工程教育認證背景下的分析化學課程改革

姚 李，吳 纓，吳義平

（合肥學院化學與材料工程系，安徽 合肥230601）

教育部高等教育教學評估中心2014年11月13日發(fā)布的《中國工程教育質(zhì)量報告（2013年度）》是我國首份中國工程教育質(zhì)量報告。報告指出“截至2013年，我國普通高校工科畢業(yè)生數(shù)達到2876668人，本科工科在校生數(shù)達到4953334人，本科工科專業(yè)布點數(shù)達到15733個，總規(guī)模已位居世界第一。工程教育在國家工業(yè)化進程中，對門類齊全、獨立完整的工業(yè)體系的形成與發(fā)展，發(fā)揮了不可替代的作用”[1]。如此龐大的新生力量，能否適應國家的發(fā)展要求，能否得到世界的認可？工程教育認證給了我們答案。工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。工程教育專業(yè)認證的核心就是要確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求，是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向的合格性評價[2]。工程教育認證是指政府指定認可的認證機構(gòu)或社會團體對高等學校工科專業(yè)的認證工作，高等工程教育專業(yè)認證制度是在工程專業(yè)教育領(lǐng)域?qū)ζ浣逃|(zhì)量進行評價而制定出來的規(guī)則、程序以及規(guī)范，旨在使工程教育達到一定質(zhì)量標準[3]。合肥學院化學與材料工程系創(chuàng)建于1985年，現(xiàn)設(shè)化學工程與工藝專業(yè)，為與德國院校合作共建專業(yè)，旨在培養(yǎng)熟悉化工技術(shù)基本原理、系統(tǒng)掌握化工專業(yè)技能與研究方法的工程師和管理人員?；瘜W工程與工藝專業(yè)作為工程教育專業(yè)之一，走工程專業(yè)認證之路是必然的。分析化學作為此專業(yè)的必修課，同樣以學生為工程專業(yè)認證核心。傳統(tǒng)“分析化學”教育觀念相對落后，內(nèi)容方法比較陳舊；學生適應社會和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力不強，社會面臨缺少創(chuàng)新型、實用型、復合型人才緊缺等問題[4]。重新對教學內(nèi)容進行調(diào)整，對授課方法進行改革是必然趨勢。

1 分析化學課程的目標與定位

工程教育專業(yè)認證立足于職業(yè)資格制度，認證合格的專業(yè)是學生能力的體現(xiàn)和質(zhì)量的保證。經(jīng)過認證合格的專業(yè)，其培養(yǎng)出的畢業(yè)生被認定經(jīng)過完整、規(guī)范的專業(yè)教育，具有一定的實踐經(jīng)歷，能夠通過相應職業(yè)資格考試等等。分析化學是一門涉及面寬、實踐性強、應用范圍廣的應用型學科，它集生產(chǎn)、管理、鑒定、評價于一身，是承擔監(jiān)測、檢測、技術(shù)管理及生產(chǎn)指導任務的部門及其科技人員不可或缺的有力工具[5]。

根據(jù)專業(yè)認證標準，本系化工專業(yè)的“分析化學”課程目標定位于支撐畢業(yè)要求。① 工程知識：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決復雜的化工技術(shù)問題；②研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜化工技術(shù)問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論；③終身學習：具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力。

合肥學院化工系分析化學模塊組經(jīng)過工程專業(yè)認證的培訓和學習，著眼于對學生能力的培養(yǎng)，著眼于課程內(nèi)容圍繞畢業(yè)要求，著眼于學生的國家職業(yè)資格考試中所需的基本理論和基本技能的提升?！胺治龌瘜W”屬于化學工程與工藝專業(yè)必修模塊，為后續(xù)模塊的學習打下“測試方法和手段”的基礎(chǔ)。本模塊以測定原理為主線，闡述了化學分析和儀器分析兩大類分析方法原理和應用領(lǐng)域，常用分析儀器的簡單結(jié)構(gòu)和適用范圍，并簡明扼要地介紹了分析測試中數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理、分離與富集方法、分析結(jié)果準確度的保證和評價。經(jīng)過本模塊的學習，學生應獲得以下能力：①利用誤差理論，學會分析在各種測定中所引入的誤差來源，找出減免的辦法，科學、合理地對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，表述復雜的化工問題；②能對分析化學中所含的各種方法的測定原理、技術(shù)優(yōu)勢和適用范圍有比較明確的認識，并能運用分析化學知識，解決化學化工領(lǐng)域定性定量的測試問題，為涉及的生產(chǎn)、研發(fā)、環(huán)境保護等領(lǐng)域提供正確的分析方案；③具備分析實驗的基本知識和規(guī)范操作，并掌握譜圖處理軟件，能用普及型的現(xiàn)代分析儀器獨立或共同操作完成有關(guān)的測試任務；④具備終身學習和自主學習能力，能理解和掌握不斷發(fā)展的現(xiàn)代分析手段。

