地方應(yīng)用院校工業(yè)分析教學(xué)設(shè)計(jì)與方法探索

黃增芳, 謝 輝，張景強(qiáng)，王悅輝, 孫延一

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院材料與食品學(xué)院, 廣東 中山 528402)

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地方應(yīng)用院校工業(yè)分析教學(xué)設(shè)計(jì)與方法探索

黃增芳, 謝 輝，張景強(qiáng)，王悅輝, 孫延一

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院材料與食品學(xué)院, 廣東 中山 528402)

工業(yè)分析是以化學(xué)分析和儀器分析為基礎(chǔ)的一門(mén)技術(shù)性、應(yīng)用性和實(shí)踐性課程，集生產(chǎn)、管理、鑒定與評(píng)價(jià)于一身，講解的是對(duì)生活用品、工業(yè)原料及產(chǎn)品的分析和檢測(cè)，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用。本文結(jié)合課程和學(xué)生特點(diǎn)以及應(yīng)用本科的培養(yǎng)要求，對(duì)工業(yè)分析的教學(xué)設(shè)計(jì)和方法進(jìn)行初步探討，以期達(dá)到良好的教學(xué)效果和培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才。

工業(yè)分析；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革和探索

電子科技大學(xué)中山學(xué)院是電子科技大學(xué)和中山市政府共建的地方性高校,經(jīng)過(guò)三十年的不斷發(fā)展，在教學(xué)和人才培養(yǎng)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。學(xué)校定位為地方應(yīng)用型本科院校，其目的主要是培養(yǎng)一些應(yīng)用型人才，即掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本技能并能夠和市場(chǎng)接軌從而將專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能應(yīng)用到所從事的具體工作的人才；另一目的是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，并為其轉(zhuǎn)型升級(jí)做出貢獻(xiàn)。工業(yè)分析課程是一門(mén)化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課，講解的是利用化學(xué)分析和儀器分析方法來(lái)檢測(cè)和研究工業(yè)生產(chǎn)的原料、輔助材料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中各種廢物的組成。該課程的前期基礎(chǔ)課包括分析化學(xué)、儀器分析、物理化學(xué)及有機(jī)化學(xué)，是將分析方法的理論知識(shí)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。工業(yè)分析是一門(mén)應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，適應(yīng)了應(yīng)用型院校的人才培養(yǎng)和發(fā)展要求，目前，在應(yīng)用型院?；瘜W(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)工業(yè)分析課程已被人們廣泛接受和采納。在這里，結(jié)合作者近幾年的授課經(jīng)驗(yàn)及化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求，淺談一下工業(yè)分析的教學(xué)改革措施及方案，以供同行們參考。

1 工業(yè)分析課程的特點(diǎn)

工業(yè)分析是利用化學(xué)分析和儀器分析的理論對(duì)工業(yè)品進(jìn)行分析和檢測(cè)的一門(mén)課程，所利用的分析方法和原理非常多，而且所涉及到的工業(yè)品眾多，每個(gè)工業(yè)品所包含的分析項(xiàng)目也非常多。這樣一來(lái)，工業(yè)分析便具有分析項(xiàng)目眾多、實(shí)用性和應(yīng)用性較強(qiáng)及交叉性、邊緣學(xué)科的特點(diǎn)。

1.1 分析項(xiàng)目眾多

工業(yè)分析課程講解的是對(duì)工業(yè)原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品及副產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和分析，所用到的分析方法眾多，而且涉及到的分析項(xiàng)目也非常多。主要內(nèi)容包括：試樣的采集、制備和分解、水質(zhì)分析、煤炭分析、氣體分析、硅酸鹽分析、鋼鐵分析、有色金屬及合金分析、電鍍液分析及油料分析。僅以水質(zhì)分析為例，就有濁度、顏色、pH值、殘?jiān)?、電?dǎo)率、硬度、鐵、鎘、汞、鉛、鉻、酸度、堿度、溶解氧、化學(xué)需氧量(COD)、揮發(fā)酚及生物需氧量的測(cè)定。

1.2 實(shí)用性和應(yīng)用性較強(qiáng)

