基于“卓越計劃”的化工專業儀器分析教學改革

教育部“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國家中長期人才發展規劃綱要》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。

化工與環境工程學院卓越班是我校開展“卓越工程師教育培養計劃”的試點專業。為實施“卓越計劃”，推進工程教育改革創造良好的環境氛圍，對原有的一些課程改革已納入規劃。其中開展化工卓越班儀器分析教學改革的研究，無疑會加速實施“卓越計劃”的步伐。近兩年來我連續承擔了化工卓越班儀器分析教學工作，深深感到為了更好地實施卓越計劃，現有的化工卓越班儀器分析教學模式和教學方法亟待改革。為此做了如下方面的嘗試和探索。

一改革理論教學模式

儀器分析化學的全部內容就是吸取當代科學技術的最新成就（包括化學、物理學、數學、電子學、計算機科學、生物學等學科的最新成就），利用物質的一切可以利用的性質，建立表征測量的新方法和新技術，最大限度地在特定的時間與空間點或期間內獲取物質的信息。該課具有學科交叉性、集成創新性的特點，是一門實用性很強的科學。

我校儀器分析教學現狀：儀器分析這門課是給化工學院：化工、環境、高分子、石化專等專業。化學學院：應化、精細、食品等專業大二學生開設的一門基礎課，是建立在大一系統學習無機與分析化學課程內容基礎上的一門課。課時36學時，其中包含實驗課12學時，理論課24學時。

首先，課堂教學上，24學時完成這樣一門課的理論教學時間緊任務重，課上沒有時間復習已學過的內容，老師在黑板上泛泛的講授儀器的原理-結構-用途，與實際脫節，枯燥，針對性差，教學效果不好，如果學生課前不做充分預習，根本跟不上教學進度，收效甚微，嚴重影響了學生的學習興趣。課堂教學方法亟待改革。

1將教材內容重新組合成四大教學體系

在課堂教學時每個體系按如下規律展開：

分析原———儀器結構———儀器原理———定性———定量———干擾及其消除方法———分析方法的建立及條件的選擇———應用實例。

通過以上內容重新組合強化了教學的規律性，加強了知識的系統性，使學生在短時間內易于掌握。

2強化導學式教學方法，以問題促進學習

課堂上首先提出問題，帶著問題展開講解，做到目的性強、實用性強。設計問題主要包括學習情境設計、學習策略設計、以及自主學習策略設計等。充分體現儀器分析這門課的實用性特點。

如：以信號的產生→測量→鑒別（去偽存真）為主線貫穿分析化學的教學提出問題。

分析化學中的信號有哪些？信號的維度，一維，二維，多維？激勵信號與測量信號？信號的分辨率？信號的特征性？信號的靈敏度？

又如：講色譜分析法時，提出如下問題，讓通過學習學生歸納總結。

氣態原子或離子（如何獲得？）；能量（如何提供？）；從基態躍遷到激發態（有何規律？）；波長（由什么因素決定？）強度（如何測量？）；定性與定量分析（方法？）。

3不斷更新教學內容，聯系實際，加強實例教學

時代在進步，儀器在更新，原有的教材內容如：儀器的型號、例題等已落后，教師應不斷閱讀最近的國內外期刊，以掌握學科的發展前沿與動態、趨勢，并及時將其傳授給學生，向學生介紹儀器分析涌現出的新知識、新技術、新方法，把市場上最新的儀器介紹給學生，同時把每種儀器的發展趨勢作介紹，以增加學生的前瞻性意識，充分調動學生學習的積極性，真正做到授人以漁，增強學生獲取專業知識的興趣和能力。

在不斷更新教學內容的同時適當引入當前社會出現的實例進行教學，讓學生嘗試解決實際問題，提高學生綜合運用分析化學知識的能力，在激發了學生的學習興趣的同時，增加了學生的社會責任感，學會用所學到的知識回報社會。

如：請同學查閱文獻找出測定三聚氰胺、毒膠囊鉻含量的方法、毒大米中鎘的檢驗，石化行業油品中重金屬的分析檢驗等實際問題。

4布置課外查閱文獻的作業，提高自主學習能力，擴大學生的知識面

選擇與教學內容相關的中英文當代分析化學的科技文獻、教材片段，配備一定數量的閱讀思考題，作為閱讀理解課外作業，要求學生完成。如：布置同學查找有關液相色譜蒸發光散射檢測器的文獻，寫一篇少于1000字的知識介紹，內容包括：（1）蒸發光散射檢測器的原理和構造，（2）蒸發光散射檢測器的特點，（3）蒸發光散射檢測器應用舉例。

