摘要：仪器分析课程在民族院校的教育体系中具有不可替代的地位。然而当前该课程面临内容与当下科技、社会需求脱节、缺乏跨学科交融、教学方法单一化等问题。文章基于STSE跨学科融合的教育理念，通过加强课程的跨学科链接、采纳问题导向学习模式、加大社会实践与实验操作的比重，以及支持教师进行持续的专业技能提升等，培养学生的批判性思维、科学社会责任感、职业素养以及创新能力，促进学生综合素质发展。通过课程改革，提升学生应对复杂问题的能力，为民族院校培养具有国际视野和多学科背景的高素质人才奠定基础，为学生担负未来社会责任提供坚实的理论与实操基础。
关键词：STSE视角,跨学科教学,教学改革,人才培养
0引言
仪器分析是一门通过仪器测量和分析来获得物质的化学或物理特性，从而揭示其成分和结构的课程[1]，在药品审查、环境保护以及食品安全等领域发挥着至关重要的作用[2]。在民族院校的教育体系中，仪器分析课程不仅传授专业知识，还承载着培养学生对国家和社会发展的责任感和使命感的重要任务[3]。然而，当前民族院校仪器分析课程教学面临着诸多挑战，包括内容与当下科技和社会需求的脱节、缺乏跨学科交融、教学方法单一以及人才培养目标不明确等问题，制约了学生专业素养、实践能力和创新思维的全面发展。
在科技与社会不断发展的背景下，科学知识已经深度融入社会生活各方面。STSE(科学science、技术technology、社会society、环境environment)作为一种新兴教学理念和方法，为仪器分析课程教学改革提供了一条切实可行的新路径，它强调将科学知识与技术应用相结合，并将科学与社会、环境紧密联系起来，培养学生的科学思维、综合分析能力和社会责任感。引入STSE理念可以有效解决传统教学模式中的不足，使学生不仅掌握理论知识，还能应用于实际，激发学习兴趣和提高综合素质和社会责任感。
1仪器分析课程教学存在的主要问题
随着科技的飞速发展和社会不断进步，对仪器分析人才的需求也在不断增加，这对仪器分析课程的教学提出了更高要求。为了适应这种需求变化，很多教育机构对仪器分析课程的教学内容、方法和实验技能训练进行了一系列改革，取得了一定成效。然而，在实际教学过程中，仍然面临着诸多挑战和问题[4]。
首先，课程的内容缺乏足够的综合性和时代感。这意味着课程内容与当前科技前沿和社会需求脱节，主要体现在内容侧重于传统的、基础的分析方法和理论，对新兴的、跨学科领域，以及最新技术和方法的介绍不足。这种情况不利于培养学生的创新意识和能力，也使学生难以对未来的发展趋势和技术要求有一个清晰的认识。
其次，教学方法和形式相对单一，主要采用课堂讲授和实验操作，缺乏多样化的教学方式，例如案例教学、项目驱动教学、在线课程和虚拟实验等。这不仅影响了学生学习的兴趣和动力，也限制了学生知识获取的渠道和方式，不利于培养学生的自主学习能力和批判性思维能力。
再次，缺乏跨学科交融的内容和方法。在当今信息爆炸时代，学生面对前所未有的丰富学习资源，但与此同时也面临着如何有效利用这些资源的挑战。尤其是在课外自主学习方面，学生往往缺乏足够的主动性和指导，导致他们难以突破课堂教学的局限，无法接触到更广泛、更深入的知识领域。
最后，忽视对学生应用知识和解决问题能力的培养，培养目标不明确。学生在完成学业后，难以迅速适应社会和工作岗位的需求，降低了就业竞争力。学生可能过度依赖课本知识，忽视了对实际问题分析和解决能力的培养，这与当前社会对创新型、应用型人才的要求不相符。
2 STSE教育模式
