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摘要：分析了PBL教学方法应用于高等农业院校“仪器分析”课程教学的优点，并探讨了PBL教学方法在仪器分析教学中的应用。通过PBL教学方法激发了学生的学习兴趣，提高了学生自主学习的能力，加深了学生对仪器分析课程内容的理解和掌握，培养了学生独立解决问题的能力。
关键词：仪器分析；PBL教学方法；农业院校
随着现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，仪器分析作为现代化的分析测试手段，正在日益广泛地应用于生命科学、环境科学、动物医学、农业科学、食品科学等诸多领域，因而许多高等农业院校已将“仪器分析”课程列为非化学专业本科生的重要基础课程之一。[1，2]由于仪器分析课程内容涉及数学、物理、化学、精密仪器等多学科的内容，学生在学习过程中感觉理解难度很大，学习效果难以保证。因此，针对仪器分析理论课教学方法进行探索，提高教学效果以满足不同学科的要求，是仪器分析教学改革的当务之急。
一、PBL教学方法介绍
PBL（Problem-based Learning）法以问题为学习基础，是和“以授课为基础的学习（Lecture Based Learning，LBL）”模式相对而言的，PBL与LBL在教学设计理念、实施方式以及教学绩效评估等方面均有着根本区别。笔者结合自己仪器分析的教学实践经历，探讨将PBL引入到“仪器分析”课程的教学中，使学生能够在有限的学时内，掌握“仪器分析”课程的学习方法，激发学生对“仪器分析”的学习兴趣，为后续的专业课学习及实践打下坚实的理论基础。
PBL是以学生为中心的教育方式。1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首先把PBL引入了医学教育领域，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。PBL即由教师提出问题，学生在教师的启发指导下以自学为主并结合讨论的学习方法。在这个过程中学生成为学习的主体，教师仅承担着向导和促进者的角色。[3]它是以学生为核心的教学方法，培养具备独立思考能力、自我导向学习能力的学生，使学生能够日渐独立于教师之外，在日后的生活及工作中能够继续独立学习。
二、PBL教学方法在“仪器分析”教学中的应用
1.教师在PBL教学法中的作用
在PBL中，教师的作用和传统意义相比有较大的转变。最初，由于学生需要了解的知识点很多，教师需要提供必要的材料和指导，方便学生学习。每年在教授“仪器分析”这门课程之初学生都会有这样的疑问：这门课程究竟与自己的专业有什么联系？为什么要学这门课程？为解除学生的疑虑教师在教学中会介绍仪器分析在相关专业中的一些应用实例，使学生理解“仪器分析”课程与专业课程结合的紧密程度。例如：土壤样品中N、P、K元素的测定，水体中Na+、Cu2+含量的测定、生物细胞中GSTs（谷胱甘肽硫转移酶）活性的测定及药品中阿司匹林的含量测定等内容都是与学生所学专业密切相关的分析内容，把学习置于复杂的、有意义的问题情境中，可以激发学生的学习热情。
PBL教学法的应用，是将具体的分析任务布置给学生，教师需要给予适当的讲解、引导，使学生了解如何利用现有的仪器设备，如何找到与任务相关的材料等。例如以苹果手机制造工人正己烷中毒事件为例，引导学生利用红外谱图解析正己烷的特征吸收峰；结合电视上热播的鉴宝节目，深入介绍如何利用红外光谱法鉴别天然与人造玉石；讲解通过原子光谱法测定恒星的物理性质、化学成分和运动状态等实例。由于所布置的分析任务都是与学生实际生活密切相关的，因此这些学生比较关注的例子很大程度上激发了他们的学习兴趣，并在逐步完成分析任务的过程中将仪器分析与实际应用紧密地结合起来，取得了良好的教学效果。
2.学生在PBL教学法中的角色转变
在以往“仪器分析”的教学过程中发现，仅凭教师的讲授，学生对知识的接受是被动的。学生对课程知识点的掌握经常通过死记硬背的方式，对具体分析方法的原理及应用的理解并不深刻。而采用了PBL教学法后，学生为了解决具体的问题，必须通过查阅资料来了解每一种分析方法的基本原理和应用，这样学生对仪器分析方法的理解会更加透彻，能比较系统地掌握和巩固课堂教学中的基本内容，而不是单纯靠背诵的方式来获取知识。[4]
