構(gòu)建藥學、中藥學專業(yè)分析化學課程自主學習體系的探索

1、構(gòu)建藥學、中藥學專業(yè)分析化學課程自主學習體系的探索摘要結(jié)合藥學、中藥學及相關專業(yè)分析化學課程，通過在理論課中倡導探究學習，在實驗課中實施開放式、設計性實驗教學以及構(gòu)建自主學習的網(wǎng)絡平臺和建立自適應測驗系統(tǒng)，對構(gòu)建課程自主學習體系進行了探索。關鍵詞自主學習分析化學探究學習網(wǎng)絡平臺自適應測驗近年來，隨著教育教學改革的深入，傳統(tǒng)的以教師為中心、以知識授受為主導的教學方法屢遭詬病。越來越多的高校教師認識到，這種以灌輸為主要特點的教學方法不僅不能有效地激發(fā)學生的學習興趣，反而更易導致學生缺乏學習的主動性，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和終身學習能力。因此，更新教學理念、轉(zhuǎn)變教學模式已逐漸成為廣大教師的共識。探

2、索一種新型的、能夠體現(xiàn)學生學習主動性的教學方法也成為大部分一線教師努力的方向。根據(jù)教育學、心理學研究的相關理論，特別是建構(gòu)主義學習理論1，我們認識到，新的教學理念主要體現(xiàn)于對教師和學生在教學活動中角色定位的重新認識2：學生是教學活動中的主體，是教學活動的中心，是知識的主動建構(gòu)者；教師是教學活動中的主導，是教學活動的組織者，指導和幫助學生完成知識的建構(gòu)。簡言之，在教學過程中，教師的教學是完全服務于學生的學習的。學生是自己學習活動的主人和引導者，教師在其中發(fā)揮的是引導作用。對建構(gòu)主義學習理論的教學實踐表明，這種自主性的學習不僅可以使學生獲得所需的知識，更重要的是，對學習活動的自我探究和建構(gòu)有助于培

3、養(yǎng)學生學習的自主性，增強知識的遷移性，從而能夠?qū)π颅h(huán)境和新問題做出獨特的富有創(chuàng)造性的反應，塑造創(chuàng)造型人格。基于此，結(jié)合專業(yè)特點，我們在藥學、中藥學及相關專業(yè)分析化學課程的教學中進行了探索和研究，引導學生構(gòu)建自主學習體系3- 4。主要通過以下幾種方式進行了實踐：一、理論課教學中倡導探究學習，培養(yǎng)學生對知識的遷移能力和反省能力探究學習始于美國著名教育心理學家布魯納5- 6。該理論一度盛行于 20世紀 60 年代。自傳入我國后，普獲好評。已經(jīng)獲得公認的是，作為一種學習和教學方法，探究學習有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。這種教學方法也越來越多地出現(xiàn)在高等學校的教學設計中7- 8。所謂探究學習，

4、是指由教師根據(jù)教學目標創(chuàng)設一種學生能夠獨立探究的情境9，然后，在特定的教學情境中提出問題，引發(fā)學生思考和探究。學生在探究和解決問題的過程中獲得知識或者培養(yǎng)應用有關知識解決問題的能力。就分析化學的課程特點來說，課程中的每個章節(jié)都是科學研究的一個獨特的專題。這種特性和發(fā)現(xiàn)學習的特征不謀而合。那么，在課程教學中，具體應該怎么做呢？首先，創(chuàng)設一個復雜而有意義的情境，將真實問題隱含其中，即基于問題進行教學（Problem- Based Learning，PBL）10。教學情境可以基于復雜而有意義的真實問題，例如，酸堿滴定法的教學中，“一元弱酸（堿）的滴定”這一部分涉及到一些較復雜的計算，采用教師講學生聽

5、的被動接受的學習方式，許多學生感到枯燥乏味，一些數(shù)學基礎較差的學生感到學習較困難，學習效果往往不盡如人意。如果在教學中引入當前“乳粉中摻雜三聚氰胺”的熱點問題，向?qū)W生簡單介紹“凱氏定氮法”是將樣品用強酸消化，使 N 元素轉(zhuǎn)化為 NH3，再用 HCl 或 H2SO4 標準溶液滴定，通過計算得到樣品中蛋白質(zhì)含量的基本原理。然后，讓學生在這個真實問題的情境中分組計算和討論一元弱酸（堿）的滴定曲線及影響滴定突躍范圍的因素，還可以引導學生根據(jù)準確滴定的條件確定取樣量的大小等。當然，教學情境的創(chuàng)設不一定都是基于問題的11，實物、圖像、活動、語言、原有知識及相關背景等均可用于創(chuàng)設教學情境，可根據(jù)實際情況靈活

