动物药学专业《仪器分析》课程教学中批判性思维的培养

2021-01-03王新民魏志华赵玉丛王小莉

科教导刊·电子版 2021年23期

王新民魏志华赵玉丛王小莉

（河南牧业经济学院河南·郑州 450046）

批判性思维是创新性思维的前提与基础，而创新性思维是批判性思维的目的与归宿。因此，高校创新型人才的培养本质上是培养大学生的批判性思维。传统的《仪器分析》课程教学多是“以教师为中心”的教学模式，教师“满堂灌”地讲授、“权威性”地表述，即使是实验课，教师同样是“权威性”地进行操作展示，学生只能被动地的接受，然后靠记忆重复老师教授内容，通过考试得到满意分数。这样的教与学的模式，学生的创新能力和团队合作精神的培养根本无法实现。结合多年从事《仪器分析》教学经验与国家留学基金委资助的梅西大学教学教法项目的成果，探讨当前动物药学专业《仪器分析》教学中如何培养和提高学生批判性思维能力。

1 《仪器分析》课程教学存在的问题

1.1 理论课内容多，课时少，理论知识枯燥难懂

动物药学专业《仪器分析》课程学习时要求掌握的仪器有紫外可见分光光度计、原子吸收、红外、高效液相色谱仪、气相色谱仪，质谱仪、核磁共振波谱仪和酸度计等内容，但分配的课时满足不了仪器分析教学的需要，老师必须在有限的时间内完成海量的教学内容，所以《仪器分析》理论课堂上“满堂灌”甚至“拖堂”的现象很普遍。《仪器分析》是各类仪器分析方法的组合，内容涉及到化学、材料学、生物学、计量学、物理学、计算机科学及数学等多个学科，覆盖知识面广，所用的理论和技术含量高，知识抽象深奥、枯燥难懂。

1.2 实验课堂上大组教学，效果差

精密仪器，价格昂贵，地方院校相应资金偏少，购买数量有限，对于此类仪器，学生大多是做样品的前处理，然后在老师的演示下观察学习。没有动手操作，学习效果欠佳，很多学生在学完后，没有留下太多的印象，因此在学生毕业后很难满足企业或者研究院所对操作大型精密仪器的要求。即使是常规仪器，其数量也不多，做实验时经常是大组教学（每组8-10人），教师实验课堂上讲解和演示时，站在后排的学生往往看不到老师的操作，对操作要领掌握比较模糊，很难激发学生的学习兴趣。

1.3 仪器更新换代快，仪器陈旧，教师知识更新慢

仪器是现代科技的产物，更新换代速度快，地方院校受经费的限制，学校仪器更新慢。近10多年来，从普通LC发展到HPLC、反相HPLC和UHPLC，再到UHPLC-MS等各种联用技术等。这些先进仪器的出现，给《仪器分析》任课教师提出了挑战，虽然同一种仪器的工作原理相似，但如果任课教师没有亲自操作过新型的仪器甚至没有接触过，那就无法进行相关知识的教学，学生自然就不可能掌握相关新型仪器知识。

1.4 学生重操作，轻理论，仪器维护能力差

在教学过程中发现有许多学生喜欢上机操作，但不喜欢理论知识的学习，一旦仪器型号发生改变，便不知从何处下手。另外学生在学习过程中，往往更看重如何操作完成实验项目，很少去了解仪器如何维护，出现问题如何处理，而这些却正是进入单位后必须面对的，所以经常有毕业以后的学生反过头来咨询老师在工作中遇到的相关问题。

1.5 学生学习目标不明确，思维惰性，缺少内驱力

《仪器分析》课程虽然是本专业的必修课，但大多学生没有明确的学习目标，学习的驱动力不足，学生不愿意动脑，更不会主动思考并付诸行动。部分学生学习《仪器分析》只是为了应付考试，往往是考试前突击复习；课堂上老师提问题，学生大多保持沉默，即使有个别敢于发言，也是重复课本上的文字，没有自己独到的见解，思维完全被课本或者老师的“权威”限制了，学生积极性和创造性无从谈起，教学效果差。

2 批判性思维在《仪器分析》教学中的培养

2.1 教师本身要具有批判性思维的能力

一些“优秀学生”缺乏对事物和问题进行推理和论证的能力，缺少辩证性、批判性的精神，遇到陌生问题时就哑火。这要求高校教师本身应该具有批判性思维，把灌输课堂变成启发课堂和创造课堂，组织发散思维教学，设计开放性问题，对“标准答案”教学模式说“不”；在教学过程教师要主动打破知识权威性的认知，放下身段，走进学生，利用自己科研获得的新知识、新技术和新方法去引导和启发学生，为他们提供多视角的课堂内容，激发他们的学习热情，引导他们积极思考，深度学习。教师在教材的使用上也要考虑尽可能选择有批判性思维相关内容的教材，在编写教学大纲和教案时更要考虑到如何将批判性思维运用到课堂上去，抱着终身学习的态度，多接触仪器分析前沿，多查阅文献，熟悉仪器更新换代的情况，掌握最新的仪器设备原理及操作，不断加强自身的学识，随时把可以作为批判性思维教学的素材记录下来，在授课时才能做到与时俱进、游刃有余。在教学中掌握先进的教学模式和方法，比如利用头脑风暴模式锻炼学生思维，采用启发式教学模式集中学生注意力，使学生在教学过程主动思考；采用翻转课堂将学习的“决定权”从教师转移给学生，提高学生的学习积极性。这些模式和方法的合理运用，对教师提高教学效果起着举足轻重的作用。