STSE教育模式提供了一种全面的教育方式，通过综合科学、技术、社会和环境的多维视角，培养具备先进科学知识、科学素养和强大实际操作能力的人才[5]。与传统的科学教育相比，STSE教育的独特之处在于强调科技与社会和环境的互动及影响[6]。
通过引导学生关注日常生活中的科学和社会发展问题，STSE教育促使他们全面理解科学技术在社会中的角色。这种教育模式鼓励学生建立科学的价值观，增强他们对未来的意识和社会参与的动力。STSE教育通过鼓励学生开展学习、研究和动手实践，帮助他们逐渐形成对国家发展和人类福祉的责任感。该教育模式促进了知识的跨学科迁移，扩展了科学教育的目标，涵盖个人成长、社会进步和环境保护等多个方面，不仅能让学生获得扎实的科技知识，还能够将这些知识与社会现实和环境问题相结合，使他们获得深层次的理解和切实的感受。
因此，在大学教育中引入STSE教育理念，不仅能显著增强学生的职业竞争力，还能为社会培养更多具有社会责任感和创新精神的人才，可以更好地满足当代社会对复合型、应用型人才的需求，更全面地支持社会的可持续发展。
3仪器分析课程STSE教学模式的探索
3.1融入STSE教育理念
STSE教育代表一种创新的教学理念，通过突显知识间的交叉融合，拓宽科学教育视野，将教学目标从个人成长扩展到社会进步和环境保护等领域。该模式采用研究导向的学习方法，通过实践性和跨学科特色的课题推动教学，使学生能够将科学知识与社会环境需求紧密联系。
当前民族院校的仪器分析课程内容繁多且课时有限，通常以教师讲授为主，导致学生参与度低且学习兴趣不高。运用STSE教育理念，可以将课程与社会及环境议题联系起来，引入相关案例，帮助学生在掌握理论知识的同时理解其实际应用价值，并探讨在解决社会和环境问题中的作用。
在仪器分析的学习过程中，实验环节发挥着关键作用。它不仅能加深学生对理论知识的理解，还能培养实践能力和创新思维。例如，大型仪器拆装实验是一个既有挑战性又有趣味的实践活动，能够激发学生的学习兴趣，提升动手能力和解决问题的能力。
此外，在仪器分析的教学过程中，教师应结合多样化教学方法，比如课堂讨论、小组合作与汇报等，能够加强师生互动，提高学生的学习主动性，并促进他们对科学、技术与社会环境间关系的深入理解。
3.2高效组织理论课堂教学
3.2.1培养交互式的学习环境
(1)案例选取与分析。选择并分析典型的社会和环境影响案例，让学生亲眼见证仪器分析的实际应用。例如，可以介绍水质污染检测的案例，详细展示仪器分析在鉴定水源中有害化学物质方面所发挥的关键作用。通过这些案例研究，引导学生深入探讨化学污染对社会和环境的深远影响，以及仪器分析技术如何有效帮助监测和改善这些污染状况。
(2)创新实验设计。着重加强实验教学环节，不仅要求学生掌握仪器的操作技能，还鼓励他们设计实验来解决实际问题。具体而言，可以设计一个以城市空气质量监测为主题的实验，让学生通过实际操作学习空气采样技术、污染物检测方法以及数据分析技巧，从而深刻理解环境监测的重要性。此外，还通过开展小组讨论、研究项目等活动，激励学生主动提出问题并积极探索解决方案。例如，可以组织小组项目，让学生深入社区调查环境问题，如水质检测、食品检测等，随后设计一个仪器分析方案来评估问题的严重性，并提出切实可行的解决策略。
3.2.2强调跨学科知识的整合
结合现实生活的内容，利用新闻报道和科技文章等资源，将课程内容与当前科技进展和环境事件相联系，不仅能够提高学生的学习兴趣，还能帮助他们理解学科知识在社会进步中的重要性。
通过跨学科协作，鼓励学生与其他学科同学合作，进行跨学科的项目工作。在仪器分析课程中，化学专业的学生可以与环境科学、生物科学甚至工程专业的学生合作，共同探讨仪器分析技术如何解决特定的环境问题。
