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[摘 要] “仪器分析”是一门集实用性与强应用性、综合基础要求高的食品科学与工程专业的四年制本科学生必修的重要专业课之一，做好该课程的教学工作对食品科学与工程专业质量与安全方向专业人才培养至关重要。针对“仪器分析”课程的教学特点与实验开展过程中遇到的问题，提出基于对分课堂模式探索“仪器分析”课程的创新型教学模式，以期提升教学实验质量，培养学生的自主创新意识，从而全面提高学生的综合素质，使得学生能够更好地适应未来科技发展的需求。
[关键词] 对分课堂;仪器分析;实验教学;教学改革
[基金项目] 2019年度广西高等教育本科教学改革工程项目“基于混合式教学模式打造‘仪器分析‘金课的研究及实践”（2019JGA214）
[作者简介] 陈 通（1990—），男，江苏宿迁人，博士，广西科技大学生物与化学工程学院讲师，主要从事食品和农产品品质无损检测研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2021）27-0145-04 [收稿日期] 2021-02-21
“仪器分析”课程是食品科学与工程专业一门实用性很强的综合性专业必修课程，也是一门重要的学科基础课。课程教学的目的是使学生掌握现代分析仪器的理论基础、仪器的基本构造、分析方法的选择，以及如何对数据进行分析处理和应用。课程开设旨在帮助学生全面系统地理解现代仪器分析方法，并通过配套的实践教学，使学生掌握相应的分析方法和实际应用解决问题的能力。衡量教学效果的标准主要取决于毕业生在食品、农产品领域能否应用本课程所学知识，对实际应用中遇到的问题进行系统性解决。“培养地区人才与服务地方经济发展、满足西南地区现代食品工业发展对复合型人才的要求”是我校食品科学与工程专业人才培养的主要目标，并在此基础上逐步建成了独具特色的地方性高等院校。然而，在教学与实践过程中，原有的教学方法已无法培养出符合社会需求的应用工程型人才。因此，为了提高学院学生的综合竞争力，引进新的教学方法并完善已有教学考核指标，培养学生的创新精神和实践能力显得很有必要。因此，本研究旨在借助对分课堂模式应用于“仪器分析”课程，为高校讲师进一步改进教学模式提供了一种理论基础和实践支撑，使“仪器分析”课程真正让学生学有所成、学有所用。
一、对分模式简介
一位优秀的教师不仅要对相关知识点进行讲解，而且要积极主动地激发学生的学习动力，唤起学生的求知欲，让他们自发地参与到教学过程中。这就要求教师在授课的过程中不仅能够讲解知识点，而且能采用适宜的教学方法激发、强化和培养学生的学习、思维和创新等各项能力[1]。为满足该教学目的，复旦大学心理学系张学新教师提出了“对分课堂”的教学改革模式[2-4]。“对分课堂”的主要特点是将课堂的一半时间分配给教师进行知识讲解，而另一半时间则留给学生，以讨论的方式进行交互式学习，即一半课堂时间用于教学，另一半课堂时间采用学生相互讨论的方式进行教学，以避免出现传统应试教育中“填鸭式”的知识灌输教学方法的缺陷，提高高校课堂教学的效果。不同于当前流行的讨论形式教学，对分课堂的突出特点是隔堂讨论，即每次上课前教师留一段时间用于讨论上一节课讲授内容的重难点及课后作业，而后一半时间则用来讲解新的知识[5-7]。在本堂课中讨论上堂课的内容，将学生自主学习的过程置于两堂课之间，使学生有独立自主的学习、思考时间，从而达到对课堂知识点的深入理解，这是对分课堂教学模式的核心内容。在此过程中，对分模式依据教学时间线将整个教学过程划分为清晰的三个过程，分别为讲授、内化吸收和讨论[8]。
二、仪器分析教学现状分析
当前，由于我校师资资源、仪器设备及教学学时等条件的限制，“仪器分析”课程还存在比较突出的问题，具体表现为：（1）理论艰深，难以理解。“仪器分析”课程原理抽象，且涉及面广，尤其是关于光谱、色谱及质谱等艰深的理论知识，学生难以理解，且在教学过程中难以将理论知识与试验应用有机结合起来，达不到最终的教学效果。（2）设备资源有限，授课形式单一。由于学生数量多，设备资源有限，导致“仪器分析”课程多以“教师演示，学生观摩”为主，学生很少有机会直接操作仪器设备，而是多个学生共同操作一台设备，导致学生缺乏独立思考，难以培养学生的创新性思维能力。（3）实验内容陈旧，考核体系欠缺。随着教学体制的改进及办学规模的扩大，实验设备的更新换代速度也在加快，而原有的教学材料与内容均依据原有的旧设备撰写，与现代分析设备的前沿进展还存在一定的差距。另外，原有的课程成绩考核形式较为简单，主要依靠实验报告、课堂签到及实验过程仪器操作的准确性进行评判，这就导致了学生存在实验报告抄袭、数据造假及忽视课程重要性的现象，同时教师也无法顾及每位学生的具体操作过程，最终不能达到“仪器分析”实验课程的教学目的。
三、对分课堂在仪器分析教学中的应用