6、運用。其次，引導學生在已有答案的基礎上舉一反三，增強學生對知識和學習方法的遷移能力。比如說，上述問題情境還可以進一步應用于“滴定終點誤差”部分，讓學生探討為什么凱氏定氮法中可以用硼酸溶液作為 NH3 的吸收液，是否可以改用醋酸或磷酸作為吸收液等問題。當學生獲得問題的基本答案后，可以進一步引導學生利用課余時間查閱有關文獻資料、分組討論，探討諸如“為什么三聚氰胺能用來冒充蛋白質(zhì)”、“什么方法能夠方便地檢測三聚氰胺”、“如果有人用其他含氮物質(zhì)冒充蛋白質(zhì)，怎么樣能夠作出快速判斷”等問題，并要求提交書面報告及進行口頭報告。這些問題雖然超越了規(guī)定的教學內(nèi)容，但正是通過解決這些開放性的問題，能夠更好地培養(yǎng)學

7、生的自主學習能力和創(chuàng)新能力，因為這些問題沒有標準答案，完成任務的過程是個性化的和創(chuàng)造性的，學生需要綜合運用已學的知識來解決問題，在解決問題的過程中掌握或鞏固相關的知識，學生的學習是主動的和具有建構(gòu)性意義的。再次，引導學生對所獲問題的解決方法進行總結(jié)、反思，培養(yǎng)學生的反省認知能力。問題解決的過程不是一蹴而就的，在此過程中，學生累積了相當?shù)慕?jīng)驗教訓，引導學生及時進行總結(jié)，從而培養(yǎng)學生對學習方法和學習過程的反省能力。二、實驗課進行中實施開放式、設計性實驗教學，培養(yǎng)學生的問題意識在分析化學課程的教學中，課程的基石是各類實驗。對比不同教學方法的教學效果表明，驗證性實驗因其重復性的特點更適用于基本技能的教

8、學，而對學科實驗設計能力的培養(yǎng)更多是通過開放式、設計性實驗獲得的。這種實驗同樣以貼近生產(chǎn)生活實際的問題作為教學情境，要求學生自己設計實驗方案，通過實驗解決實際問題，具有準科學研究的性質(zhì)。在此過程中，可以從以下幾方面進行：首先，和學生一起制訂研究方案，規(guī)劃研究進程。研究方案始于研究問題。課程中的基本知識點是引導學生發(fā)現(xiàn)研究問題的主要渠道。在此基礎上，和學生一起商討研究細節(jié)，制定研究方案，把問題的發(fā)現(xiàn)權交給學生，讓學生體會到科學研究的程序和樂趣。例如，藥物維生素 C 的含量測定，有的學生設計了酸堿滴定法的實驗方案，有的學生則采用氧化還原滴定法的實驗方案，還有采用分光光度法的，這些方案都是可行的，教

9、師在審閱并給予必要的修改之后，可以允許他們按照各自擬定的方案開展實驗。與大多數(shù)實驗教材不同，在開放式、設計性實驗中，標準溶液的配制與標定作為各自實驗方案的一部分，而不再是單獨設置的實驗。實驗中所需的各種試劑也都由學生自己配制，而不是由實驗老師事先準備好。這樣更符合實際的工作情況，使學生將來能夠更快更好的適應實際工作。其次，督導實驗過程，提高研究的科學性和規(guī)范性。研究方案是研究過程的藍本，但實驗過程總是可能出現(xiàn)這樣或那樣的變化，因此，在實驗過程中，教師應該督導學生的實驗，關注學生實驗的細節(jié)，思考不同實驗之間是否存在相同的實驗問題，在此基礎上，對學生進行有針對性的指導，提高學生研究的規(guī)范性。再次，