2 教學內(nèi)容的改革

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各學科的交叉程度趨高，這就要求工科專業(yè)的學生知識面更廣，專業(yè)課更精細。各專業(yè)為了保證專業(yè)課課時，不斷壓縮基礎(chǔ)課課時。分析化學為了適應課時的減少，根據(jù)實際情況對教學內(nèi)容和教學體系進行修改。另外，學生一直對“誤差”“量”的認識不到位，相當一部分學生對相差一個數(shù)量級的原始數(shù)據(jù)表現(xiàn)的無所謂，常掛在嘴邊的話是“差一點，沒問題”，學生們根本沒有意識到“量”的不準確會導致不可想象的后果。針對這些問題，本課程做了以下兩方面的改進：①化學分析方面：加強誤差的認知，把實驗中的誤差問題帶進理論課，讓同學們當場分析，真正做到理論指導實踐；化學分析方法部分保留滴定分析中的酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定的基本內(nèi)容，重點講解酸堿滴定的指示劑選擇及在化工專業(yè)中的應用；配位滴定的條件影響和混合金屬離子的分步滴定、氧化還原滴定的實際應用；配位滴定和氧化還原滴定的曲線變化不再描述；同時根據(jù)生產(chǎn)部門的實際需要，在理論學習的基礎(chǔ)上，以“提出問題—討論方案—實際操作”的模式多增加實例，比如工業(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定，漂白粉中有效氯的測定，工業(yè)硫酸鋅含量的測定，洗衣粉中活性氧含量的測定，電鍍用硫酸銅的測定等等。②儀器分析方面：隨著科學的發(fā)展、新方法的出現(xiàn)、分析儀器的更新?lián)Q代，不斷地增加新內(nèi)容。在教學內(nèi)容上，重點講解各類儀器分析方法，包括光學、電學、色譜分析的基本原理，儀器構(gòu)造和實際應用，突出講解更具有實用價值的儀器，增加日用品、工業(yè)品的含量測定，例如化妝品中金屬元素鉛、砷、鎘等含量的測定；洗滌劑中總磷的測定等等；同時，增加定量分析的一般步驟內(nèi)容，讓學生們了解課堂上學到的只是冰山一角，在做定量實驗之前，還有更復雜更耗時的前期準備，讓學生更全面地看待問題。

3 教學方法的改進

工程教育專業(yè)認證合格的標準是用學生的能力來衡量的。為了提升學生的能力，我們不僅改革教學內(nèi)容，教學方法和手段也不斷創(chuàng)新，使課堂講授和自學相結(jié)合。教師通過多媒體教學課件，對上課內(nèi)容進行更加清晰的闡述，加強知識點的反復性、重點性；另外增加視頻、動畫等影像資料，使抽象的概念更具體化、形象化，提升學生的興趣。課后，加強學生自學的能力。15級化工專業(yè)的分析化學理論課時為48學時，相應的自學學時為54學時，這樣的學時分配，利于學生自學。自學內(nèi)容有：定量分析的基本步驟；誤差的傳遞；標準曲線的回歸分析；深化誤差對定量分析影響的認識，加強質(zhì)量控制（計量認證）意識；滴定分析法的分類與滴定反應的條件；標準溶液；標準溶液濃度的表示方法；實驗設(shè)計；分離與富集方法；儀器分析內(nèi)容中每章結(jié)束后查閱相關(guān)科技文獻，強化檢索和閱讀文獻的能力，拓展應用范圍的了解；學習歸納總結(jié)能力，對所學習的測定方法之間的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別，獨立歸納整理。自學并不是放羊不管，不監(jiān)督，而是在課堂上仍然簡要講解，布置小論文或小實驗，學生們根據(jù)自學內(nèi)容去完成教師布置的任務，做任務期間，教師通過郵箱、短信等方式對部分有疑問的學生進行答疑，1周后教師召集學生討論，檢查完成的進度，根據(jù)討論結(jié)果學生再自主學習，再1周后向教師提交報告（論文），教師批閱，向?qū)W生反饋批閱結(jié)果，答疑。教師隨機選取學生ppt匯報，教師點評。

4 考核方式的改進

本課程的考核包括理論考核與自主學習考核，考核分數(shù)計算公式為：模塊分數(shù)=0.7×理論考核+0.3×自主學習報告成績：①理論考核：此部分占模塊學分的70%，方式為閉卷考試。試卷中知識記憶與復寫試題比例不高于40%，其余試題應當體現(xiàn)對知識的全面理解與靈活運用，尤其是面向化學工程與工藝專業(yè)，要考核利用分析化學的原理與方法，完成定性定量任務；②自主學習報告：此部分占模塊學分的30%，報告評分標準包括撰寫質(zhì)量（格式、語言、認真程度等），對問題的分析討論或?qū)嶒炘O(shè)計過程的原理應用、方法選擇及裝置的構(gòu)建等內(nèi)容質(zhì)量。

5 結(jié)論

工程教育專業(yè)認證是對未來從業(yè)者所受專業(yè)教育的規(guī)范性和有效性的綜合評價，同時也是對未來從業(yè)者學習的課程進行規(guī)范和有效評價。在這個大環(huán)境下，合肥學院化工系“分析化學”課程將會以學生為中心，以培養(yǎng)學生能力為目標，不斷自省，持續(xù)改進，適應社會發(fā)展和行業(yè)需要，給學生一個更廣、更好、充滿活力的平臺。

[1]2013年中國工程教育質(zhì)量報告.百度文庫.https://wenku.baidu.com/view/5f6e49a8240c844769eaee82.html.

[2]朱高峰.中國工程教育的現(xiàn)狀和展望 [J].清華大學教育研究，2015（1）：13-20.

[3]陳春曉，于東紅.我國工程教育專業(yè)認證的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析[J].中國電子教育，2014（3）：4-7.

[4]王靜康.貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》深化全國化工學科教育改革[J].化工高等教育，2011（1）：1-12.

[5]張錦柱，楊保民，王紅，等.工業(yè)分析化學[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2013.