作为食品科学与工程专业基础课程之一的“仪器分析”，其基础理论涵盖光、电、色、质等相关领域，其内容包括分析方法所使用的仪器结构、功能和特点，以及对应用对象较深入地理解和掌握，从而可依据不同的研究对象来选择最适宜的分析方法及运用技巧。通过該课程的教学，学生可以全面了解仪器分析领域的相关知识，基本掌握主要仪器的分析原理。对分课堂在本课程的应用采取隔堂讨论的方式，具体执行环节为：提前预习环节、教师讲传授环节、学生独立完成课后习题环节、小组讨论环节、全班师生交流环节。
（一）学生提前预习
古人云：“凡事预则立，不预则废。”课前的预习是必不可少的，学生没有预习或在不熟悉新知识的情况下去听教师的讲解，容易在掌握新知识的过程中逐渐走向消极。主要原因为：没有提前预习，学生对所学知识是陌生的，这样导致听课带有盲目性，抓不住教师讲解的重点和难点，分不清主次，这会使最终转化为学生的内在知识大打折扣[9]。另外，学生在听课中也跟不上教师讲课的思路与进度，思维容易处于停滞状态，被动听课，随着时间的推移，学生会对任课教师产生厌倦、抵触等情绪，最终失去学习兴趣。因此，为了促进学生主动提前预习，需要充分利用当前互联网模式下丰富的学习方式、手段和资源（如网络教学、自媒体及公众号等），结合书本章节，让学生在上课前对即将讲解的课程有大致的了解。
（二）教师讲解传授
相对于传统教学模式中教师授课全面覆盖教材和授课内容琐碎的特点，在对分课堂教学模式中，将一半的课堂时间留给教师讲解知识框架和教学内容的重难点，避免出现学生无法把握重点的情况。进行对分模式授课，按照课程教学大纲中分为了解、理解、掌握和熟练掌握的知识点框架，教师授课内容只讲述重点和难点，明确教学目标和教学要求，在布置作业环节巧妙地设置知识空白点，让学生在课上或课下完成，这个环节与课堂讨论环节时间大致相当[ 10 ]。从实践效果及学生反馈结果来分析，教师讲授时间可根据章节内容灵活把握，如果学生可讨论掌握的内容少，授课章节的重难点较多，则可以增加教师的讲授时间。对分课堂模式运用的核心目标是培养学生课后持续学习的习惯。鉴于授课学生基础理论较为扎实，将具体的分子层面上的能级跃迁和探测器的实现原理、分析检测对象的可行性、获得光谱数据后的数据分析处理方法及相关操作技能留给学生课下自学，学生在下一节课需要通过自主学习，充分查阅相关资料，并在实践操作过程中深入理解该节课的重难点。
（三）学生自主完成功课
课后作业的完成环节是对分课堂成功与否的关键环节之一。通过课后作业，督促学生课后依据作业自主进行复习，理解课程的基本内容，为后续小组内交流讨论环节做好铺垫和准备。“仪器分析”的作业采用“秀、考、帮”的模式。其中“秀”是指“秀理解”，学生在完成听课、独立学习及课后作业环节后，将自己领悟到的最深刻、最有意义的内容作为学习成果展示给其他同学，秀出自己的知识理解。“考”是指“相互考核”，学生在独立学习和完成作业后，把自己认为的重难点及内容精髓，以问题的形式考核别人。通过这种集思广益的方法，学生能够更加全面地理解知识点，增加集体学习效果，也能增强学生的学习兴趣和成就感。“帮”是指“相互帮助”。学生在独立学习过程中可能会遇到自己理解不透或解决不了的问题，在此环节，可以请教小组内的其他同学，从而解决问题。小组讨论结束后，可能还会遇到解决不了的难题，此时教师需要着重、详细讲解，这样，学生带着问题听课，学习效果会更佳。
（四）小组内部讨论
对分课堂是由复旦大学张学新教授于2014年基于培养高水平思维与能力教育思想提出的一种新型教学模式，他认为培养高阶思维的唯一方法是同伴讨论，而当前教学的最大问题是大多数学生不开口，即使开口了，也说不好。学生不开口就等于没有参与，教学互动的欠缺直接影响教学效果。对分课堂需要教师灌输，但只能占用一半时间，另一半时间要留给学生。理想的教学，既要有讲授，又要有讨论。在对学生进行分组时，以每4～6人为一组，每组男、女生的比例各占约50%。由于课堂设置的讨论时间约为20分钟，具体讨论时每个学生的发言时间不能太长，否则会导致部分学生懈怠，而排在后面的学生可能没有足够的时间参与发言。讨论的内容主要围绕课后作业中的“亮、考、帮”内容进行。在此过程中，学生是主体，教师是辅助。在讨论过程中，教师做好巡场观察、维持课堂纪律，对讨论的内容可不做太多干涉。小组讨论热烈而高效是本次课堂讨论效果的直观体现[ 11 ]。不同于传统的讨论式教学，教师观察旁听学生在小组讨论环节中是否有观点、有依据，发言有逻辑、有层次。在实践中，有些小组出现了辩论的场景，这在以往的讨论式教学实践中并不多见。但讨论进行到约20分钟时，有的小组过早结束讨论进入自学，有的小组出现打闹等偏离讨论的不严肃现象，因此小组讨论时间一般设置为20分钟左右，教师可根据具体情况进行调整。
（五）全班师生交流
师生交流是对分课堂模式的“重头戏”，在小组讨论之后，需要全班师生一起进行交流。对“仪器分析”课来说，完成教师的精讲、留白和学生的自我学习与自我探索环节后，接下来是进行师生、学生之间的交流互动。在交流过程中，可随机选择3～4组，每组选出代表，分享该组讨论的核心内容，也可以提出组内经讨论无法解决的问题与全班同学一起讨论，努力解决难题。对于学生都困惑或难以解决的问题，教师选择具有代表性的、关键性的内容进行解答。另外，对于不具代表性的问题，则在课下对该组学生进行针对性地辅导，或者提出一个思路、方向，让学生独立自主查阅相关资料解决。教师在全部交流结束后，留5～10分钟的时间进行总结，点评学生发言，对学生分析不到位、明显错误的知识进行补充与纠正，点明主旨，使学生领会知识和技能要点，达到课程的教学目的。
