性一度为金标准,融合线上连线一线检验员互动式,分组“问-答-评”讨论式,看图说话案例追问式,仪器与职业规划启发式,视频-图片-小结-练习讲述式及课后实验教学的动手力“五式一动”模式来增加课堂的趣味性、互动性和课后理论与实践融合性,完善教学体系,注重理论与实践相结合,提炼课程思政元素,进而不断提高人才培养的质量(图 3)。通过培养,让学生具备扎实的基本知识,实践技能,创新精神和社会责任感。能够胜任药物研发、药品生产、药品营销、药事管理、质量控制和医院药学服务等相关工作。图 3 仪器分析课程的创新理念Fig.3 Innovative concepts of Instrumental Analysis courses3 内容重构图 4 主动参与式的教学课堂构架Fig.4 Structure of active participatory teaching介绍以学生为中心的仪器分析的教学探索,总体设计框架如图 4 所示,分别从课前(布置预习任务并提出目标要求),课中(以学生为中心的参与式教学)和课后(教学效果的检验与反馈)进行教学内容的重构,通过三部分的师生互动与交流,重难点的讲授,多维环节教学效果反馈,以及融入严谨的专业素养和强烈社会责任感的思政内容,综合量化教学效果。4 创新方法4.1 针对理论与实践脱节的痛点需要简化理论和教学内容,增加案例和模型介绍。减少过于抽象的理论部分,在基本原理基础上,增加视频和动画,引入溶剂残留,汽车尾气检测的案例丰富教学内容。携带仪器配件入课堂,充分调动其学习的积极性。4.2 针对互动性不强的痛点可以分三步走来缓解该痛点:(1)课前:布置预习任务并提出目标要求。将章节重点内容提前布置给学生预习,比如气相色谱仪器的重要部件是什么,关键优化参数是什么?方便学生提前熟知授课内容。(2)课中:参与式教学,以学生为中心,改善课堂沉闷的现象,增强互动性。采用互动式,讨论式,追问式,启发式和讲述式的多种教学方式,了解仪器的优缺点和仪器在食品,环境,药品安全方面的意义,借此教导学生树立良好的食品药品质量安全意识,培养良好的职业素养和严谨的科学态度。(3)课后:利用现代网络技术平台推送学生课后知识的巩固。采用学习通,慕课等手段向学生推送课件资源,在线答疑交流,课后习题巩固,加强学生对重难点知识的理解和记忆。课后作业的设置应该更加灵活,在课后的实践教学环节中检验学生的掌握能力,并评价其效果。4.3 针对动手能力欠缺的痛点该门课程是一门实践性学科,要气对仪器操作熟练才能有较好的综合应用。对于目前普遍学生的动力能力方面可从以下几方面进行改善:(1)线下实验课程的训练。课后开展实验课,将课堂学习的理论在分析仪器的实际操作中加强应用;在实验课上,纠正学生操作上的问题和鼓励学生都积极参与到实验中。(2)虚拟仿真实验平台的引入。为学生提供更多的实践操作机会,学生通过理论课学习后,可随时通过虚拟仿真平台进行实操,有助于深入理解理论知识。即便实验错误也可以多次重复,极大地锻炼了学生们的发现问题和解决问题的能力,激发其学习潜能和启发其创新思维。(3)药学实验技能大赛或科研项目的参与。药学实验技能大赛的参与可加强学生对仪器的应用和科学研究的兴趣。尽早开展毕业论文实验,鼓励学生积极参与教师的科研项目,培养科研的兴趣,增加实践的机会,提高继续深造的动力。4.4 针对填鸭式讲授模式的痛点开展职业规划式导向,建立学习仪器和未来工作之间的联系,激发学生学习的兴趣。在线连线药检所,与一线的检验员沟通,该仪器在贵单位的作用和常规的检验任务。同时也在线连线企业分析测试员,让学生主动就该仪器在企业的使用情况和分析任务加以详述,以增加其学习的兴趣;开展学生分组讨论。让学生问,学生答,老师点评的方式,角色互换,增加教学的趣味性,让学生在愉悦的气氛中对知识点加以掌握和应用。也有利于授课教师根据学生的反馈调整授课计划,准确把握重难点,提升教学质量。第 51 卷第 9 期杨朔,等:参与式教学的仪器分析课程教学探索与研究209 5 成效成果表 1 综合 2018 级和 2019 级药学专业仪器分析期末考试情况Table 1 Comprehensive Instrumental Analysis of the finalexam for the 2018 and 2019 pharmaceutical majors人数年级平均分优秀人数优秀率/%不及格人数及格率/%1172019 级7446391884.61102018 级6920181982.7图 5 综合 2018 级和 2019 级药学专业仪器分析线上作业完成情况Fig.5 Comprehensive 2018 and 2019 pharmaceutical majorsinInstrumental Analysis on the completion of online homework采用线上和线下的模式对仪器分析课程进行教学效果的评价,其中线上占比20%,线下占比80%。通过学生完成互动环节的质量,课前预习,课上提问、讨论、互动,实验教学,布置作业,课下互动的方式,实验课的实验报告,操作和期末闭卷考试完成教学评价的整个过程。综合 2018 级和 2019 级药学专业学生仪器分析期末考试情况发现(如表 1 所示),学生的平均成绩,优秀率和及格率都有一定程度的提高,反映了教学质量的显著提高。此外,通过对比线上作业完成情况,虽然学生的平均成绩有所差异,但是从发布作业次数、份数和学生提交作业数量可知,学生通过线上形式参与度增高明显,作业完成度也大幅度提高,这对于学生在课后对教学内容的巩固和掌握也较为明显(图 5)。除了线上线下的教学质量明显提升外,药学专业的学生和本教研室教学团队在该专业领域的教学和科研方面都取得丰硕的荣誉,进一步锻炼和提升了学生的动手能力和科研能力,老师的教学方法和模式也屡次获奖,展现了极大认可。6 结 语仪器分析是目前药学专业领域的基础专业课程,万丈高楼平地起,其作用不可小觑。老师难教,学生难学是该门课程的普遍问题。对于该类问题,必须发挥以学生为中心的主观能动式的方法,让学生参与到教学中来,当然,除了前面提到的五式一动的方法,还有其他教学模式如翻转课堂,PBL 教学,线上直播等等。做到因材施教,做到有的放矢,根据学生的兴趣以及需求来调整授课内容以期提高课程质量。固然,仪器的购买成本、维护,软硬件更新换代会给带来一定的阻力,实现让每位学生都能够动手的目的还有一定的差距,这些可能都是我们该门课程需要逐步完善的一些问题,也是我们作为教师工作者不断砥砺前行的目标。参考文献1 王荷芳,孔德明,唐安娜,等.南开大学仪器分析课程创新设计与实践J.化学教育(中英文),2021,42(18):92-95.2 姚新转,董旋,彭磊,等.仪器分析实验教学改革的探索与实践J.教育教学论坛,2021(38):67-70.3 宋红杰,张立春,吕弋,等.仪器分析实验教学中研究型实验的探J.实验室科学,2020,23(3):16-19.4 李志果,周国华,张玲玲,等.仪器分析实验教学存在问题及改革探讨J.广东化工,2020,47(17):248-249.5 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