培養(yǎng)應(yīng)用型人才背景下儀器分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

劉艷紅 馬曉光 烏蘭其其格 張曼

摘要：儀器分析實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐性強(qiáng)，適用性高，與社會接軌度較高，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)以及應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面都起著重要作用，通過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精選調(diào)整，利用大創(chuàng)項(xiàng)目及教師項(xiàng)目做到教研一體化，校企合作的產(chǎn)教融合的方式，本科論文期間加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，都極大的增強(qiáng)了學(xué)生的操作技能和實(shí)驗(yàn)科研潛能.最后注重過程的多元化考核體系的建立，都是構(gòu)筑良好儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的良好途徑.

關(guān)鍵詞：培養(yǎng)應(yīng)用型人才;儀器分析實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;實(shí)踐

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

隨著科技的迅猛發(fā)展，檢測手段的不斷更新，儀器分析實(shí)驗(yàn)課已成為高校一門重要的實(shí)驗(yàn)課.是理論課儀器分析課程教學(xué)過程中的實(shí)際演練過程，對于培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)技能、實(shí)際操作能力、科技素養(yǎng)以及增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)造創(chuàng)新意識等方面都起著不可或缺的作用.所以儀器分析實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)化工、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、建筑學(xué)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)技能課程之一[1-3].

為適應(yīng)國家高校改革的需要，地方高校面臨著向應(yīng)用技術(shù)性轉(zhuǎn)型的必然決擇[4].赤峰學(xué)院作為內(nèi)蒙古自治區(qū)轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)院校，同時被列入全國百所“產(chǎn)教融合發(fā)展工程建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目應(yīng)用型本科院?！?學(xué)校以培養(yǎng)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的辦學(xué)宗旨.自2010年以來，赤峰市政府及自治區(qū)兩級政府不斷加大斷儀器設(shè)備投入，以促進(jìn)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研的發(fā)展.圍繞這一辦學(xué)理念，根據(jù)我們與時俱進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)原則，主要從以下幾方面對儀器分析實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)改革.

1 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)

隨著科技的不斷進(jìn)步，教學(xué)儀器的不斷更新，儀器分析實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容陳舊，很難適應(yīng)現(xiàn)代分析化學(xué)的發(fā)展和社會發(fā)展需求.赤峰學(xué)院儀器分析實(shí)驗(yàn)本學(xué)期所選的12個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，紫外可見分光光度計(jì)有2個，可見分光光度計(jì)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(shí)驗(yàn)及pH測定各1個，火焰光度計(jì)測水中鉀離子含量1個.從以上項(xiàng)目結(jié)構(gòu)來看，紫外與可見分光光度計(jì)原理類似，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所占比例約為25%，可以適當(dāng)刪減，增加原子吸收光譜測定金屬和循環(huán)伏安法研究電極反應(yīng)過程.另外選擇性電極實(shí)驗(yàn)與自動電位滴定實(shí)驗(yàn)原理類似，可做適當(dāng)刪減，增加氣相色譜實(shí)驗(yàn)和有機(jī)化合物準(zhǔn)確相對分子質(zhì)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(zhì)譜測定或液質(zhì)聯(lián)用的測定.另外為增加學(xué)生上課的積極性和主動性，可以鼓勵學(xué)生來選擇被測試樣品.比如熒光素維生素B2含量的測定實(shí)驗(yàn)，書本上是以未知濃度的維生素B2作為未知樣來進(jìn)行測定的，可以鼓勵學(xué)生測定蘑菇或胡蘿卜里維生素B2的含量，當(dāng)然這需要學(xué)生必須在上課前將樣品處理好，對學(xué)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(xué)生變被動為主動，同時對實(shí)驗(yàn)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(xué)生選擇被測對象，學(xué)生查資料、處理樣品的過程中，對實(shí)驗(yàn)課理解深刻，對理論課的學(xué)習(xí)，起到很好的輔助效果.

2 利用好大創(chuàng)項(xiàng)目及教師項(xiàng)目，教師科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

赤峰學(xué)院每年校級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和國家級大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目共百余項(xiàng)，而作為化學(xué)化工學(xué)院的創(chuàng)新項(xiàng)目也能達(dá)到30多項(xiàng)，再加上教師的科技廳及教育廳項(xiàng)目10余項(xiàng)，按每個項(xiàng)目5人左右，基本上化學(xué)化工學(xué)院的每個學(xué)生都能參與到項(xiàng)目中來.這些項(xiàng)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(yīng)用、纖維素納米晶的制備以及對污水中重金屬的吸附等項(xiàng)目.前期的實(shí)驗(yàn)主要是對樣品進(jìn)行制備、純化分離，后期的實(shí)驗(yàn)主要涉及提純樣品的結(jié)構(gòu)性能定量表征，基本上都會用到儀器進(jìn)行分析.這樣不僅讓學(xué)生鞏固到儀器分析實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，也讓學(xué)生近距離的接觸科學(xué)前沿的東西，增加學(xué)生的科研素養(yǎng).這些項(xiàng)目的開展中也讓學(xué)生進(jìn)一步深入的學(xué)習(xí)了儀器的使用方法，是對課內(nèi)的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效的補(bǔ)充和加深[5].這些項(xiàng)目完成一方面使教師在完成教學(xué)任務(wù)的同時，提高了科研水平.另一方面，學(xué)生也從理論走向?qū)嶋H應(yīng)用，能更好的促進(jìn)理論知識的學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)相長的目的.