10、匯總學生的研究報告，要求學生結(jié)合各自的實驗結(jié)果對各種不同的實驗方案進行討論。例如，用顯著性檢驗判斷不同的實驗方案所得結(jié)果是否存在顯著性差異；各種實驗方案存在哪些優(yōu)點和缺點；實驗的誤差來源有哪些；如何避免和減小實驗誤差等。經(jīng)過分組討論，各組將討論結(jié)果形成書面報告，并派代表作口頭報告。這樣具有研究性質(zhì)的實驗過程中，學生自己也常常不斷發(fā)現(xiàn)問題，又自己解決問題，在這個過程中，不僅提高了實驗的技能和方法，還培養(yǎng)了自主學習的能力和創(chuàng)造性地解決問題的能力。完成一項實驗，不僅學習了一種實驗方法，同時也了解了其他實驗方法，并且對不同實驗方法的優(yōu)缺點、適用范圍等有了直接的體驗。此外，對于數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果的正確表

11、達也有了切身體會。由于采用實際問題作為教學情境，學生在實驗過程中習得的知識更容易遷移到實際工作中，而發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的經(jīng)驗也同樣能夠在實際工作中得到運用12。三、構(gòu)建自主學習的網(wǎng)絡平臺，進一步提高課程學習的效果理論和實踐課的課時是有限的。學習過程還應體現(xiàn)在課堂之外。這樣的目標可以借助網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)。在課程的網(wǎng)絡平臺給學生提供系統(tǒng)、豐富的教學資源，包括與課程內(nèi)容匹配的電子教案、學習指導、解題指導等。學生可以在教師的指導下自主管理學習過程，包括制定學習計劃、選擇學習內(nèi)容和學習方式、安排學習時間等，允許學生在線提交作業(yè)、教師在線評閱作業(yè)。教師還可以通過網(wǎng)絡平臺發(fā)起討論話題，就學習中的重點難點與學生展

12、開討論；學生也可以就學習中遇到的困難和疑惑向教師或其他同學提問等。通過這樣的方式，建立良好的師生互動，提高課程學習的效果。教師還可以通過網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)儀器仿真實驗教學。分析化學實驗，特別是儀器分析實驗，涉及到各種分析儀器的操作和使用。有些儀器價格昂貴，操作技術要求較高，要求學生必須按照操作規(guī)程進行實驗。由于實驗場地和經(jīng)費方面的原因，一般學校購置此類儀器的數(shù)量不會很多，因此造成學生常常沒有足夠的機會練習儀器的使用，有些學生因操作不熟練，造成儀器和試劑不必要的損耗。儀器仿真實驗利用計算機虛擬出一個可視化的儀器實驗操作環(huán)境13，讓學生通過模擬儀器的使用過程，熟悉儀器的操作步驟和注意事項或利用動畫技術展

13、示儀器的內(nèi)部構(gòu)造，使學生通過直觀圖像了解儀器的工作原理，從而有效地彌補了實驗條件的限制，突破了時間和空間的局限，使學生在實驗技能的訓練和學習中有了更多的自主性。四、建立自適應測驗系統(tǒng)，促進學生的自我評價和自我提高有效的教學評價是對學生學習活動的反饋。在學生學習過程和學習效果的評價體系中，最為重要的組成部分是學生的自我評價。學生在學習中所表現(xiàn)出的對學習過程的反思和覺察不僅是教學效果的保障，也是教學應該實現(xiàn)的目標。那么，如何實現(xiàn)教學過程中的自我評價呢？美國教育心理學家布盧姆主張，在學生學習的過程中進行形成性評價（也稱為形成性測驗），把評價作為學習過程的一部分，而不是僅僅在完成整個學習之后給學生評個

14、分數(shù)，那么，就可以有效促進學生的學習過程。就分析化學的課程評價而言，通常，教師根據(jù)課程的主要結(jié)構(gòu)，把課程內(nèi)容分解為若干學習單元，在每一單元教學結(jié)束時，都安排一次測驗，以確定學生是否已經(jīng)掌握該單元。對于已經(jīng)掌握單元內(nèi)容的學生，形成性測驗可起到強化和確認的作用；對于還沒有掌握單元內(nèi)容的學生，形成性測驗可以揭示問題所在，并根據(jù)所存在的問題給出相應的“處方”。鑒于此，形成性測驗有時又稱為診斷性測驗。然而，由于教學內(nèi)容較多，教學時數(shù)相對較少，因此在課堂教學中很難實現(xiàn)這一過程。根據(jù)教學實際，我們在構(gòu)建網(wǎng)絡教學平臺的基礎上，建立了計算機化的自適應測驗系統(tǒng)，用于上述形成性測驗，以幫助學生進行自我評價和自我提高