3.3增加实践环节，强化学以致用
要高效整合STSE教育内容与高校仪器分析课程，不仅要提升学生的化学和分析知识，也要增强他们对科学技术在现实生活中应用的理解，以及对环境和社会问题的认识。因此，教师可以采纳一系列创新和互动的教学策略。
3.3.1增加社会实践与实验操作的比重
(1)综合最新科技进展。科技领域不断发展，新的技术革新层出不穷。教师可以通过引入人工智能、大数据分析、物联网等新兴科技在仪器分析中的应用，展开讨论。例如，探讨如何利用大数据技术来改进大气污染监测，或是讨论人工智能在化合物鉴定中的潜在应用。这既能拓宽学生视野，又能激发他们对科技前沿的兴趣。
(2)案例研究与实际应用。选择与学生生活紧密相关的实际案例，如水质监测、食品安全检测、疾病诊断等。通过组织实验或项目，让学生使用仪器分析技术来调查和解决这些问题。通过这种方式，学生不仅能学到仪器分析的实际技能，还能深刻领会所学知识在解决社会和环境问题中的作用。
3.3.2运用问题导向学习模式
与行业接轨，邀请行业专家进行讲座或研讨，介绍最新科技发展趋势和行业需求。这不仅让学生了解化学知识和技术在行业中的应用，还能增加他们对未来职业生涯的认识。
通过定期反馈和自我评估，促进学生对自己学习过程的理解。教师可以设计自我评估问卷，让学生反思自己在理解和运用知识及技能解决实际问题方面的长处和不足，以指导未来学习方向。
3.4结合社会和环境议题提高社会责任感
3.4.1培养学生科学社会责任感和职业素养
主动学习策略。通过引入小组讨论、案例研究、问题导向学习等互动教学方法，激发学生学习积极性，促使他们主动探索、提问及解决问题。比如，将学生分配到不同小组，讨论最新人工智能技术在药物分析中的应用，以提升自主学习和批判性思维能力。
反思性学习。鼓励学生在每个学习阶段进行自我反思，评估学习过程和结果。可以通过学习日志、自我评估问卷或小组讨论来实现，帮助学生了解自己的长处和待改进的领域。
3.4.2提升批判性思维和创新能力
案例引入。通过引入包含物理、化学、生物学等多学科知识的实际案例，帮助学生理解这些知识的相互联系和依赖。
项目式学习。设计融合多个学科内容的项目，如环境监测、疾病诊断等，要求学生通过跨学科合作解决问题。这不仅能加深学生对仪器分析技术的理解，还能提高他们的项目管理和团队合作能力。
实验室操作和模拟演练。让学生多次操作现代分析仪器，并应用所学技术解决实际问题。例如，设计一个任务让学生检测食品中的有害物质，体验从样品准备到数据分析的全过程。
实地考察与研讨。组织学生参观代表性研究或工业机构，了解仪器分析在实际工作中的应用，同时邀请行业专家进课堂分享经验，从实践中学习和启发。
社会相关案例研究。选取与公共健康、环境保护等社会热点问题相关的案例，让学生探索仪器分析在解决这些问题中的作用和挑战。例如，分析农药残留对人体健康的影响，探讨减少污染的分析方法。
课题研究。鼓励学生开展与社会和环境议题相关的课题研究项目，如研究新型节能减排技术或开发新的环境监测方法，提高学生研究能力和创新意识。
4 STSE理念下人才培养目标与方向
4.1多学科背景培养与国际视野拓展
多学科背景。注重培养学生广博的知识结构，通过引入多学科课程让学生掌握不同领域的基本概念和研究方法。例如，在化学专业之外，学生还需选修环境科学、生物科学和信息技术等相关课程，丰富他们的知识体系，促进跨学科思维与实际应用能力。
国际视野。鼓励学生了解全球科学技术发展趋势和国际标准，积极参与国际交流与合作项目。例如，设立国际交换生计划，让学生有机会到国外知名大学或研究机构学习和交流，了解世界前沿科学技术与学术文化，拓宽国际视野，提高综合竞争力。
