產(chǎn)教融合背景下儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

張軍麗 時(shí)文中 徐啟杰

摘? 要：校企合作及產(chǎn)教融合是使人才培養(yǎng)質(zhì)量得到提高的有效手段。針對(duì)目前應(yīng)用化學(xué)專業(yè)儀器分析及實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的主要問題，根據(jù)教學(xué)改革和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的需要，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容以提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，以“五大模塊”為內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué);改革教學(xué)方法，實(shí)施“四步”實(shí)驗(yàn)教學(xué)法;建立產(chǎn)教融合的開放式教育教學(xué)模式四個(gè)方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐，保障了教學(xué)質(zhì)量的提高。為培養(yǎng)多元化、技能多樣化、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型技術(shù)人才提供一種途徑。

關(guān)鍵詞：儀器分析及實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;產(chǎn)教融合;應(yīng)用型技術(shù)人才

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）07-0110-03

Abstract： School-enterprise cooperation and production-education integration are effective means to improve the quality of personnel training. Aiming at the main problems existing in the process of instrumental analysis and experimental teaching of applied chemistry， according to the needs of teaching reform and cultivating innovation ability，the course teaching has been reformed and practiced. In order to improve the practical ability of students to optimize course teaching content， the "five modules" as the content of the project teaching. Reform teaching methods and implement "four steps" experiment teaching method. Establish an open education teaching mode that combines school-industry cooperation and production-teaching integration. The reform and practice of the course teaching in four aspects ensure the improvement of teaching quality. It would? provide a way to cultivate applied professional and technical personnel dapt to social development with diversification and diversified skills.

Keywords： instrumental analysis and experiment; reform teaching methods; integration of production and teaching; applied professional and technical personnel

受到內(nèi)部、外部多種原因的相互影響，地方院校面臨著向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型的必然決擇[1]。黃淮學(xué)院率先進(jìn)行了改革，成為應(yīng)用型技術(shù)人才重點(diǎn)示范院校。2018年5月，由黃淮學(xué)院主辦，在駐馬店市會(huì)展中心舉行第五屆產(chǎn)教融合發(fā)展戰(zhàn)略國(guó)際論壇，突出體現(xiàn)了“扎根中國(guó)大地辦大學(xué)——新時(shí)代產(chǎn)教融合新作為”的主題，涉及現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、新型城鎮(zhèn)化與人力資源供給等核心議題。堅(jiān)持“突出應(yīng)用、發(fā)展集群、特色培育、質(zhì)量提高”的指導(dǎo)原則，大力加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，積極融入地方，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，提供需要的高級(jí)應(yīng)用職業(yè)技術(shù)型人才。強(qiáng)力推進(jìn)產(chǎn)教融合戰(zhàn)略，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并服務(wù)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)崛起[2，3]。

儀器分析及實(shí)驗(yàn)是依靠先進(jìn)的大中型儀器對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、組成等物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的一門學(xué)科，在化工、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛而非常積極的應(yīng)用。儀器分析及實(shí)驗(yàn)作為我校應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才有著舉足輕重的作用，將來學(xué)生可以成為化學(xué)檢驗(yàn)工、化學(xué)分析工，化學(xué)工程師等職業(yè)技術(shù)人員。但是在儀器分析及實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力等方面的研究不夠深入，進(jìn)而導(dǎo)致人才培養(yǎng)目標(biāo)無法有效地落實(shí)到課程之上，難以徹底地解決處于快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)對(duì)敢于開拓進(jìn)取的復(fù)合型人才的社會(huì)需求脫節(jié)的根本問題。結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)，本文在儀器分析及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，建立校企合作，產(chǎn)教融合的開放式教育教學(xué)模式，用以培養(yǎng)發(fā)展多元化、技能多樣化、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)型人才。

一、優(yōu)化提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)，是教學(xué)改革的核心。長(zhǎng)期以來，我們深刻地認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容是制約校企合作、產(chǎn)教融合及協(xié)同育人培養(yǎng)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵條件。因此，利用產(chǎn)教融合強(qiáng)化創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及模式，提高學(xué)生適應(yīng)所在就業(yè)崗位的能力、實(shí)踐動(dòng)手能力具有重要意義。