工業(yè)分析主要利用化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)代儀器作為分析手段對(duì)生活用品、工業(yè)原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品進(jìn)行分析、檢測(cè)及監(jiān)督的一門(mén)工具，是分析理論在生活和生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。該課程針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中從資源開(kāi)發(fā)、原材料選擇、加工過(guò)程控制、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督等一系列分析測(cè)試過(guò)程而設(shè)置的課程，對(duì)指導(dǎo)促進(jìn)生產(chǎn)和改善工業(yè)產(chǎn)品有重要作用，是現(xiàn)代生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)不可缺少的一種專(zhuān)業(yè)技術(shù)[1]。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握常見(jiàn)工業(yè)樣品的采集、制備及分解方法，工業(yè)產(chǎn)品的分析方法及數(shù)據(jù)處理，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力?？梢哉f(shuō)，工業(yè)分析集生產(chǎn)、管理、鑒定與評(píng)價(jià)于一身，被譽(yù)為工業(yè)生產(chǎn)的“眼睛”，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品起著監(jiān)督與把關(guān)的作用，又與我們的生活密切相關(guān)，是一門(mén)實(shí)用性和應(yīng)用性都較強(qiáng)的學(xué)科。

1.3 交叉性、邊緣學(xué)科

對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行定性和定量分析主要基于兩種方法，一是化學(xué)分析，主要是通過(guò)待測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)試劑間的定量反應(yīng)而進(jìn)行，其設(shè)備較簡(jiǎn)單，主要用于待測(cè)物的常量分析；二是儀器分析，主要是基于待測(cè)物的某種物理或物理化學(xué)性質(zhì)與相應(yīng)的響應(yīng)值間的關(guān)系而進(jìn)行，要求有相應(yīng)的測(cè)試儀器，可用于待測(cè)物的痕量分析。工業(yè)分析的理論基礎(chǔ)主要是化學(xué)分析和儀器分析方法，在實(shí)際的分析過(guò)程中，還要用到物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、化工原理及數(shù)學(xué)的知識(shí)，可以說(shuō)，該課程是集化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)及化工等課程的交叉性、邊緣學(xué)科。

2 工業(yè)分析課程特點(diǎn)及改革措施

工業(yè)分析的研究對(duì)象主要是生活用品和工業(yè)產(chǎn)品，其前期課程主要為分析化學(xué)和儀器分析，理論內(nèi)容較深，在繼續(xù)學(xué)習(xí)工業(yè)分析時(shí)，學(xué)生們很容易形成慣性思維，重視理論知識(shí)，淡化實(shí)踐操作；再者，獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生思維較活躍，但接受新知識(shí)的能力不是很強(qiáng)。托爾斯泰曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“成功的教學(xué)所必須的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣”[2]，這就要求任課老師能夠結(jié)合工業(yè)分析課程和學(xué)生的特點(diǎn)，根據(jù)一定的授課方式和技巧，使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)、自覺(jué)地學(xué)，最終學(xué)到本課程的基本理論、方法和技能，以適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目的和社會(huì)需要。

2.1 課堂教學(xué)與生活案例相結(jié)合

工業(yè)分析的課程特點(diǎn)為其案例教學(xué)提供了很好的素材，反過(guò)來(lái)，案例教學(xué)的開(kāi)展也豐富了其教學(xué)內(nèi)容。例如生活中可能接觸到的地溝油，泛指在生活中存在的各類(lèi)劣質(zhì)油，如回收的食用油、反復(fù)使用的炸油等。如不嚴(yán)加控制和監(jiān)管，其可能會(huì)流向酒樓、餐館和餐桌，一旦食用“地溝油”，它會(huì)破壞人們的白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，引起消化不良、腹瀉、腹痛等病癥。如果利用工業(yè)分析對(duì)其傳播和使用進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)督，避免其流入餐桌而被使用，從而保障了人們的身體健康。為此，2011年12月衛(wèi)生部向社會(huì)公開(kāi)征集“地溝油”檢測(cè)方法，并于2012年5月初步確定了4個(gè)儀器法和3個(gè)可現(xiàn)場(chǎng)使用的快速檢測(cè)法。還有2008年中國(guó)奶制品污染的三聚氰胺事件，牽涉到了幾萬(wàn)嬰幼兒的身體健康及千萬(wàn)家的家庭幸福，如果能夠利用工業(yè)分析對(duì)嬰兒奶粉進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，更多嬰兒的身體健康就可以得到保證。所以，在正常的課堂教學(xué)中，如果能夠適當(dāng)應(yīng)用這些生活中的案例，不僅可以豐富課堂內(nèi)容和活躍氣氛，還可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，以期達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[3]。