在PBL教学中，学生是真正的主角。首先，由教师提出合理的分析问题。学生以小组的形式参与设计方案及执行，在小组中（每组6～8人）需明确每个人在设计中的任务，每位组员都承担一部分工作。其次，在教师指导下要求学生从分析问题入手，充分利用多种信息资源，如利用图书馆和网络等查找相关书籍、文献，最后整理成完整的方案，再通过实验验证并解决问题。学生在教师的指导下提交文献综述、方案设计及实验报告，并以小组为单位将实验方案制成幻灯片向全体同学演示讲解，要求小组成员轮流发言相互补充，通过课堂讨论得出结论。最后，教师对讨论内容进行提问、总结并对疑难问题进行点拨，同时听取其他学生对该组任务完成情况的评价，收集反馈意见。
在PBL应用中，由于针对课程设计的分析对象多数是从实际生活和工作中选取的，如利用原子吸收光谱测定牛奶中钙含量、荧光光谱法分析测定功能饮料中的维生素B2、高效液相色谱法测定蔬菜的农药残留情况、松花江水质分析、气相色谱法测定白酒中乙醇的含量等。这些分析任务的切入点都是现实生活中人们关注的热点问题，因此更容易调动学生的学习兴趣和积极性，使学生认识到从理论落实到实践并非难事。
3.实验教学环节PBL教学法的强化
“仪器分析”是一门实验科学，应该让学生有充分的动手机会，在实践中获得感性认识。[5]但是农业院校面临的问题是“仪器分析”理论学时有限，在理论教学中每组学生承担的分析任务不会超过两项，这样会导致PBL教学法的任务演变成一个设计性实验，失去了以学生为主体的教学模式的意义。因此，加强实验教学使之与理论教学并行是实现PBL教学效果的重要手段之一。在“仪器分析”实验课程中施行PBL，关键在于加强学生自主协作学习能力的培养。在实验课堂上，教师围绕实验内容提出一个问题，让学生分组通过自行思考和课堂讨论来提高PBL的教学效果，讨论内容可以围绕实验目的和重点及注意事项，这样能使学生熟练掌握本次实验相关理论知识，同时也加强了学生的自主学习能力和协作精神。最后，由学生根据实验结论总结本次课的操作重点和关键步骤，进一步强化理论教学内容的重点知识。实验教学环节运用PBL教学模式要注重方法，教师在每次实验结束后应组织学生开展反思与评价等一系列过程，在新旧知识理论间建立联系，使学生在获得知识的同时提高科研素质及培养创新能力。 4.网络环境下PBL教学法的应用
在PBL学习中，问题的解决需要经历一个探索的过程，若没有恰当的学习资源，学生将无法开展学习活动，因此，学习资源的获取是学生解决问题的重要环节。为了尽可能地发挥网络资源的优势，教师针对网络环境下仪器分析课程基于PBL教学模式的应用研究设计开发了仪器分析的网络教学平台（http：//202.118.167.91/dahua/kcsz/yqfxgg/default.asp）。此网络教学平台便于学生根据个人的学习内容、目标和任务对相关资料进行分析、收集、整理、组织和加工。学生可以利用网站提供的常用免费的图谱库、数据参数的数据库和文献检索网址以及重要测试中心及知名化学网站的相关链接获取最新的仪器分析资讯；在网络平台中还特别设计了“在线答疑”系统，能及时帮助解决学生的疑难问题，为学生提供有效的在线学习指导。这些都能方便学生通过网络教学平台更合理有效地利用网络资源，也为本课程实施PBL教学方法提供了一个良好的互动平台。
三、PBL教学效果
与传统教学法相比，PBL教学模式能明显提高学生的综合能力。针对东北农业大学学生“仪器分析”课程实施PBL教学法的教学效果调查结果表明，88%以上的学生表示接受这种授课方式，在学习分析方法和仪器使用方面有很大收获；56%以上的学生积极参加了天然产物质成分提取及测定、农药残留分析、食品分析等创新实验和开放性实验；动物药学、生物工程、环境科学等专业的部分学生表示通过本课程的实践活动锻炼了文献综述和表达分析能力，科研素质的提升在毕业论文设计中得到了充分的体现，可见PBL教学方法获得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]赵丽娇，钟儒刚，甄岩.现代仪器分析教学中科技创新意识的培养[J].理工高教研究，2008，（5）.
[2]王霆，张锋，陈立钢，等.仪器分析综合运用及创新能力的培养——浅谈仪器分析实践教学体系的构建[J].大学化学，2011，（6）.
[3]王红军.基于问题学习的教学模式在专业教学中的应用[J].教学研究，2007，（2）.
[4]张桂玲，任景玲，陆小兰，等.基于问题学习法在仪器分析教学中的应用初探[J].大学化学，2004，（4）.