4.2实施综合性人才培养方案
4.2.1跨学科融合的课程设计和教学计划
跨学科课程设计。整合化学、环境科学、生物技术和信息技术等多学科知识，设计跨学科课程。例如，开设“环境仪器分析”课程，涵盖环境科学中的分析技术与案例，提高学生的综合分析能力和实际操作能力。
创新教学计划。引入案例教学、项目学习和问题导向学习等创新教学方法。通过实地考察、实验室实践和社会调研等方式，使学生在真实情境中解决实际问题，增强他们的动手能力和创新能力。
4.2.2支持教师进行持续的专业技能提升
继续教育和培训。为教师提供持续的专业发展机会，鼓励他们参加国内外学术会议、行业论坛及专业培训，并资助他们进行相关领域的前沿研究。比如，设立教师进修基金，支持教师到国内外高水平大学和研究机构进行访问学习和合作研究。
教学创新鼓励。设立教学创新基金和奖励机制，激励教师进行教学研究和创新，开发优秀教学案例和方法。通过教学研讨会和经验分享会，促进教师之间的交流与合作，提高整体教学水平。
4.2.3社会与行业合作，提供实习与就业支持
与行业建立长期合作关系。建立与行业企业和科研机构的长期合作关系，从而为学生提供丰富的实习和就业机会。例如，签订校企合作协议，设立企业奖学金和实习基地，组织学生前往企业进行实习和实践。
社会资源对接。邀请行业专家和校友回校分享职场经验和行业趋势，安排职业规划讲座和职业指导活动。通过校友网络和行业合作，提供各类实习岗位和就业指导平台，引导学生了解行业需求和就业方向。
实习与就业支持平台。建立完善的实习和就业信息服务平台，提供一站式的实习和就业支持。从发布实习岗位信息、组织校园招聘会，到提供简历修改和面试辅导等全方位服务，确保学生在实习和就业过程中获得足够的支持和帮助。
5结语
通过对基于STSE视角的民族院校仪器分析课程教学改革的深入研究与探讨，提出了一些培养学生科学社会责任感和综合素质的措施。实施跨学科教学、问题导向学习、社会实践参与以及教师专业发展等方面的全面改革，不仅能促进仪器分析课程与科技、社会及环境的密切联系，也能提升学生的批判性思维、创新能力和职业素养。这些教学改革措施为培养学生具备科学社会责任感、高水平综合素质和国际视野的职业人奠定了坚实基础，也为民族院校教育的现代化和国际化提供了有益的借鉴与参考。这些措施的实施，不仅提升了学生的学术成就和职业准备，还在更广泛的社会和学术背景下培养具有创新精神的优秀人才，为民族院校乃至整个教育体系的发展和进步作出积极贡献。
参考文献：
[1]司晓晶，冯华峰，韩梅，等.“现代仪器分析”教学创新体系在本科教学中的实践[J].食品工业，2023，44(8)：219-222.
[2]李雪璨.“课证融通”背景下《仪器分析》课程改革探索[J].吉林工程技术师范学院学报，2023，39(6)：66-70.
[3]陈琳，杨苏东，蔡金燕.《仪器分析》课程教学设计与实践：以分光光度法测定菠菜中的铁为例[J].中国食品工业，2023(11)：111-114.
[4]肖新生，曾二青，周艳华，等.“五育并举”在理工科专业课程教学中融入研究与实践：以仪器分析课程为例[J].湖南科技学院学报，2023，44(3)：106-109.
[5]袁阳阳，陆国志.STSE背景下化学学科核心素养提升的策略研究[J].广州化工，2023，51(4)：276-278.
[6]王轩.STSE教育理念与大学有机化学教学的融合[J].现代盐化工，2022，49(6)：119-121.
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