張國平，訾言勤

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

化學(xué)工程與工藝專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

張國平，訾言勤

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

文章對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，提出教學(xué)改革措施，采用儀器分析仿真實(shí)驗(yàn)及開放實(shí)驗(yàn)克服實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，儀器操作機(jī)會(huì)少的問題，產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目研究培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，通過教學(xué)實(shí)踐取得滿意的教學(xué)效果.

儀器分析;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是具有良好的思想道德素質(zhì)、身體心理素質(zhì)、文化素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)掌握化學(xué)工程和工藝的基本理論和基本實(shí)驗(yàn)技能，具有一定的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，能在無機(jī)化工、有機(jī)化工、精細(xì)化工、生物化工和煤化工等化工領(lǐng)域從事化學(xué)工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面的高級(jí)工程技術(shù)人才.儀器分析實(shí)驗(yàn)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，廣泛應(yīng)用在化工生產(chǎn)過程中檢測(cè)原料的優(yōu)劣，測(cè)定生產(chǎn)過程中中間產(chǎn)物的濃度表征反應(yīng)的程度，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量合格程度.為適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需要，鼓勵(lì)學(xué)生以創(chuàng)新的態(tài)度對(duì)待每一項(xiàng)儀器分析實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才[1].本文結(jié)合以往儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題和現(xiàn)狀，提出化學(xué)工程與工藝專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)的改革方案，希望有助于該專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)更好的開展，有助于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力[2－4].

1 目前儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

(1)儀器設(shè)備老化，儀器套數(shù)不足，造成學(xué)生在課堂實(shí)踐機(jī)會(huì)較少;

(2)儀器發(fā)展更新速度快，常常造成課堂教的與實(shí)際工作崗位上所用的儀器型號(hào)相脫節(jié);

(3)化學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)課采取循環(huán)式，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比理論超前，造成實(shí)驗(yàn)老師要在實(shí)驗(yàn)課上花一定時(shí)間講解理論課內(nèi)容，從而間接地縮短學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，也不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的接受;

(4)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，使學(xué)生對(duì)每種儀器只有一次學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，沒有鞏固練習(xí)的機(jī)會(huì);

(5)教學(xué)方式上，一般老師就實(shí)驗(yàn)講實(shí)驗(yàn)，造成學(xué)生只能機(jī)械地知道一些做過的實(shí)驗(yàn)原理和應(yīng)用，沒有教學(xué)生應(yīng)用同一儀器做不同實(shí)驗(yàn)的方法，不利于學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);

(6)傳統(tǒng)的教學(xué)體系造成學(xué)生為完成實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)，從而失去做實(shí)驗(yàn)的積極性.

2 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 采用多媒體仿真模擬實(shí)驗(yàn)課件教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

儀器分析實(shí)驗(yàn)由于儀器套數(shù)少，實(shí)驗(yàn)學(xué)生多，很難滿足實(shí)驗(yàn)時(shí)每位同學(xué)從實(shí)驗(yàn)儀器的開啟，調(diào)整、實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化到實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)的采集和處理進(jìn)行一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，往往使學(xué)生只能處于被動(dòng)應(yīng)付狀態(tài)，不能發(fā)揮自身的能動(dòng)性，從而使學(xué)生使用分析儀器的能力得不到相應(yīng)的提高.針對(duì)此情況，本教研室購置氣相色譜、原子吸收光譜和極譜分析等儀器分析多媒體仿真模擬實(shí)驗(yàn)課件，有計(jì)劃安排學(xué)生觀看多媒體仿真模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.通過教學(xué)實(shí)踐表明:多媒體仿真模擬實(shí)驗(yàn)課件教學(xué)不僅可使學(xué)生在課前就對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的分析儀器的原理、結(jié)構(gòu)、規(guī)范操作方法和實(shí)驗(yàn)條件選擇及實(shí)驗(yàn)全過程有一定的了解，為做好實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備工作，而且可以通過高科技教學(xué)技術(shù)和手段，激發(fā)學(xué)生做好儀器分析實(shí)驗(yàn)的熱情和學(xué)習(xí)興趣，為提高儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ).

