培養應用型人才背景下儀器分析實驗課程教學改革與實踐

劉艷紅 馬曉光 烏蘭其其格 張曼

摘要：儀器分析實驗課程實踐性強，適用性高，與社會接軌度較高，對于培養學生的創新能力和科學素養的培養目標以及應用型人才培養方面都起著重要作用，通過對實驗內容的精選調整，利用大創項目及教師項目做到教研一體化，校企合作的產教融合的方式，本科論文期間加大實驗室開放力度，都極大的增強了學生的操作技能和實驗科研潛能.最后注重過程的多元化考核體系的建立，都是構筑良好儀器分析實驗課程的良好途徑.

關鍵詞：培養應用型人才;儀器分析實驗;教學改革;實踐

中圖分類號：G642.423? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）08-0167-02

隨著科技的迅猛發展，檢測手段的不斷更新，儀器分析實驗課已成為高校一門重要的實驗課.是理論課儀器分析課程教學過程中的實際演練過程，對于培養學生基礎技能、實際操作能力、科技素養以及增強學生創造創新意識等方面都起著不可或缺的作用.所以儀器分析實驗課是化學化工、生物科學、環境科學、建筑學等專業的重要基礎技能課程之一[1-3].

為適應國家高校改革的需要，地方高校面臨著向應用技術性轉型的必然決擇[4].赤峰學院作為內蒙古自治區轉型發展試點院校，同時被列入全國百所“產教融合發展工程建設規劃項目應用型本科院?！?學校以培養應用型、復合型、創新創業型人才的辦學宗旨.自2010年以來，赤峰市政府及自治區兩級政府不斷加大斷儀器設備投入，以促進學院的實驗教學及科研的發展.圍繞這一辦學理念，根據我們與時俱進的實踐教學原則，主要從以下幾方面對儀器分析實驗課程進行教學改革.

1 精選實驗內容，改進實驗項目，增加綜合性實驗和創新型實驗

隨著科技的不斷進步，教學儀器的不斷更新，儀器分析實驗教材內容陳舊，很難適應現代分析化學的發展和社會發展需求.赤峰學院儀器分析實驗本學期所選的12個實驗項目中，紫外可見分光光度計有2個，可見分光光度計有2個，熒光有1個，液相1個，紅外1個，自動電位滴定2個，選擇性電極實驗及pH測定各1個，火焰光度計測水中鉀離子含量1個.從以上項目結構來看，紫外與可見分光光度計原理類似，實驗項目所占比例約為25%，可以適當刪減，增加原子吸收光譜測定金屬和循環伏安法研究電極反應過程.另外選擇性電極實驗與自動電位滴定實驗原理類似，可做適當刪減，增加氣相色譜實驗和有機化合物準確相對分子質量的測定.如果有條件可以增加核磁氫譜和碳譜的測定，以及質譜測定或液質聯用的測定.另外為增加學生上課的積極性和主動性，可以鼓勵學生來選擇被測試樣品.比如熒光素維生素B2含量的測定實驗，書本上是以未知濃度的維生素B2作為未知樣來進行測定的，可以鼓勵學生測定蘑菇或胡蘿卜里維生素B2的含量，當然這需要學生必須在上課前將樣品處理好，對學生和老師來講都是很大的工作量.但是通過這次的樣品處理，可以讓學生變被動為主動，同時對實驗理解深刻，起到事半功倍的效果.其它的比如氣相色譜、液相色譜、原子吸收都可以有學生選擇被測對象，學生查資料、處理樣品的過程中，對實驗課理解深刻，對理論課的學習，起到很好的輔助效果.

2 利用好大創項目及教師項目，教師科研與實驗教學相結合

赤峰學院每年校級大學生創業項目、自治區級大學生創業項目和國家級大學生創業項目共百余項，而作為化學化工學院的創新項目也能達到30多項，再加上教師的科技廳及教育廳項目10余項，按每個項目5人左右，基本上化學化工學院的每個學生都能參與到項目中來.這些項目中涉及到甲醇電池催化劑的制備和性能測定、納米光催化劑材料的制備以及在污水處理中的應用、纖維素納米晶的制備以及對污水中重金屬的吸附等項目.前期的實驗主要是對樣品進行制備、純化分離，后期的實驗主要涉及提純樣品的結構性能定量表征，基本上都會用到儀器進行分析.這樣不僅讓學生鞏固到儀器分析實驗的內容，也讓學生近距離的接觸科學前沿的東西，增加學生的科研素養.這些項目的開展中也讓學生進一步深入的學習了儀器的使用方法，是對課內的學習進行有效的補充和加深[5].這些項目完成一方面使教師在完成教學任務的同時，提高了科研水平.另一方面，學生也從理論走向實際應用，能更好的促進理論知識的學習，達到教學相長的目的.