化學(xué)與制藥工程學(xué)院對(duì)接駐馬店周邊乃至全國(guó)化工行業(yè)企業(yè)，開展化工人才需求調(diào)研，圍繞人才“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三方面，引進(jìn)企業(yè)資源，全面修訂教學(xué)大綱，以案例教學(xué)為抓手，達(dá)到企業(yè)項(xiàng)目和案例資源引入課堂的目的，有序整合課程教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，與環(huán)境科學(xué)、生物技術(shù)，生命科學(xué)，醫(yī)藥醫(yī)學(xué)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)跨界融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合，校企合作下開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使得企業(yè)、學(xué)校及研究院所的大型儀器在人才培養(yǎng)方面充分發(fā)揮作用。

新形勢(shì)下我們已經(jīng)轉(zhuǎn)變觀念，與企業(yè)積極主動(dòng)參與多面合作，使學(xué)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)的步伐更快地推動(dòng)，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的技術(shù)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。結(jié)合駐馬店市開發(fā)區(qū)黃淮衛(wèi)生安全檢測(cè)評(píng)價(jià)有限公司所檢測(cè)的項(xiàng)目，設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容。如采用AA7000原子吸收光譜儀開設(shè)的“原子吸收光譜法測(cè)定練江河水中金屬鉛的含量”，“火焰原子吸收光譜法測(cè)定練江河水中銅的含量”，“原子吸收法測(cè)定練江河水中Cd2+的含量”，經(jīng)過3種離子測(cè)定的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生就能獨(dú)自操作原子吸收光譜儀測(cè)定各種水中的鋅、鐵、錳、錫等幾十種金屬離子的含量了。這樣的工作過程系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生快速掌握儀器的使用，直接對(duì)接社會(huì)需求，可服務(wù)于駐馬店及河南地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。還開設(shè)了“石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)餅干中鉛”，“石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)餅干中鎘”，“石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)餅干中鉻”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)食品中痕量重金屬離子含量測(cè)定，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容感興趣，認(rèn)為知識(shí)“不再是學(xué)而無用”。使得學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)學(xué)習(xí)，他就會(huì)萌生出“可不可以再檢測(cè)一下有沒有其它的有害金屬”等有意義的想法，促進(jìn)其聯(lián)想思維，從而使得學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，自我創(chuàng)造性。學(xué)生不但掌握了教學(xué)內(nèi)容，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，還能提高學(xué)生動(dòng)手能力及科研素質(zhì)，使其成為新型的應(yīng)用型人才。

二、以“五大模塊”為內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)

為了適應(yīng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，儀器分析及實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新科研思維三大能力均要突出培養(yǎng)。必須設(shè)計(jì)有代表性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的日益提高的要求。結(jié)合當(dāng)今社會(huì)新技術(shù)和新動(dòng)態(tài)，盡最大可能與企業(yè)或科研項(xiàng)目相融合。所以，采用模塊化構(gòu)建儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，按儀器分析方法的不同進(jìn)行樣品檢驗(yàn)及測(cè)定，構(gòu)建為紅外-紫外-熒光光譜法、原子吸收-發(fā)射光譜法、氣相-液相-離子色譜法、熱分析法和電化學(xué)分析法5個(gè)教學(xué)子模塊。模塊與模塊之間既相對(duì)獨(dú)立又相互呼應(yīng)補(bǔ)充。每個(gè)模塊中再開設(shè)項(xiàng)目化、情景化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，綜合性、拓展性實(shí)驗(yàn)保證模塊之間的互動(dòng)協(xié)調(diào)補(bǔ)充[4]。同時(shí)，根據(jù)不同模塊的共同特點(diǎn)及研究最新進(jìn)展，在創(chuàng)新開放式實(shí)驗(yàn)上開設(shè)多個(gè)選修實(shí)驗(yàn)專題。

