新時(shí)代“工學(xué)結(jié)合”模式下的高職儀器分析實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革＊

黎春怡，胡鑫鑫，王丹菊

（茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 茂名525000）

“儀器分析”是培養(yǎng)工業(yè)分析類專業(yè)學(xué)生分析檢測(cè)能力的基礎(chǔ)和核心課程，根據(jù)對(duì)茂名地區(qū)60 多家石油化工企業(yè)的調(diào)研表明，“分析儀器的使用及維護(hù)能力”是崗位人員在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量控制過(guò)程中需具備的核心能力。然而分析儀器的工作原理艱澀難懂，知識(shí)比較零散，理論與實(shí)際缺乏關(guān)聯(lián)[1]，使得多數(shù)學(xué)生存在畏學(xué)心理。

根據(jù)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》“堅(jiān)持知行合一、工學(xué)結(jié)合”“及時(shí)將新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范納入教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容”的指導(dǎo)思想，以及職業(yè)教育“高素質(zhì)勞動(dòng)者和復(fù)合型技術(shù)技能人才”的培養(yǎng)目標(biāo)，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)將教師的教研項(xiàng)目、科研項(xiàng)目結(jié)合企業(yè)技術(shù)改造的需求進(jìn)行整合，開(kāi)發(fā)了“離子色譜法快速測(cè)定水中陰離子”的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在3 周的儀器分析實(shí)訓(xùn)課程中，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)的要求建立分析方法、進(jìn)行準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)，并驗(yàn)證新方法法與企業(yè)現(xiàn)行方法的一致性，為今后化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)離子色譜測(cè)定水中陰離子的工業(yè)應(yīng)用提供參考。通過(guò)本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，提高團(tuán)隊(duì)教師的教學(xué)和服務(wù)能力，也培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

1 工作任務(wù)引入

硫酸根、氯化物、硝酸根、磷酸根是循環(huán)冷卻水的重要控制指標(biāo)，目前茂名化工生產(chǎn)企業(yè)大多采用容量法測(cè)定硫酸根、氯化物，可見(jiàn)分光光度法分析硝酸根、磷酸根，樣品需要經(jīng)過(guò)多步預(yù)處理，操作復(fù)雜、試劑用量大、費(fèi)時(shí)，難以滿足生產(chǎn)的需要[2]。為此，茂名市長(zhǎng)業(yè)化工公司提出技改方向，希望建立一種快速、簡(jiǎn)便、實(shí)用的分析方法，且檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)行分析方法結(jié)果一致。

目前，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域水質(zhì)分析的各種方法中，離子色譜法應(yīng)用廣泛[3]，可分析無(wú)機(jī)和有機(jī)陰、陽(yáng)離子以及高極化分子等，且能同時(shí)測(cè)定多種離子、所需試劑量少，提高了分析的時(shí)效性，滿足現(xiàn)代化工生產(chǎn)需要，并達(dá)到節(jié)能和優(yōu)化人力資源的目的[4-5]。最終教學(xué)團(tuán)隊(duì)與長(zhǎng)業(yè)公司確定建立離子色譜快速分析陰離子的方法，在團(tuán)隊(duì)教師根據(jù)公司的要求，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，將該技改項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成為學(xué)生實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生以完成工作任務(wù)的形式開(kāi)展實(shí)訓(xùn)。

2 任務(wù)策劃

2.1 任務(wù)分發(fā)及準(zhǔn)備

為使學(xué)生了解科研方法和企業(yè)崗位的實(shí)際工作，在學(xué)期初即將工作任務(wù)布置給學(xué)生，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：查閱文獻(xiàn)及書(shū)籍，了解離子色譜儀的結(jié)構(gòu)及工作原理；仔細(xì)閱讀企業(yè)崗位的操作規(guī)程，了解企業(yè)測(cè)定循環(huán)水陰離子的現(xiàn)行分析方法、流程及控制指標(biāo)；查閱相關(guān)文獻(xiàn)及國(guó)家（或行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)，并在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)離子色譜快速測(cè)定工業(yè)循環(huán)水中陰離子的初步試驗(yàn)方案，以及色譜參數(shù)優(yōu)化方案。