15、。實際上，該系統(tǒng)也應是網(wǎng)絡教學平臺的組成部分，但因其功能特殊，故單獨討論。建立自適應測驗系統(tǒng)，首先需要建立試題庫，并將庫中的試題按照章節(jié)分類，以便根據(jù)教學進度抽調(diào)相應試題進行測驗。其次，建立自動抽調(diào)試題組卷進行測驗的計算機系統(tǒng)。這里，對于抽調(diào)試題的策略需要進行一點討論：是對所有學生采用相同的試題，還是針對不同學生的具體情況抽調(diào)適當?shù)脑囶}。對所有學生采用相同的試題，那么對于掌握水平較好的學生，試題過于簡單，卻可能因疏忽而出錯；而對于掌握水平較差的學生，試題又太難，根本無法回答，但全憑瞎猜偶爾也能蒙對。這兩種情況都不能真實地反映學生的掌握水平。為此，不妨依據(jù)項目反應理論（ItemResponse

16、Theory），建立能夠根據(jù)不同學生正確作答的能力水平自動調(diào)整試題難度，抽取不同試題進行測驗的自適應測驗系統(tǒng)14。項目反應理論通過數(shù)學模型建立起試題難度和區(qū)分度、學生答對試題的概率與學生能力之間的關系：Pi()= 11+exp- 1.7ai(- bi)式中，表示學生的能力，Pi()表示能力為 的學生在試題 i 上正確作答的概率，ai 是試題 i 的區(qū)分度，bi 是試題 i 的難度。測驗開始時，先設置一批探查性試題，初步估計學生的能力水平，再根據(jù)這個估計值挑選難度適當（）的試題，約 2530 題，根據(jù)學生作答情況評價其能力水平。需要指出的是，這里提及的“能力水平”不是一般意義上的考試分數(shù)，它是客

17、觀反映學生對測驗單元（章節(jié)）知識的掌握水平的指標，學生可據(jù)此自我評價該單元知識的掌握程度，教師也可以根據(jù)全體學生的能力水平了解學生對該單元知識的總體掌握情況，從而相應地調(diào)整教學進度。此外，測驗結(jié)束時，系統(tǒng)還可以將本次測驗中涉及的試題及學生作答正確與否的情況展現(xiàn)給學生，對于回答錯誤的試題還提供解題指導以及相應知識點的鏈接，學生可以根據(jù)系統(tǒng)的反饋重復學習尚未掌握的知識或解題技巧，從而實現(xiàn)自我提高。如果經(jīng)測驗后發(fā)現(xiàn)該單元掌握水平欠佳，可根據(jù)測驗中暴露出來的薄弱環(huán)節(jié)有針對性的學習和提高，然后再次進行測驗，直到達到滿意的掌握水平為止。經(jīng)過這樣重復的練習- 反饋過程，大部分學生都能較好地掌握各單元的知識。

18、通過構(gòu)建分析化學課程的自主學習體系，能夠充分調(diào)動學生學習的主動性，提高教學質(zhì)量。學生在學習過程中，不僅僅獲得了知識、掌握了技能，更重要的是培養(yǎng)了自主學習的能力和創(chuàng)新的能力，有望在將來的工作崗位上堅持終身學習，創(chuàng)造性地開展工作，成長為適應現(xiàn)代社會需要的創(chuàng)新性人才。參考文獻1施良方.學習論 學習心理學的理論與原理M.北京:人民教育出版社,1994.2龔紹文.大學青年教師教學入門 大學施教學初步M.北京:北京理工大學出版社,2006.3陳坤華.構(gòu)建高校學生自主學習體系的探索J.廣東工業(yè)大學學報（社會科學版）,2004,4(4):66- 69.4于濤,饒火瑜,李發(fā)亮.構(gòu)筑高?；瘜W課程自主學習陣地建設新型教育管理模式J.東華理工大學學報（社會科學版）,2009,28(2):182- 184.5徐學福.探究學習的內(nèi)涵辨析J.教育科學,2002,18(3):33-36.6趙洪.研究性教學與大學教學方法改革J.高等教育研究,200