項(xiàng)目化教學(xué)的重點(diǎn)是項(xiàng)目，工作任務(wù)是驅(qū)動(dòng)手段，結(jié)合理論與實(shí)踐，使學(xué)生在完成一個(gè)又一個(gè)的任務(wù)過程中掌握知識(shí)，熟練技能。在化工、制藥等企業(yè)開展調(diào)查研究，根據(jù)崗位任務(wù)剖析知識(shí)要求與職業(yè)能力，確定課程教學(xué)目標(biāo)。如何選取優(yōu)化課程內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)和情境、教學(xué)實(shí)踐、考核方式均是通過工作任務(wù)及過程來實(shí)現(xiàn)[5]。儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)過程中采用“模塊式教學(xué)，項(xiàng)目化情景教學(xué)設(shè)計(jì)”的方式。根據(jù)真實(shí)工作任務(wù)、工作過程整合教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)際“情境”中進(jìn)行學(xué)習(xí)，既包括理論知識(shí)點(diǎn)又提高學(xué)生能力培養(yǎng)，以具體樣品的檢測(cè)為載體，實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化，結(jié)合理論與實(shí)踐使得工作過程向教學(xué)過程的轉(zhuǎn)化得以實(shí)現(xiàn)[6]。

以紫外分光光度法測(cè)定練江河水中苯酚的含量為例（表1），增強(qiáng)課程的系統(tǒng)性，學(xué)生能掌握地更熟練，對(duì)教學(xué)單元更易掌握。學(xué)生就能更易于掌握紫外可見分光光度法。同時(shí)，教學(xué)過程中也減少了學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程壓力，使學(xué)生輕松愉快地完成實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)與檢測(cè)。

三、實(shí)施“四步”實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

在《儀器分析及實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)過程中采用“查-學(xué)-練-寫”四步實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，改變教師與學(xué)生之間的關(guān)系，建立起教師為輔、學(xué)生為主的思想觀念，形成新的學(xué)生學(xué)習(xí)由被動(dòng)變主動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中采用四步教學(xué)法，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)造及創(chuàng)新性，可使學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，還可以強(qiáng)化學(xué)生的科研素質(zhì)及創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

“查”即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，是較為重要的一個(gè)步驟，學(xué)生查閱文獻(xiàn)及預(yù)習(xí)熟悉實(shí)驗(yàn)理論原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容及要解決的問題[7]。我校儀器分析及實(shí)驗(yàn)課安排在學(xué)生已經(jīng)掌握了分析化學(xué)的一些相關(guān)知識(shí)后的學(xué)期，借助于圖書館，網(wǎng)絡(luò)及大型儀器如氣相-液相色譜儀、原子發(fā)射-原子吸收光譜儀、紅外-熒光-紫外光譜儀、電化學(xué)工作站、熱分析儀的實(shí)際操作視頻，完全有能力完成預(yù)習(xí)，了解熟悉儀器的使用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)儀器分析實(shí)驗(yàn)的迫切感和興趣。

“學(xué)”是跟著老師在大型儀器上進(jìn)行實(shí)踐操作，由于實(shí)驗(yàn)儀器只有一臺(tái)，實(shí)驗(yàn)需要分組進(jìn)行，每小組6-7人，需要指定一個(gè)小組長(zhǎng)來負(fù)責(zé)管理。教師詳細(xì)介紹儀器的操作步驟、注意事項(xiàng)，原理與結(jié)構(gòu)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)等，并帶領(lǐng)學(xué)生操作一遍儀器。由于學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)充分，老師操作過程中要強(qiáng)化學(xué)生的操作規(guī)范訓(xùn)練，保證實(shí)驗(yàn)成功，這些有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和細(xì)致、踏實(shí)的工作作風(fēng)及成功的自信心。

“練”，學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)儀器有了一定的基礎(chǔ)，基本上已經(jīng)會(huì)初步操作。但還需要學(xué)生自己動(dòng)手熟練操作練習(xí)。教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，告訴學(xué)生不按照操作規(guī)程不可打開儀器等。還要告訴學(xué)生心理不要有太大的壓力，有利于培養(yǎng)學(xué)生使用儀器的能力和信心。教師在旁邊巡視，及時(shí)給學(xué)生指導(dǎo)和鼓勵(lì)。另外還可以通過開放性實(shí)驗(yàn)利用課余時(shí)間進(jìn)一步加強(qiáng)練習(xí)。學(xué)生們通過這些過程系列訓(xùn)練既獲得解決問題的成就感，又增強(qiáng)對(duì)儀器分析及實(shí)驗(yàn)原理的理解，又提高了操作實(shí)驗(yàn)儀器的能力和信心。