2.2 儀器操作導(dǎo)學(xué)

為使學(xué)生能順利自主地進(jìn)行任務(wù)，首先通過(guò)學(xué)習(xí)通上的儀器操作視頻和工作站使用視頻了解儀器的使用方法，接著由教師現(xiàn)場(chǎng)講解儀器及其工作站的使用及注意事項(xiàng)，然后學(xué)生以2 人為1 個(gè)小組，通過(guò)建立方法文件、樣品文件以及標(biāo)樣進(jìn)樣等步驟學(xué)習(xí)離子色譜儀和工作站的基本操作。在大多數(shù)學(xué)生能獨(dú)立操作儀器后，開(kāi)始實(shí)施工作任務(wù)。

2.3 確定實(shí)施方案

第一步，由學(xué)生根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及查閱的文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)初步試驗(yàn)方案，確定基本色譜條件；第二步，要求學(xué)生設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，對(duì)色譜條件，比如色譜柱類型、淋洗液類型、淋洗液配比、淋洗速度以及進(jìn)樣量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立離子色譜快速測(cè)定工業(yè)循環(huán)水中陰離子的檢測(cè)方法；第三步，在建立檢測(cè)方法后，要求學(xué)生進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度檢驗(yàn)，要求學(xué)生查閱相關(guān)書(shū)籍，了解精密度和準(zhǔn)確度的檢驗(yàn)方法，然后設(shè)計(jì)重復(fù)試驗(yàn)和加標(biāo)試驗(yàn)方法來(lái)考察新方法的準(zhǔn)確度；第四步，評(píng)價(jià)新方法的適用性，要求學(xué)生了解企業(yè)提供待測(cè)水樣的性質(zhì)和特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生思考“待測(cè)水樣與建立方法所用的標(biāo)準(zhǔn)樣有何異同？能否直接分析？需不需要進(jìn)行預(yù)處理？”等。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)比對(duì)試驗(yàn)，以及如何通過(guò)t檢驗(yàn)進(jìn)行新方法與現(xiàn)行方法的結(jié)果一致性判斷。

3 任務(wù)實(shí)施

3.1 建立分析方法[6-7]

根據(jù)實(shí)施方案，學(xué)生進(jìn)行試劑領(lǐng)取，然后按照實(shí)施方案進(jìn)行配制標(biāo)準(zhǔn)樣。運(yùn)行離子色譜儀及工作站，建立方法和樣品項(xiàng)；學(xué)生使用標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行單因素試驗(yàn)，對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化，建立“離子色譜快速測(cè)定水中陰離子”的分析方法，要求各組分分離度均大于1.5，分析時(shí)間短于20 min。分析方法建立后，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，4 種陰離子的線性相關(guān)系數(shù)均要求大于0.999，如果其中1 種離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線沒(méi)有達(dá)到要求，則要重新進(jìn)樣分析，直至標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性達(dá)到要求。

3.2 方法評(píng)價(jià)