[5]刘银萍，彭端，蒋力立.PBL 教学模式在综合性实验中的应用[J].实验室科学与技术，2011，（3）.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：仪器分析；PBL教学方法；农业院校
随着现代分析仪器的更新换代和仪器分析新方法、新技术的不断创新与应用，仪器分析作为现代化的分析测试手段，正在日益广泛地应用于生命科学、环境科学、动物医学、农业科学、食品科学等诸多领域，因而许多高等农业院校已将“仪器分析”课程列为非化学专业本科生的重要基础课程之一。[1，2]由于仪器分析课程内容涉及数学、物理、化学、精密仪器等多学科的内容，学生在学习过程中感觉理解难度很大，学习效果难以保证。因此，针对仪器分析理论课教学方法进行探索，提高教学效果以满足不同学科的要求，是仪器分析教学改革的当务之急。
一、PBL教学方法介绍
PBL（Problem-based Learning）法以问题为学习基础，是和“以授课为基础的学习（Lecture Based Learning，LBL）”模式相对而言的，PBL与LBL在教学设计理念、实施方式以及教学绩效评估等方面均有着根本区别。笔者结合自己仪器分析的教学实践经历，探讨将PBL引入到“仪器分析”课程的教学中，使学生能够在有限的学时内，掌握“仪器分析”课程的学习方法，激发学生对“仪器分析”的学习兴趣，为后续的专业课学习及实践打下坚实的理论基础。
PBL是以学生为中心的教育方式。1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首先把PBL引入了医学教育领域，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。PBL即由教师提出问题，学生在教师的启发指导下以自学为主并结合讨论的学习方法。在这个过程中学生成为学习的主体，教师仅承担着向导和促进者的角色。[3]它是以学生为核心的教学方法，培养具备独立思考能力、自我导向学习能力的学生，使学生能够日渐独立于教师之外，在日后的生活及工作中能够继续独立学习。
二、PBL教学方法在“仪器分析”教学中的应用
1.教师在PBL教学法中的作用
在PBL中，教师的作用和传统意义相比有较大的转变。最初，由于学生需要了解的知识点很多，教师需要提供必要的材料和指导，方便学生学习。每年在教授“仪器分析”这门课程之初学生都会有这样的疑问：这门课程究竟与自己的专业有什么联系？为什么要学这门课程？为解除学生的疑虑教师在教学中会介绍仪器分析在相关专业中的一些应用实例，使学生理解“仪器分析”课程与专业课程结合的紧密程度。例如：土壤样品中N、P、K元素的测定，水体中Na+、Cu2+含量的测定、生物细胞中GSTs（谷胱甘肽硫转移酶）活性的测定及药品中阿司匹林的含量测定等内容都是与学生所学专业密切相关的分析内容，把学习置于复杂的、有意义的问题情境中，可以激发学生的学习热情。
PBL教学法的应用，是将具体的分析任务布置给学生，教师需要给予适当的讲解、引导，使学生了解如何利用现有的仪器设备，如何找到与任务相关的材料等。例如以苹果手机制造工人正己烷中毒事件为例，引导学生利用红外谱图解析正己烷的特征吸收峰；结合电视上热播的鉴宝节目，深入介绍如何利用红外光谱法鉴别天然与人造玉石；讲解通过原子光谱法测定恒星的物理性质、化学成分和运动状态等实例。由于所布置的分析任务都是与学生实际生活密切相关的，因此这些学生比较关注的例子很大程度上激发了他们的学习兴趣，并在逐步完成分析任务的过程中将仪器分析与实际应用紧密地结合起来，取得了良好的教学效果。
2.学生在PBL教学法中的角色转变
在以往“仪器分析”的教学过程中发现，仅凭教师的讲授，学生对知识的接受是被动的。学生对课程知识点的掌握经常通过死记硬背的方式，对具体分析方法的原理及应用的理解并不深刻。而采用了PBL教学法后，学生为了解决具体的问题，必须通过查阅资料来了解每一种分析方法的基本原理和应用，这样学生对仪器分析方法的理解会更加透彻，能比较系统地掌握和巩固课堂教学中的基本内容，而不是单纯靠背诵的方式来获取知识。[4]