3 建立校企合作，產教融合的開放式教學模式

近年來，我院推行校企合作，協同育人，打破學校、實驗室教學空間的封閉性.先后與瑞陽化工、市環保局、元美農副產品有限責任公司等企事業單位合作，學生可以不間斷地與企事業單位實習與工作，這樣接觸實際檢測相結合的實驗項目增多，讓學生了解不同儀器分析在實踐中的應用與之間的聯系，培養學生運用知識和技能解決實際問題的能力，有利于學生探索求知欲的激發，進一步強化學生的實踐能力、創新思維能力.如赤峰學院化工學院與龍澤節水灌溉有限公司合作的項目“全生物降解地膜的開發及推廣”獲得內蒙古自治區和國家科技基金的贊助.又如2014年成立的“內蒙古自治區光電功能材料”重點實驗室，突出學科交叉融合和協同創新，突出與產業發展、社會需求、科技前沿緊密銜接，深化產教融合，全面提升我校在人才培養、科學研究、社會服務和國際交流合作中的綜合實力，加強服務區域經濟的能力.更好的融入社會、服務地方，推動赤峰發學院轉型發展.與赤峰引盛光電有限公司合作創立光電功能材料協同創新中心，該中心可使科研與實際生產進一步緊密結合，提高我校產學研一體化的優勢，深化校企合作，加快科技成果轉化能力.為我校今后打造科研平臺，組建人才團隊，培養特色學科有較強的推動作用.同時，校企合作能夠擴展目前化學化工學院的應用化學專業方向，可定向培養光電功能材料方向的人才，為企業提供光電功能材料的專業人才.學生通過實際的樣品制作與性能測定，一方面熟悉了制備的原理與過程.另一方面在性能測定的過程中鞏固了儀器的操作與使用，這也是儀器分析實驗課的有效延展.

4 學生完成本科論文期間，進一步加大實驗室開放力度[6]

除了以上項目教學、校企合作之外，學生完成本科論文，也是對儀器分析實驗課的必要補充.在完成學生學位論文期間，赤峰學院化學化工學院的所有實驗室都是開放的.實驗老師在儀器使用方面又重新加以講解，學生可以用自己做的樣品重新使用儀器測定，實驗后對實驗譜圖和數據進行處理，這時對于儀器使用和相關的理論知識又提升一個新的高度.如學生做一個新的稀土配合物的實驗，首先對合成出新的配體和稀土配合物進行紅外表征，一般要求學生去查常見價鍵的紅外吸收，通過配體與配合物的吸收對比來初步認定配合物的合成，一般認為配體與配合物相差20～30cm-1，就可以初步認定配合物的生成.然后我們可以對配合物進行核磁氫譜和碳譜的表征，通過氫譜和碳譜的峰的位置來再次確定配合物的生成，以上是對配合物的結構表征.我們還可以對配體和配合物進行紫外可見吸收表征，通過配體和配合物的吸收不同也能確定配合物的初步生成.如果稀土配合物具有發光性能，我們還可以對樣品進行固體熒光表征，學生可以查閱資料，查一下稀土的特征峰來檢測配體敏化稀土發光的效果如何，如果有條件還可以做一下稀土的熒光壽命和量子產率.另外如果可以培養出稀土配合物的單晶，我們還可以對樣品做X射線單晶衍射來確定樣品的進行結構.這樣一個簡單的本科論文實驗學生就可以掌握紅外光度計、紫外可見分光光度計、核磁、熒光光度計及X射線單晶衍射的使用和原理.學生掌握效果非常明顯.

5 建立多元化考核方式，注重過程考核

建立科學全面合理的考核評價體系是教學改革的努力目標，圍繞應用型本科人才的培養目標，調整儀器分析實驗考核方式.注重對實驗課程的過程化考核.儀器分析實驗考核體系里分為兩大部分：平時成績和期末考試成績.平時成績占綜合成績的70%，期末實驗測試成績占綜合成績30%.平時成績中包括實驗前預習報告成績、實驗時實驗操作成績和實驗后實驗報告成績，占比分別為10%、40%和50%.預習實驗報告成績，包括學生的預習報告和通過課前講解以提問的形式來檢查學生預習的情況.實驗過程中主要注重學生儀器操作及溶液配制等的情況，來確定每一個實驗的平時操作成績.根據學生的實驗報告的數據處理和圖譜分析情況來確定學生實驗報告成績，綜合這三項得出平時成績[7].期末考試成績是讓學生通過答卷的形式來確定成績.答卷內容主要是各個實驗需注意的事項原理方法等.主要考核學生的總體掌握情況.多元化的評價體系可以相對較客觀的反映出學生的真實學習掌握水平.

儀器分析實驗課程實踐性強，適用性高，與社會接軌度較高，而且在培養學生的創新能力和科學素養的培養目標以及應用型人才培養方面都起著重要作用，通過對實驗內容的精選調整，利用大創項目及教師項目做到教研一體化，校企合作的產教融合的方式，學生本科論文期間加大實驗室開放力度，我們通過在這幾方面嘗試與探索進行改革，都極大的增強了學生的操作技能和實驗科研潛能.最后注重過程的多元化考核體系的建立，都是構筑良好儀器分析實驗課程的良好途徑.通過這些改革，一方面為學生繼續進行研究生學習奠定基本的科研基礎，另一方面也為社會提供有用的專業人才.

——————————

參考文獻：

〔1〕孫麗梅，邱雪杉，王恩華，等.病理學數字化實驗教學的開發研究與實踐[J].中華醫學教育雜志，2013（7）：90-91.

〔2〕李承勇，吳曉萍，盧虹玉等.提升儀器分析互動式教學效果的探討[J].山東化工，2017，46（12）：164-165.

〔3〕李卉卉，張士偉，海錦慧，等.面向應用型人才培養的儀器分析實驗教學改革[J].化學教育，2015，36（16）：40-43.

〔4〕張芳，李國平.地方院校向應用技術型高校轉型的困境與對策[J].教育與職業，2017，38（6）：48-51.

〔5〕楊梅，常文貴，吳菊，金俊成.應用型本科院校儀器分析實驗的教學改革[J].廣州化工，2018，46（12）：164-165.

〔6〕宋曉芳，張超，史玉敏.儀器分析實驗開放性教學初探[J].教育教學論壇，2017（48）：279-280.

〔7〕張軍麗，時文中，徐啟杰.產教融合背景下儀器分析及實驗課程教學改革與實踐[J].高教學刊，2019（07）：110-112.