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法,重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師既需要把理論課上講述的有關(guān)測(cè)量方法的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，又需要把實(shí)驗(yàn)中所要應(yīng)用的儀器操作的基本技能傳授給學(xué)生，同時(shí)還需要把從事科研工作的基本思路和方法傳授給學(xué)生，真正做到授人于漁.針對(duì)此，我們采取如下措施:第一，在學(xué)生進(jìn)行循環(huán)式實(shí)驗(yàn)前一周，安排各實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)各自所帶實(shí)驗(yàn)的理論內(nèi)容進(jìn)行集中授課，避免實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比理論課超前帶來的問題，同時(shí)間接地為學(xué)生延長實(shí)驗(yàn)課上的操作時(shí)間;第二，在實(shí)驗(yàn)課上，教師針對(duì)實(shí)物，講清儀器的基本原理，并指出采用同一原理設(shè)計(jì)的不同型號(hào)儀器之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn).例如分光光度法實(shí)驗(yàn)中使用的722S型可見分光光度計(jì)與TU－1901型紫外可見分光光度計(jì)，設(shè)計(jì)的原理都是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收、定量的依據(jù)均基于光吸收定律，可以進(jìn)行物質(zhì)的定性和定量分析，但722S型可見分光光度計(jì)僅能測(cè)量對(duì)可見光有選擇性吸收的物質(zhì)，而TU－1901型紫外可見分光光度計(jì)能測(cè)量對(duì)紫外和可見光有選擇性吸收的物質(zhì);共同點(diǎn)是都有光源、單色器、光吸收池、光電檢測(cè)器和顯示裝置五個(gè)主要部件組成;TU－1901型紫外可見分光光度計(jì)的光源使用鎢燈和氘燈，722S型可見分光光度計(jì)僅使用鎢燈作光源等;TU－1901型紫外可見分光光度計(jì)是微機(jī)化分析儀器，按實(shí)驗(yàn)需求，菜單提示輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)，半自動(dòng)化完成實(shí)驗(yàn)過程，而722S型可見分光光度計(jì)是手工操作.讓學(xué)生注重理解儀器原理，應(yīng)用范圍及一般操作方法，避免學(xué)生到社會(huì)上遇到不同型號(hào)的同一儀器，不知所措，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法;第三，教師教會(huì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，相類似實(shí)驗(yàn)學(xué)生也要會(huì)，做到“舉一反三”，教會(huì)學(xué)生具有發(fā)散思維、學(xué)而致用，靈活運(yùn)用知識(shí)的能力和初步的科研創(chuàng)新能力.例如植物葉色素的提取與表征實(shí)驗(yàn)，在詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)的原理、提取方法、分離方法和表征方法，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)后，穿插講解利用同樣方法還可以對(duì)各種植物、動(dòng)物中天然活性成分提取、分離和表征，目前，應(yīng)用研究最多的是植物色素食品添加劑的提取，中藥活性成分的提取.

2.3 加大開放實(shí)驗(yàn)的力度,拓寬學(xué)生實(shí)踐能力

近年來招生人數(shù)不斷擴(kuò)大，儀器分析實(shí)驗(yàn)開設(shè)的主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能;為保證學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，一方面在安排測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，精選與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn).如葡萄中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的測(cè)定、工業(yè)廢水中COD含量在線測(cè)定、黃酒中銅含量的測(cè)定、水中鉛、鎘和氟含量的測(cè)定.但與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室的需求相差甚遠(yuǎn)，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要.為了不斷提高學(xué)生的動(dòng)手能力和滿足社會(huì)的需求，通過開放第二課堂，學(xué)生們利用課余時(shí)間，充分發(fā)揮自己的科研創(chuàng)新能力.近年來儀器分析課程提供下列一些開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(見表1)，通過實(shí)驗(yàn)掌握更多分析儀器的結(jié)構(gòu)、原理和實(shí)驗(yàn)方法原理，拓寬學(xué)生實(shí)踐能力.