3 建立校企合作，產(chǎn)教融合的開放式教學(xué)模式

近年來，我院推行校企合作，協(xié)同育人，打破學(xué)校、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)空間的封閉性.先后與瑞陽化工、市環(huán)保局、元美農(nóng)副產(chǎn)品有限責(zé)任公司等企事業(yè)單位合作，學(xué)生可以不間斷地與企事業(yè)單位實(shí)習(xí)與工作，這樣接觸實(shí)際檢測相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增多，讓學(xué)生了解不同儀器分析在實(shí)踐中的應(yīng)用與之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識和技能解決實(shí)際問題的能力，有利于學(xué)生探索求知欲的激發(fā)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力.如赤峰學(xué)院化工學(xué)院與龍澤節(jié)水灌溉有限公司合作的項(xiàng)目“全生物降解地膜的開發(fā)及推廣”獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)和國家科技基金的贊助.又如2014年成立的“內(nèi)蒙古自治區(qū)光電功能材料”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，突出學(xué)科交叉融合和協(xié)同創(chuàng)新，突出與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會需求、科技前沿緊密銜接，深化產(chǎn)教融合，全面提升我校在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)和國際交流合作中的綜合實(shí)力，加強(qiáng)服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的能力.更好的融入社會、服務(wù)地方，推動赤峰發(fā)學(xué)院轉(zhuǎn)型發(fā)展.與赤峰引盛光電有限公司合作創(chuàng)立光電功能材料協(xié)同創(chuàng)新中心，該中心可使科研與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)一步緊密結(jié)合，提高我校產(chǎn)學(xué)研一體化的優(yōu)勢，深化校企合作，加快科技成果轉(zhuǎn)化能力.為我校今后打造科研平臺，組建人才團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)特色學(xué)科有較強(qiáng)的推動作用.同時，校企合作能夠擴(kuò)展目前化學(xué)化工學(xué)院的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)方向，可定向培養(yǎng)光電功能材料方向的人才，為企業(yè)提供光電功能材料的專業(yè)人才.學(xué)生通過實(shí)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(shí)驗(yàn)課的有效延展.

4 學(xué)生完成本科論文期間，進(jìn)一步加大實(shí)驗(yàn)室開放力度[6]

除了以上項(xiàng)目教學(xué)、校企合作之外，學(xué)生完成本科論文，也是對儀器分析實(shí)驗(yàn)課的必要補(bǔ)充.在完成學(xué)生學(xué)位論文期間，赤峰學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院的所有實(shí)驗(yàn)室都是開放的.實(shí)驗(yàn)老師在儀器使用方面又重新加以講解，學(xué)生可以用自己做的樣品重新使用儀器測定，實(shí)驗(yàn)后對實(shí)驗(yàn)譜圖和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這時對于儀器使用和相關(guān)的理論知識又提升一個新的高度.如學(xué)生做一個新的稀土配合物的實(shí)驗(yàn)，首先對合成出新的配體和稀土配合物進(jìn)行紅外表征，一般要求學(xué)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(rèn)定配合物的合成，一般認(rèn)為配體與配合物相差20～30cm-1，就可以初步認(rèn)定配合物的生成.然后我們可以對配合物進(jìn)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(jié)構(gòu)表征.我們還可以對配體和配合物進(jìn)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(fā)光性能，我們還可以對樣品進(jìn)行固體熒光表征，學(xué)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(fā)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(chǎn)率.另外如果可以培養(yǎng)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(jìn)行結(jié)構(gòu).這樣一個簡單的本科論文實(shí)驗(yàn)學(xué)生就可以掌握紅外光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)、核磁、熒光光度計(jì)及X射線單晶衍射的使用和原理.學(xué)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(xué)全面合理的考核評價體系是教學(xué)改革的努力目標(biāo)，圍繞應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整儀器分析實(shí)驗(yàn)考核方式.注重對實(shí)驗(yàn)課程的過程化考核.儀器分析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測試成績占綜合成績30%.平時成績中包括實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)報告成績、實(shí)驗(yàn)時實(shí)驗(yàn)操作成績和實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)報告成績，占比分別為10%、40%和50%.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報告成績，包括學(xué)生的預(yù)習(xí)報告和通過課前講解以提問的形式來檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的情況.實(shí)驗(yàn)過程中主要注重學(xué)生儀器操作及溶液配制等的情況，來確定每一個實(shí)驗(yàn)的平時操作成績.根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告的數(shù)據(jù)處理和圖譜分析情況來確定學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告成績，綜合這三項(xiàng)得出平時成績[7].期末考試成績是讓學(xué)生通過答卷的形式來確定成績.答卷內(nèi)容主要是各個實(shí)驗(yàn)需注意的事項(xiàng)原理方法等.主要考核學(xué)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(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)掌握水平.

儀器分析實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐性強(qiáng)，適用性高，與社會接軌度較高，而且在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)以及應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面都起著重要作用，通過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精選調(diào)整，利用大創(chuàng)項(xiàng)目及教師項(xiàng)目做到教研一體化，校企合作的產(chǎn)教融合的方式，學(xué)生本科論文期間加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，我們通過在這幾方面嘗試與探索進(jìn)行改革，都極大的增強(qiáng)了學(xué)生的操作技能和實(shí)驗(yàn)科研潛能.最后注重過程的多元化考核體系的建立，都是構(gòu)筑良好儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的良好途徑.通過這些改革，一方面為學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行研究生學(xué)習(xí)奠定基本的科研基礎(chǔ)，另一方面也為社會提供有用的專業(yè)人才.

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參考文獻(xiàn)：

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