徐華杰+劉昭第+盛良全+黃德乾+張宏+宋崇富+劉杰+王彩華

（阜陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037）

隨著國家經(jīng)濟(jì)、新興產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的快速發(fā)展，對高層次人才的需求劇增。高校作為高層次人才培養(yǎng)的搖籃，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識與能力的研究型人才和工程實(shí)踐能力的工程型人才的主力軍。新時(shí)代下，高校教育教學(xué)工作面臨著更高的挑戰(zhàn)，不僅培養(yǎng)的學(xué)生具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、熟練的操作技能，而且，要更加注重對學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1-2]。因此，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展、社會的不斷進(jìn)步及國際競爭日益激烈的新形勢，高等教育的改革，必須樹立“工程化”教育觀，“工程化”教育不僅要向?qū)W生傳授先進(jìn)的科技知識，更應(yīng)該在知識傳授過程中滲透工程技術(shù)的內(nèi)容，使之體會和掌握工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐的一般規(guī)律和基本分析方法，著眼工程技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，倡導(dǎo)“工程化”教育、強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、以建立學(xué)生工程意識及工程能力的訓(xùn)練作為思想核心。

儀器分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是借助先進(jìn)的儀器設(shè)備對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)等理化性質(zhì)進(jìn)行分析測試的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，在環(huán)境、化工、紡織、食品、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[3-6]。通過本門實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握所用儀器的結(jié)構(gòu)及各主要部件的基本功能，理解和掌握相關(guān)儀器的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立操作該類儀器進(jìn)行科學(xué)研究的能力，培養(yǎng)學(xué)生借助分析儀器正確獲取精密實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理分析得出有價(jià)值信息的能力，在獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中也培養(yǎng)了良好的科學(xué)作風(fēng)和獨(dú)立從事科學(xué)實(shí)踐的能力，是學(xué)生走向社會獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐的預(yù)演[7，8]。

新建工科專業(yè)要從高等教育大眾化及地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，提出大力培養(yǎng)各行業(yè)所需要的工程應(yīng)用型人才的辦學(xué)定位，著力強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、以更大的氣力推進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)、不斷推進(jìn)“工程化”教育教學(xué)研究與改革、完善教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與評價(jià)體系，使之適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。因此在工程化教育背景下，儀器分析實(shí)驗(yàn)課程也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)體系改革。本文結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會，探索在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何快速建立“工程化”教育教學(xué)模式，以供探討。

一、儀器分析實(shí)驗(yàn)“工程化”教學(xué)基本思路的轉(zhuǎn)變

明確學(xué)校辦學(xué)思路和指導(dǎo)思想，樹立“工程化”教育理念，準(zhǔn)確理解工程教育的內(nèi)涵，把握工程思想與工程能力的主要內(nèi)涵。同時(shí)加強(qiáng)工程化導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變需要對儀器分析實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行準(zhǔn)確的功能定位，由重理論輕實(shí)踐，向加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)導(dǎo)向，由重視體系完整的學(xué)科導(dǎo)向，向重視各行業(yè)實(shí)際需求的專業(yè)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。同樣對儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和考核標(biāo)準(zhǔn)，由重視考試成績的應(yīng)試導(dǎo)向，向重視儀器分析測試實(shí)際應(yīng)用能力導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。

從培養(yǎng)普通本科師范生及學(xué)術(shù)研究型人才轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)“工程應(yīng)用型”人才，也就是要培養(yǎng)出能在各行各業(yè)中應(yīng)用科學(xué)理論從事高技術(shù)專業(yè)工作應(yīng)用型人才；從強(qiáng)調(diào)本科教育的基礎(chǔ)性，轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)本科教育的專業(yè)性，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，主要是培養(yǎng)從事一線生產(chǎn)、檢測的專業(yè)技術(shù)人才；從系統(tǒng)的學(xué)科理論教育轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)建適應(yīng)地方應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有較強(qiáng)儀器分析檢測及測試能力的工程應(yīng)用型人才。