表1 分析教研室開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

2.4 應(yīng)用產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才素質(zhì)的要求越來越高，作為化學(xué)化工類專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)課程為必修課，我院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院與淮北農(nóng)藥廠、安徽金蟾股份有限公司、淮北污水處理廠等企事業(yè)單位進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作教育嘗試，如與淮北農(nóng)藥廠開展“新型殺蟲劑苯氧威含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與安徽金蟾股份有限公司開展“用高效液相色譜檢測(cè)華蟾素注射液中蟾蜍噻嚀含量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與淮北污水處理廠開展“城市污水處理水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，像這樣進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，以互惠互利、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式使學(xué)生接觸到社會(huì)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于社會(huì)，感覺到自己所學(xué)知識(shí)不夠，進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的渴求性，這不僅培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，又進(jìn)一步消化理論知識(shí)，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

2.5 建立多元化考核體系,客觀評(píng)價(jià)學(xué)生掌握儀器分析實(shí)驗(yàn)水平

目前我校實(shí)驗(yàn)考核以平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作成績占70%，筆試成績占30%，這種考核體系比以往的單純通過批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出實(shí)驗(yàn)成績或單純通過考核給出實(shí)驗(yàn)成績的考核模式更加客觀、公平.若再添加實(shí)驗(yàn)論文的考查，不僅培養(yǎng)學(xué)生查閱資料和創(chuàng)造思維能力，還能促進(jìn)和深化課堂學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用及科學(xué)研究的能力.

3 小結(jié)

通過化學(xué)工程與工藝專業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的初探，有如下教學(xué)心得:(1)通過采用多媒體仿真模擬實(shí)驗(yàn)課件教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)解決儀器套數(shù)不足，造成學(xué)生在課堂實(shí)踐機(jī)會(huì)較少的問題; (2)改進(jìn)教學(xué)方法，可以培養(yǎng)學(xué)生融會(huì)貫通，舉一反三的創(chuàng)新能力;(3)加大開放實(shí)驗(yàn)力度，改革教學(xué)內(nèi)容，可以拓寬學(xué)生儀器分析實(shí)踐能力;(4)實(shí)行產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，適應(yīng)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求;總之，通過教學(xué)改革的探索和實(shí)踐，有效地提高儀器分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，初步達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型和初步具有科學(xué)研究能力人才的教育目的.我們將繼續(xù)努力探索，推進(jìn)儀器分析實(shí)驗(yàn)精品課程建設(shè)成為省級(jí)精品課程.

[1]朱廣華，鞠幌先.儀器分析發(fā)展史在大學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].大學(xué)化學(xué)，2003，18(4):30－32.

[2]李志洲，賴普輝，劉軍海，等.應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)工程與工藝跨專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].科技信息，2009，33:216－217.

[3]鄭建東，薛連海，葛秀濤.化學(xué)工程與工藝專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)方法的探討[J].滁州學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(2):97－99.

[4]單紹軍.化學(xué)工程專業(yè)結(jié)構(gòu)與布局、培養(yǎng)方案改革[J].教學(xué)改革，2008(1):96－97.

Abstract:The problems in instrumental analysis experimental teaching on chemical engineering and technology were revealed，and a series of teaching reform suggestions have been carried out.The problems of lacking hours and fewer chances of operations were overcome through instrumental analysis simulation experments and opening experiments，and Chan Xueyan projects help students solve practical problems.The expected resultswere shown.

Key words:instrumental analysis;experiment teaching;teaching reform

Exp loration on the Experiment Teaching Reform in Instrumental Analysis of Chem ical Engineering and Technology

ZHANG Guo-ping，ZIYan-qin
(School of Chemistry and Material Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China)

O 652.1

C

1672－7177(2010)02－0084－03

2010－01－25

張國平(1978－ )，女，江蘇鹽城人，講師，碩士，研究方向?yàn)橛袡C(jī)物合成及工藝研究.