2.2 学生自身批判性思维能力的培养

大学生虽然有多年的学习经历和自己熟悉的学习经验，但他们大多对批判性思维的认知是模糊的，从课堂提问中就可以发现，很多学生不知道如何回答问题，鲜有学生主动提出问题或者质疑老师所讲授内容。主要原因是学生没有真正接受过辩证思维、批判性思维知识的学习和训练。批判性思维是一种理性的、反省的思维能力，学生不可能天生就具有这种素养，必须经过学习和训练。著名教育家布鲁姆把教育分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造六个层次，学生能够达到“应用”层面已经很好了，而达到分析、评价和创造层次的学生可谓凤毛麟角，主要原因还是缺少批判性思维能力。这需要培养学生的批判性思维，养成不唯上、不唯师和不唯书的习惯，培养逻辑推理能力，具有开放和质疑精神，做到乐于思考善于批判。因此，在《仪器分析》课程教学中有目的地引入批判性思维的理论，有意识地强化和训练批判性思维，将会有助于学生自主学习能力和创新能力的培养。

2.3 《仪器分析》实验课程教学方式的改变

传统实验课的教学方式，是实验老师准备好所有的实验材料，学生在老师讲解结束后，不需要自己去选择和分辨，直接拿起器具应用就行，这种方式极易使学生的思维产生惰性；因此，上实验时，尽可能让学生自己去选择，让学生成为课堂上真正的主体。另外，老师在讲仪器操作时，学生可以随时提问；学生在操作仪器时，除了老师在旁边观察和指导外，同学之间可以进行相互监督、评议，通过这种方式，让学生学会主动思考，根据自己的思维在操作仪器时做出判断，准确掌握操作要领，有助于学生自主学习能力和创新能力的培养。例如在HPLC实验中，由于仪器少，老师分批对每组进行讲解。首先让第一组的6位同学加上另外7组里选出的7位代表一同听老师讲解，保证每位同学的听讲课效果。老师讲解并示范操作结束后，第一组6位同学开始实际练习，逐渐熟练操作后，即可进行上机进样、图谱打印，得到数据并完成操作；然后，让第二组的代表讲解给第二组同学，第一组留下1位同学和老师一起进行监督指导；第二组同学听完讲解后即可进行上机进样、图谱打印，得到数据并完成操作。如此循环操作，每位同学都得到了上机操作的机会，学生积极性有了很大提高，学生对仪器的操作技巧和工作原理记忆就比较牢固。学生完成实验报告时，除了认真完成实验教材中的常规实验报告要求外，还要有不少于500字的心得体会。

2.4 《仪器分析》理论课程教学方式的改变

教师课堂上提出问题时，一定要鼓励学生发表自己的观点和见解，开始时学生不大习惯，教师一定要有耐心，学生逐渐会接受这种方式，并积极回答问题甚至抢答问题。例如在理论课堂上讲解HPLC四大系统时，会让学生回想GC的五大系统来进行对比。GC有个温控系统，对于分离柱要进行控温，而HPLC的分离柱一般没有温控系统，有学生问“这是为什么呢？”“是否验证过呢？”等问题。这样学生就有了好奇心，敢于发表自己的观点和看法，自然就会跟随教师的讲解思路用脑思维，真正做到“critical thinking”(批判性思维）。

2.5 作业要具有开放性、综合性和创新性

传统作业学生很容易从教材上找到答案，这些教材上的答案一般都是“标准的”“唯一的”，不具有开放性和综合性，更无创新性，很容易造成作业“千篇一律”的现象。另外，关于实验报告（作业），学生都是利用实验教材，把实验目的、原理、实验器材、方法步骤等完全照抄下来，把验证性实验的结果填入，整个实验报告完全模式化，没有创新性可言。开设开放性、综合性和创新性实验，布置具有开放性、综合性和创新性作业，教会学生如何查阅文献和相关资料，结合课堂上所学知识，自己设计实验方案并实施，让学生参与到整个实验过程中来。就可以激发学生学习的主观能动性，培养实事求是团结协作的科研精神，提高学生分析问题和解决问题的创新能力。因此教师多留开放性的作业，让学生通过多种渠道锻炼信息的获取、分析、评价、创新等方面的能力，利用批判性思维对这些信息进行判断，选择对解决问题有帮助的信息，制定出最佳解决问题的方案。比如在完成原子吸收章节的学习后，老师布置开放性作业，要求每个小组选取不同的药物进行金属元素含量的测定，各小组同学综合利用所学相关知识，共同出谋划策设计方案，设计方案形成后，经任课教师把关，在老师的指导下进行操作，获得数据，并对数据进行整理，写出完整的检测报告。学生通过本次作业的完成，激发了创新意识，自信心、创造力及团队合作意识得到了提高，集体荣誉感和自豪感得到加强。