（六）完善课程考核形式
对分课堂的考核理念是弱化终结性的考试和大作业项目考试，强调平时学习[ 12 ]。而平时学习就要落实到多次小作业和常规性小组讨论上，所以学生一定要做课后作业，并将课后作业放到课堂上讨论。因此，对分课堂的核心环节是课后作业，这是对分课堂成功的关键。对分课堂要根据学生的学习情况布置梯度作业，考核不同程度的学生对知识的掌握情况。在仪器分析原有的考核模式中，平時成绩、实验成绩和期末成绩分别占10%、20%和70%。在运用对分课堂模式考核时，要更加注重对学生在学习时的需求和能力的培养，同时更要注重对学生实际动手解决问题能力的培养。因此在仪器分析对分课堂的考核中应该把学生的小组讨论表现及在实验过程中的实践操作能力纳入考核指标，将平时成绩、实验成绩和期末成绩的比重分别调整为15%、35%和50%。
四、结语
“仪器分析”是集实用性与强应用性、综合基础要求高的食品科学与工程专业的四年制本科学生必修的重要专业课之一，做好该课程的教学工作对食品科学与工程专业质量与安全方向专业人才培养至关重要。该教学模式在课堂中的使用有利于师生之间的互动，并将预习、讲授、讨论、交流等各个环节应用到课程教学中，给学生营造一个有利于个性化发展的自主学习课堂，考核采用过程考核的方法，可显著提高学生对知识的理解和技能的掌握，达到较好的学习效果，并为其他相关高校的课程培养模式提供了理论基础。
參考文献
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[11]张敏，王斌，陈涛，等.“对分课堂”在军医大学飞行人员用药教学中的实践与思考[J].医学教育研究与实践，2021，29（1）：113-117.
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Research on the Application of PAD Class Model in the Teaching of Instrumental Analysis Course
CHEN Tong， LIU Chun-you， CHENG Qian-wei
（College of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006， China）
Abstract：
Instrumental Analysis is one of the important compulsory professional courses for four-year undergraduate students majoring in food science and engineering， which has the characteristics of strong practicability and application， and has a high requirement for comprehensive basis. It is very important to do a good job in the teaching of this course for the cultivation of quality and safety professionals in food science and engineering. In view of the teaching characteristics of Instrumental Analysis course and the problems encountered in the process of experiment teaching， this paper proposes an innovative teaching model based on the PAD class model in the course of Instrumental Analysis， in order to improve the quality of experiment teaching， cultivate students independent innovation consciousness， comprehensively improve the comprehensive quality of students， so that students can better adapt to the needs of future scientific and technological development.
Key words：
PAD class; Instrumental Analysis; experiment teaching; teaching reform