2.2 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合

工業(yè)分析的特點(diǎn)和性質(zhì)決定了其是一門(mén)技術(shù)性、操作性和科學(xué)性很強(qiáng)的課程[4]，它來(lái)源于生活和工業(yè)實(shí)踐，這就要求學(xué)生不僅要熟練掌握其基本知識(shí)、原理和技能，還要能正確分析和解決實(shí)際生活中的具體問(wèn)題。理論知識(shí)可以通過(guò)課堂的學(xué)習(xí)掌握，動(dòng)手和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)完成。為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)的相結(jié)合，從而提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，根據(jù)我校實(shí)際情況，開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，如水性涂料中甲醛含量的檢測(cè)-乙酰丙酮分光光度法、酚醛膠(樹(shù)脂)中游離苯酚含量的檢測(cè)、化妝品的微生物的檢測(cè)和食品中糖精鈉的測(cè)定-高效液相色譜法等。涉及到的分析對(duì)象為生活用品和工業(yè)產(chǎn)品，分析方法為化學(xué)分析和儀器分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，不僅可以幫助學(xué)生鞏固課堂理論知識(shí)，而且可以使學(xué)生了解怎樣通過(guò)化學(xué)和儀器分析方法對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行分析、監(jiān)督和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)前，先給學(xué)生將實(shí)驗(yàn)原理、方案、裝置及注意事項(xiàng)系統(tǒng)講一遍，然后再針對(duì)性地提出一些問(wèn)題由學(xué)生來(lái)回答以增加其學(xué)習(xí)印象。另外，除了實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué)外，繼續(xù)對(duì)知識(shí)點(diǎn)和注意事項(xiàng)再舉一反三，進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，加強(qiáng)動(dòng)手能力，從而達(dá)到實(shí)踐課教學(xué)的目的。

2.3 課堂教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合

教學(xué)是任何一所學(xué)校的主要任務(wù)，科研是高校老師不可缺少的工作[5]。高校的首要目的是利用一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能及素養(yǎng)知識(shí)為社會(huì)某一領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)術(shù)性和應(yīng)用型人才，其過(guò)程是利用一定知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生，但這些知識(shí)一般都來(lái)源于相應(yīng)領(lǐng)域的科研和實(shí)踐，可以說(shuō)，科研為教學(xué)提供了基礎(chǔ)和素材，加強(qiáng)了其應(yīng)用性和實(shí)踐性。在授課過(guò)程中，作者除了給學(xué)生講解本課程的基本知識(shí)和方法外，還會(huì)穿插科研過(guò)程中用到的化學(xué)滴定分析及紅外光譜、核磁共振、氣質(zhì)聯(lián)用、透射電鏡、熒光光譜等化學(xué)分析和儀器分析的基本原理及對(duì)樣品的分析方法和案例。另外，讓學(xué)生以創(chuàng)新項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式融入到所承擔(dān)的課題中去，最大形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研興趣。這樣，將自己進(jìn)行科研的經(jīng)歷及成果與理論知識(shí)相結(jié)合，既可以使理論知識(shí)深入淺出，也可以為學(xué)生今后從事研發(fā)工作打好基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。