分析方法建立之后，學(xué)生還要根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)施方案對(duì)分析方法進(jìn)行重復(fù)性、準(zhǔn)確性以及與現(xiàn)行方法結(jié)果一致性分析。首先要進(jìn)行的是重復(fù)性分析，分別以3 個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣及工業(yè)循環(huán)水試驗(yàn)進(jìn)樣分析，每個(gè)樣品做3 次平行測(cè)定，分別進(jìn)行5 次重復(fù)試驗(yàn)。然后根據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性，要求重復(fù)性小于等于1.67%。如果重復(fù)性達(dá)不到要求，則說(shuō)明該方法的穩(wěn)定性不符合要求，學(xué)生需要尋找原因，并重新對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)重復(fù)性達(dá)到要求后，還要考察方法的準(zhǔn)確性。學(xué)生分別對(duì)標(biāo)樣和實(shí)際水樣加標(biāo)試驗(yàn)，基質(zhì)與加標(biāo)試樣各進(jìn)行3 次試驗(yàn)，每次試驗(yàn)進(jìn)行3次平行測(cè)定，然后計(jì)算加標(biāo)回收率，要求加標(biāo)回收率在95%～105%之間，考察方法的準(zhǔn)確性。最后，將離子色譜法與企業(yè)現(xiàn)行分析方法進(jìn)行結(jié)果比對(duì)，以評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性。用優(yōu)級(jí)純?cè)噭┡渲? 種濃度的混合溶液，隨機(jī)抽取4 個(gè)實(shí)際水樣，分別以離子色譜法和企業(yè)現(xiàn)行分析方法分別檢測(cè)4 種陰離子的含量，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，同時(shí)用SPSS 21 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)兩種方法進(jìn)行均值t檢驗(yàn)。

4 任務(wù)實(shí)施成果

學(xué)生完成上述工作任務(wù)后，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，出具檢測(cè)報(bào)告。同時(shí)，要求對(duì)操作步驟進(jìn)行整理，總結(jié)操作注意事項(xiàng)，最后編寫方法操作規(guī)程，形成工作任務(wù)的成果。

5 任務(wù)考核評(píng)價(jià)

任務(wù)考核評(píng)價(jià)主要考察學(xué)生任務(wù)完成的全過(guò)程、任務(wù)實(shí)施的成果以及其中表現(xiàn)的職業(yè)核心能力和關(guān)鍵能力。在任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中，要求學(xué)生按照企業(yè)的工作要求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄和檢測(cè)報(bào)告表格，并如實(shí)填寫試驗(yàn)數(shù)據(jù)；任務(wù)結(jié)束后，要求就工作任務(wù)實(shí)施過(guò)程和結(jié)果分析模擬學(xué)術(shù)報(bào)告進(jìn)行工作匯報(bào)。根據(jù)整個(gè)過(guò)程中學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神等進(jìn)行學(xué)生互評(píng)（30%）；指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)進(jìn)行教師評(píng)價(jià)（60%）；最后，學(xué)生的檢測(cè)報(bào)告則由企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)其合理性、檢測(cè)結(jié)果與企業(yè)上報(bào)結(jié)果的一致性進(jìn)行企業(yè)評(píng)價(jià)（10%）。

6 實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果

基于真實(shí)工作任務(wù)的儀器分析實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開(kāi)展，讓學(xué)生將理論學(xué)習(xí)與技能操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)小組討論的自主探究學(xué)習(xí)方式增強(qiáng)了自主學(xué)習(xí)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，在完成任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生理解并逐漸學(xué)會(huì)了相關(guān)工作方法，培養(yǎng)了職業(yè)核心能力，有利于在將來(lái)進(jìn)入工作崗位中順利開(kāi)展工作。

7 總結(jié)

將企業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，很好地培養(yǎng)了學(xué)生自主思考和自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也大大促進(jìn)了職業(yè)核心能力的養(yǎng)成。但在實(shí)際教學(xué)中，這類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開(kāi)展存在困難，主要有以下兩點(diǎn)：①對(duì)教師的綜合素質(zhì)尤其是分析儀器的使用與維護(hù)能力、創(chuàng)新能力提出了更高的要求；②學(xué)校的大型分析儀器數(shù)量少，學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，實(shí)訓(xùn)教師巡回指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)也存在較大難度，難以滿足所有學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求，只能組織學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生參與這類實(shí)訓(xùn)。如何解決這些困難，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目了解企業(yè)的生產(chǎn)工作內(nèi)容，從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與工作內(nèi)容“零對(duì)接”，將是我們要深入探索的問(wèn)題。