“寫”是寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，即寫清楚目的、原理、儀器、試劑，步驟、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果與討論。結(jié)果與討論部分要學(xué)生寫出在實(shí)驗(yàn)過程中有哪些收獲與體會(huì)，也可以寫一些新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不同見解及提出改進(jìn)意見，能充分體現(xiàn)學(xué)生的研究探索能力。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，表揚(yáng)學(xué)生取得成績(jī)，適當(dāng)指導(dǎo)存在的問題，既可以讓學(xué)生獲得自信，燃起對(duì)學(xué)習(xí)的熱情;又可幫助學(xué)生找出不足之處，及時(shí)地改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。

四、建立校企合作，產(chǎn)教融合的開放式教學(xué)模式

以往多數(shù)學(xué)校開展校企合作，是處于初級(jí)合作階段如“推薦就業(yè)”、“訂單培養(yǎng)”、“頂崗實(shí)習(xí)”等，而“產(chǎn)教融合”要求校企雙方深層相互滲透合作，建立共享利益關(guān)系，確立利益共同體，達(dá)到雙贏的目的，架設(shè)校企合作的發(fā)展格局。化學(xué)與制藥工程學(xué)院與駐馬店市驛城區(qū)黃淮衛(wèi)生安全檢測(cè)評(píng)價(jià)有限公司正是這種深層次的校企合作，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校資源與企業(yè)行業(yè)資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，完成學(xué)校和企業(yè)、教育和產(chǎn)業(yè)對(duì)接。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，形成教師到化工企業(yè)頂崗，化工企業(yè)成功或知名人士進(jìn)入課堂，學(xué)生不間斷到化工企業(yè)實(shí)習(xí)的良性循環(huán)。

基于產(chǎn)教融合與實(shí)際檢測(cè)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，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(shí)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。如液相色譜實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了“用氣相色譜法檢測(cè)白酒中的甲醇含量”實(shí)驗(yàn)后，可以自行完成“氣相色譜法測(cè)葡萄酒中乙醇含量”、“氣相色譜法檢測(cè)牛奶中苯甲酸和山梨酸的含量”、“氣相色譜法測(cè)果蔬農(nóng)藥殘留”等的一系列分析檢測(cè)，可以分析復(fù)雜成分中的一種、幾種，甚至多種成分含量分析。在教師指導(dǎo)下，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)生在獨(dú)立完成，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)如何建立與調(diào)試氣相色譜分析方法，進(jìn)而掌握實(shí)際樣品分析的基本方法，鍛煉研究性實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)踐能力。

實(shí)現(xiàn)校企互動(dòng)，合作共贏，促進(jìn)駐馬店區(qū)域產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)。在“產(chǎn)教融合，校企合作”辦學(xué)模式及培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才的環(huán)境下，與“駐馬店市驛城區(qū)黃淮衛(wèi)生安全檢測(cè)評(píng)價(jià)有限公司”、“河南華鼎高分子合成樹脂有限公司”等企業(yè)的對(duì)接，建立校企合作，產(chǎn)教融合的開放式教學(xué)模式，為實(shí)施國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略及高等學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展與化工企業(yè)深入合作基礎(chǔ)，共同組建黃淮學(xué)院的“院中院”，例如：學(xué)校與河南省駿馬化工集團(tuán)有限公司合作成立“駿化學(xué)院”以加快應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)。建立校企雙贏的長(zhǎng)效機(jī)制，使學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力得到提升，完成教學(xué)大綱中知識(shí)、素質(zhì)、能力三大目標(biāo)。

五、結(jié)束語

通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的探索與研究，儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程采用項(xiàng)目化和產(chǎn)教融合的教學(xué)模式，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)，保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，提高了就業(yè)能力。產(chǎn)教融合模式在不久的將來會(huì)極大地推動(dòng)培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)創(chuàng)新型人才、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的步伐，深入推動(dòng)高等院校教育教學(xué)改革與戰(zhàn)略發(fā)展轉(zhuǎn)型。相信隨著產(chǎn)教融合的長(zhǎng)效發(fā)展，儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革必然會(huì)在新形勢(shì)下提供一條新途徑。

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