2.4 根據(jù)社會(huì)需要，完善教學(xué)內(nèi)容

工業(yè)分析是一門(mén)技術(shù)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程[6]，理論基礎(chǔ)和分析工具為化學(xué)分析和儀器分析，分析對(duì)象為生活品和工業(yè)產(chǎn)品。我們所面對(duì)的生活品和工業(yè)產(chǎn)品非常多，工業(yè)分析課程課時(shí)有限，這樣一來(lái)，對(duì)于應(yīng)用型本科院校，我們就要把有限的課時(shí)放到社會(huì)和學(xué)生比較關(guān)注的問(wèn)題和產(chǎn)品上來(lái)。對(duì)人體來(lái)說(shuō)，水是最重要的生活用品之一，是人體進(jìn)行正常的新陳代謝的必須成分，一成年人每天正常要飲用1500 mL的水，水一旦收到污染，就會(huì)引起各種各樣的疾病，據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)研究，地球上80%的疾病病因與飲用不良的水有關(guān)。為了提高水的質(zhì)量以保證我們的身體健康，就要對(duì)水質(zhì)的物理性質(zhì)、金屬化合物、非金屬化合物及有機(jī)化合物進(jìn)行分析。在眾多的分析指標(biāo)中，硬度是人們熟悉和社會(huì)關(guān)心的問(wèn)題，水的硬度是指溶解在水中的鹽類(lèi)物質(zhì)的含量，即鈣鹽與鎂鹽含量的多少。硬水在加熱的情況下，會(huì)沉淀出碳酸鈣和碳酸鎂，由于碳酸鈣、碳酸鎂不溶于水，所以對(duì)健康生活產(chǎn)生影響，長(zhǎng)期引用硬水會(huì)給人們帶來(lái)許多危害。這時(shí)，再繼續(xù)給學(xué)生介紹水硬度的測(cè)量方法，一般包括乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)法及原子吸收分光光度法等，通過(guò)這種循序漸進(jìn)的方法對(duì)人們熟悉和社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行講解，學(xué)生理解起來(lái)就會(huì)比較容易，學(xué)習(xí)起來(lái)也更有熱情。

3 結(jié) 論

工業(yè)分析是以化學(xué)分析和儀器分析作為工具對(duì)生活用品、工業(yè)原料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)物、產(chǎn)品及生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析和檢測(cè)的一門(mén)課程，是化學(xué)化工、環(huán)境保護(hù)、生物醫(yī)藥、煤炭、石油等眾多領(lǐng)域不可缺少的檢測(cè)手段，是工業(yè)生產(chǎn)的“眼睛”及人們生活的“保護(hù)傘”。隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和身體健康的日益關(guān)注，工業(yè)分析越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注，為了適應(yīng)社會(huì)的要求，就要根據(jù)課程和學(xué)生特點(diǎn)，不斷轉(zhuǎn)變教育思想和更新教學(xué)觀(guān)念，以培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用性人才，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的要求。

[1] 劉進(jìn). 工業(yè)分析與檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革分析[J]. 化工管理,2015(35):85-85.

[2] 王芳,張會(huì)明. 新興本科院校工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J]. 廣東化工, 2014, 41(8): 175-176.

[3] 王鈺蓉,曹劍瑜,張靜,等. 案例式教學(xué)在工業(yè)分析技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用初探[J]. 廣州化工，2014, 42(14):204-205.

[4] 周燕,杜慶洋,王厚德,等. 《材料工業(yè)分析》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 教育教學(xué)論壇，2015(33):93-94.

[5] 陳娟,張智芳,孟宇,等. 《工業(yè)分析》課程教學(xué)改革探析[J]. 廣東化工,2014,41(22):190-191.

[6] 陸俊宇. 淺析《工業(yè)分析》課程教學(xué)方法初探[J].廣東化工,2013, 40(7):164-165.

Exploration of Teaching Design and Methods for Industrial Analysis in Local Applied College

HUANGZeng-fang,XIEHui,ZHANGJing-qiang,WANGYue-hui,SUNYan-yi

(School of Materials Science and Food Engineering, Zhongshan Institute, University of Electronic Science & Technology of China, Guangdong Zhongshan 528402, China)

Industrial Analysis is a technological，applicable and practical course based on chemical analysis and instrumental analysis, combining production, administration, identification and evaluation, the content of which is about the analysis and detection of living goods, industrial raw materials and product, and it plays a very important role in daily life and industrial production. Combining the properties of this course and the students themselves, together with the training requirements of applied colleges, the teaching design and methods of Industrial Analysis were preliminarily discussed, in order to achieve the good teaching effect and cultivate the applied talents with high quality.

Industrial Analysis; teaching design; innovation and exploration of teaching

廣東省高等教育教學(xué)研究和改革項(xiàng)目(No: S-JY201505);電子科技大學(xué)中山學(xué)院教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目(No: JY201424)。

黃增芳(1976-)，男，博士，副教授，主要從事高分子復(fù)合材料等方面的研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)020-0143-03