二、儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式“工程化”改革

工程素質(zhì)教育中，要十分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)具有將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作的能力。如何使所學(xué)的理論真正與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要解決的關(guān)鍵問題。針對這個(gè)問題，嘗試對儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了調(diào)整，通過構(gòu)建“四層次提升式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，由淺及深追求知識體系的完整性和專業(yè)性，具有層次推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程的優(yōu)勢，以提高本科生綜合素質(zhì)和應(yīng)用技能為目標(biāo)，以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為宗旨，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)及社會實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)科發(fā)展、社會需求、企業(yè)研發(fā)相結(jié)合，提高大學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務(wù)能力，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。如圖1所示，構(gòu)建四層次推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程的“基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計(jì)—?jiǎng)?chuàng)新”提升式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分，主要是加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練，嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和熟練的實(shí)驗(yàn)技能[9]，例如電導(dǎo)滴定法測定鹽酸的濃度、乙酸離解常數(shù)的測定等，目的是讓學(xué)生掌握儀器的基本原理和基本操，加深對理論知識的理解。綜合實(shí)驗(yàn)部分，是加強(qiáng)學(xué)生對分析原理進(jìn)行實(shí)踐和對課本所學(xué)知識擴(kuò)展以及綜合應(yīng)用的過程，是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的重要保障，例如紫外吸收光譜法測定雙組分混合物，氣相色譜的定性定量分析等。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)部分，由老師制定實(shí)驗(yàn)方向或具體的題目，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。它包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法等，考查學(xué)生是否靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識的能力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)部分，主要是以項(xiàng)目為載體，比如大學(xué)生科研與創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目、各級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目等。在老師的指導(dǎo)下，使學(xué)生參與研究的各個(gè)環(huán)節(jié)，如自主選題設(shè)計(jì)、獨(dú)立組織實(shí)施并進(jìn)行信息分析處理、撰寫總結(jié)報(bào)告和發(fā)表研究論文等工作，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。并在實(shí)踐中領(lǐng)悟、掌握思考問題，解決問題的方法，提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。通過以上“基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計(jì)—?jiǎng)?chuàng)新”四層次提升式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的推進(jìn)，不但讓學(xué)生掌握儀器本身的相關(guān)技能和鞏固所學(xué)理論知識，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神，極大推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的工程化進(jìn)程。

三、儀器分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的“工程化”改造

1.增加實(shí)驗(yàn)變量，重視設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種探索性實(shí)驗(yàn)，不單純以實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確作為衡量的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)方案擬定及實(shí)施的過程，目的在于培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。依據(jù)“工程化”的培養(yǎng)目標(biāo)及“四層次提升式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，進(jìn)一步修訂教學(xué)大綱，堅(jiān)持基礎(chǔ)性與應(yīng)用性相結(jié)合，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，突出實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。儀器分析課程實(shí)踐性較強(qiáng)，其最終目的也是為了解決實(shí)際中存在的問題，在教學(xué)過程中，要與現(xiàn)實(shí)社會密切相關(guān)的或與社會熱點(diǎn)問題相結(jié)合。授課內(nèi)容也要與時(shí)俱進(jìn)，關(guān)注社會上的熱點(diǎn)問題進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。比如涉及環(huán)境污染物檢測或涉及到食品安全的問題很多，三聚氰胺奶粉及牛奶，蘇丹紅鴨蛋，瘦肉精以及豬肉中硝基呋喃及代謝物檢測等。比如以豬肉中硝基呋喃及代謝物檢測為例來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。首先需要學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)，了解硝基呋喃及其代謝物結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)等，搜集文獻(xiàn)上相關(guān)的各種分析測試方法，包括紫外分光光度法、熒光分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜和質(zhì)譜等檢測方法，并學(xué)會對各種資料進(jìn)行分析、歸納、整理、提煉。學(xué)生在獲取相關(guān)背景知識的同時(shí)，可以更全面地了解國內(nèi)外研究的動向，了解科研的一般流程，也學(xué)會熟練使用各種信息工具和相關(guān)軟件。其次，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)緊貼生活，學(xué)生通過樣品的采樣、樣品前處理、測定條件的選擇、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)的操作和實(shí)踐，整個(gè)過程的實(shí)施中不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，有利于提高學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力，為工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.項(xiàng)目驅(qū)動實(shí)踐創(chuàng)新，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。依托教師的科研條件和指導(dǎo)力量，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加老師的科研項(xiàng)目，將科學(xué)研究滲入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)增加和設(shè)立大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能大賽、大學(xué)生科研與創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目等，為學(xué)生提供參與研究項(xiàng)目和科研活動的機(jī)會，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的積極性，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造條件，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力[10]。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來源多元化。高等院校應(yīng)用型工科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是要培養(yǎng)具有突出專業(yè)技能的實(shí)用型人才，成為生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員，讓學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，才能夠?qū)⒖茖W(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力[11]。要求學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，較早地接觸工程實(shí)際，避免工科教學(xué)理科化、脫離實(shí)際的傾向。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要源于現(xiàn)實(shí)生活，企業(yè)和檢測服務(wù)部門的實(shí)際需要，例如，可以帶領(lǐng)學(xué)生深入企業(yè)，來到技術(shù)監(jiān)督局及環(huán)境監(jiān)測站等檢測服務(wù)部門，全面了解和感受需要解決的具體和實(shí)際問題，將這些問題融入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用案例教學(xué)法和問題驅(qū)動法來實(shí)施教學(xué)。再如，帶領(lǐng)學(xué)生到芝麻收購加工公司，了解油料作物的進(jìn)出口情況及進(jìn)出口相關(guān)檢測項(xiàng)目，包括含雜、水分、油脂含量、酸價(jià)、碘價(jià)，重金屬、皂化價(jià)，黃曲霉素等檢測，講解相關(guān)的檢測的意義：對消費(fèi)者而言是確保食品安全的問題，對企業(yè)而言則是產(chǎn)品市場競爭力的問題。通過現(xiàn)場取樣，引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與芝麻各等級質(zhì)量指標(biāo)（國家標(biāo)準(zhǔn)GB11761-89）比對，進(jìn)而對所取芝麻的品質(zhì)作出相應(yīng)的評定，為企業(yè)收購和出售產(chǎn)品的價(jià)格提供參考。該類實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，不僅培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，又增強(qiáng)了學(xué)生的社會責(zé)任感和成就感，為成為生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員邁出堅(jiān)實(shí)的一步。