讓同學通過查閱文獻了解更多前沿信息以擴大學生的知識面。

二加強實驗教學，給卓越班學生創造更多的實踐機會

1適當增加實驗課時

化學學院基礎化學教學實驗中心經過近幾年的建設，用于教學的先進儀器已逐年得到補充和完善，現有：高效液相色譜儀一臺、原子吸收儀兩臺、紅外光譜儀一臺、氣相色譜儀3臺，紫外分光光度儀5臺及20臺可見分光光度儀、20臺氟離子測定儀、及數臺酸度計等儀器。過去由于授課班級多，每班人數多（近50人），儀器少，只能開設可見分光、氣相色譜、紫外分光和氟離子測定這四個儀器相對比較多的基礎實驗。目前，化工卓越班每屆兩個班，每班30人左右。具有班級少，學生少的特點。對于新進的先進儀器如：高效液相、原子吸收、紅外光譜等具備了開設條件，這些實驗儀器先進、應用廣泛，對提升和培養學生分析測試技能將會有很大幫助。

2將多媒體教學引入儀器分析實驗課

利用多媒體技術可將抽象概念具體化、靜態圖像動態化、微觀模型宏觀化，在展示儀器構造、工作原理的教學中大有用武之地。

我們將實驗儀器操作拍成教學視頻。儀器的基本結構、工作原理用模擬系統展示給學生，用圖片或動畫的形式將實驗內容、步驟、注意事項等做成ppt。

實驗課上，教師首先用多媒體課件把實驗相關內容進行講解，把儀器的結構及操作方法用視頻的形式展示給學生，學生可以通過視頻課件將簡單的、枯燥的儀器設備基本結構、操作步驟轉化為更直觀、深刻的理解，以加速學生的感性認識。

3增加認知實驗環節，將舊儀器拆開，進行結構展示及動手安裝

每個實驗室都有淘汰的儀器，為了充分利用其價值，我們把舊儀器拆開，把每個部件貼上標簽，墻上貼上結構示意圖，學生對照結構示意圖邊看儀器內部結構，使學生能很快的掌握了結構，在此基礎上然后再實際操作，以使實驗課教學質量得到明顯提升。

4讓同學參與大型儀器管理

基礎化學教學與實驗中心向東莞理工學院等兄弟院校學習建立了大型儀器三級管理制度，即：確定一名教授或博士負責儀器開發和利用。確定一名實驗技術人員負責儀器的管理與使用。確定一名學生做日常維護和協助教師開展綜合研究實驗及相關的科研工作。

有計劃的讓部分卓越班學生參與大型儀器調試、管理工作，及協助老師進行科研的工作當老師的科研助理，給學生創造了更多的實踐機會。

受聘學生通過參加此活動，熟練地掌握了儀器的基本性能及應用和簡單調試，平時還能利用課余時間協助老師開展科研活動，同時也為同學參加一些競賽或者挑戰杯等活動創造了條件。

總之，通過對儀器分析教學模式的改革和探討，為進一步深入開展“卓越工程師教育培養計劃”奠定了基礎，同時收獲很多感受。

通過改革，使教學形式多樣化，包括：認知、實驗、講座、查閱文獻寫小論文等，加強了自主性和探索性學習環節。使學生感受到儀器分析課給了他們相當大的思考空間，對儀器分析這門課有了新的認識，從最初的嫌麻煩轉變到對上這門課的期待。使學生學習由被動到主動。很顯然從學習態度上發生了很大的變化。

通過改革，加強了動手操作能力，強化學生的工程能力與創新能力，使基礎教學與應用要求相聯系。努力做到學以致用。

通過改革，培養了學生科學地看問題、想問題；保持和發展好奇心與求知欲，形成敢于創新的科學態度。能使他們積極尋求解決問題的方法。這種學習理念與我國卓越工程師培養計劃相吻合。

通過課改，使我們的教學具有前瞻意識，能夠逐步滿足培養能夠適應和引領未來工程技術發展方向的工程師的需要。

參考文獻

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