在PBL教学中，学生是真正的主角。首先，由教师提出合理的分析问题。学生以小组的形式参与设计方案及执行，在小组中（每组6～8人）需明确每个人在设计中的任务，每位组员都承担一部分工作。其次，在教师指导下要求学生从分析问题入手，充分利用多种信息资源，如利用图书馆和网络等查找相关书籍、文献，最后整理成完整的方案，再通过实验验证并解决问题。学生在教师的指导下提交文献综述、方案设计及实验报告，并以小组为单位将实验方案制成幻灯片向全体同学演示讲解，要求小组成员轮流发言相互补充，通过课堂讨论得出结论。最后，教师对讨论内容进行提问、总结并对疑难问题进行点拨，同时听取其他学生对该组任务完成情况的评价，收集反馈意见。
在PBL应用中，由于针对课程设计的分析对象多数是从实际生活和工作中选取的，如利用原子吸收光谱测定牛奶中钙含量、荧光光谱法分析测定功能饮料中的维生素B2、高效液相色谱法测定蔬菜的农药残留情况、松花江水质分析、气相色谱法测定白酒中乙醇的含量等。这些分析任务的切入点都是现实生活中人们关注的热点问题，因此更容易调动学生的学习兴趣和积极性，使学生认识到从理论落实到实践并非难事。
3.实验教学环节PBL教学法的强化
“仪器分析”是一门实验科学，应该让学生有充分的动手机会，在实践中获得感性认识。[5]但是农业院校面临的问题是“仪器分析”理论学时有限，在理论教学中每组学生承担的分析任务不会超过两项，这样会导致PBL教学法的任务演变成一个设计性实验，失去了以学生为主体的教学模式的意义。因此，加强实验教学使之与理论教学并行是实现PBL教学效果的重要手段之一。在“仪器分析”实验课程中施行PBL，关键在于加强学生自主协作学习能力的培养。在实验课堂上，教师围绕实验内容提出一个问题，让学生分组通过自行思考和课堂讨论来提高PBL的教学效果，讨论内容可以围绕实验目的和重点及注意事项，这样能使学生熟练掌握本次实验相关理论知识，同时也加强了学生的自主学习能力和协作精神。最后，由学生根据实验结论总结本次课的操作重点和关键步骤，进一步强化理论教学内容的重点知识。实验教学环节运用PBL教学模式要注重方法，教师在每次实验结束后应组织学生开展反思与评价等一系列过程，在新旧知识理论间建立联系，使学生在获得知识的同时提高科研素质及培养创新能力。 4.网络环境下PBL教学法的应用
在PBL学习中，问题的解决需要经历一个探索的过程，若没有恰当的学习资源，学生将无法开展学习活动，因此，学习资源的获取是学生解决问题的重要环节。为了尽可能地发挥网络资源的优势，教师针对网络环境下仪器分析课程基于PBL教学模式的应用研究设计开发了仪器分析的网络教学平台（http：//202.118.167.91/dahua/kcsz/yqfxgg/default.asp）。此网络教学平台便于学生根据个人的学习内容、目标和任务对相关资料进行分析、收集、整理、组织和加工。学生可以利用网站提供的常用免费的图谱库、数据参数的数据库和文献检索网址以及重要测试中心及知名化学网站的相关链接获取最新的仪器分析资讯；在网络平台中还特别设计了“在线答疑”系统，能及时帮助解决学生的疑难问题，为学生提供有效的在线学习指导。这些都能方便学生通过网络教学平台更合理有效地利用网络资源，也为本课程实施PBL教学方法提供了一个良好的互动平台。
三、PBL教学效果
与传统教学法相比，PBL教学模式能明显提高学生的综合能力。针对东北农业大学学生“仪器分析”课程实施PBL教学法的教学效果调查结果表明，88%以上的学生表示接受这种授课方式，在学习分析方法和仪器使用方面有很大收获；56%以上的学生积极参加了天然产物质成分提取及测定、农药残留分析、食品分析等创新实验和开放性实验；动物药学、生物工程、环境科学等专业的部分学生表示通过本课程的实践活动锻炼了文献综述和表达分析能力，科研素质的提升在毕业论文设计中得到了充分的体现，可见PBL教学方法获得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]赵丽娇，钟儒刚，甄岩.现代仪器分析教学中科技创新意识的培养[J].理工高教研究，2008，（5）.
[2]王霆，张锋，陈立钢，等.仪器分析综合运用及创新能力的培养——浅谈仪器分析实践教学体系的构建[J].大学化学，2011，（6）.
[3]王红军.基于问题学习的教学模式在专业教学中的应用[J].教学研究，2007，（2）.
[4]张桂玲，任景玲，陆小兰，等.基于问题学习法在仪器分析教学中的应用初探[J].大学化学，2004，（4）.
[5]刘银萍，彭端，蒋力立.PBL 教学模式在综合性实验中的应用[J].实验室科学与技术，2011，（3）.
（责任编辑：宋秀丽）