四、師資隊(duì)伍“工程化”的培養(yǎng)

師資隊(duì)伍的工程素質(zhì)水平的高低是制約學(xué)生“工程化”培養(yǎng)的關(guān)鍵因素之一。近年來隨著我國高等教育的擴(kuò)招，師資隊(duì)伍普遍呈現(xiàn)年輕化趨勢，大多都是學(xué)校畢業(yè)后就進(jìn)入工作崗位，擁有碩士博士學(xué)位，但也導(dǎo)致各工科院校尤其是新建工科專業(yè)地方型本科院校，師資隊(duì)伍工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)普遍缺乏，成為制約“工程化”人才培養(yǎng)以及“工程化”教育教學(xué)改革深入推進(jìn)的主要因素。要貫徹落實(shí)“工程化”教學(xué)改革，提升教育教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵在于教師。師資隊(duì)伍不僅要具有深厚的專業(yè)理論知識，也要有較高的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程應(yīng)用能力。為此要解決師資隊(duì)伍工程素質(zhì)整體偏低的問題，一方面必須加強(qiáng)引進(jìn)具有工程實(shí)踐背景的師資人才，特別要優(yōu)先引進(jìn)具有企業(yè)一線較長工作經(jīng)歷的工程師；另一方面鼓勵(lì)教師到企業(yè)或社會中去，加強(qiáng)與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)深度合作，提升學(xué)校教師工程素質(zhì)水平，同時(shí)還要聘任企業(yè)工程師中的技術(shù)骨干為校外兼職教師，參加實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，甚至可以充分參與到專業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂工作。

五、加強(qiáng)工程化的教學(xué)評價(jià)和考核體系

構(gòu)建適應(yīng)“工程化”教學(xué)的評價(jià)和考核體系必須實(shí)行量化考核的操作方式，要全面、客觀、公平地評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，形成綜合的結(jié)論?？己艘酝怀瞿芰蛣?chuàng)新為目標(biāo)，不能片面注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更多關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，將考核工作貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程之中，最后教師根據(jù)各段成績進(jìn)行綜合打分。

六、結(jié)束語

在工程化教育背景下，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行，是一項(xiàng)艱巨的系統(tǒng)工程，相信通過在教學(xué)思路、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、師資隊(duì)伍、教學(xué)評價(jià)和考核等方面的工程化改革，順利完成學(xué)校的轉(zhuǎn)型發(fā)展，顯著增強(qiáng)學(xué)生工程化意識，促進(jìn)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李穎，劉松琴.工程化學(xué)教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探討[J].大學(xué)化學(xué)，2011，26（4）：42-44.

[2]戴波，紀(jì)文剛，劉建東，等.以工程能力培養(yǎng)為主線建構(gòu)專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2011，（6）：136-140.

[3]徐華杰，劉昭第，盛良全，等.高校儀器分析實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置現(xiàn)況調(diào)查與分析[J].教學(xué)研究，2012，35（2）：85-87.

[4]劉昭第，徐華杰，盛良全.儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010，42（5）：86-88.

[5]李滿秀，趙二芳，張海，等.儀器分析研究型開放實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2007，22（6）：28-30.

[6]吳繼魁，周冬香，毛芳.儀器分析課程的教學(xué)改革與探索[J].大學(xué)化學(xué)，2013，28（3）：28-30.

[7]劉昭第，徐華杰，盛良全，等.以“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”為載體實(shí)施教學(xué)科研一體化初探[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，32（2）：126-128.

[8]谷苗苗，姚開安，周愛東.儀器分析實(shí)驗(yàn)課程改革探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（3）：190-192.

[9]王英華，徐家寧，魏士剛，等.基礎(chǔ)化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（9）：7-9.

[10]沈劍英，黃風(fēng)立.依托科研項(xiàng)目開發(fā)綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（3）：163-165.

[11]孫爾康，邱金恒，張劍榮，等.科學(xué)研究提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，實(shí)驗(yàn)教學(xué)支持科學(xué)研究發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（8）：22-24.