吳澤穎，壯亞峰，陳建欣

(常州工學(xué)院數(shù)理與化工學(xué)院，江蘇 常州 213032)

0 引言

“色譜與分離”是常州工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授分離與色譜分析的原理、方法、技術(shù)和應(yīng)用。在化工和制藥等過(guò)程中，往往需要采用多種分離和分析方法，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制等具體要求。因此，“色譜與分離”在化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)課程體系中占有非常重要的地位。

“色譜與分離”這門(mén)課程在內(nèi)容上，由“質(zhì)”和“量”的化學(xué)、分析以及評(píng)價(jià)組成，其中蘊(yùn)含著煩瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗图?xì)致的實(shí)驗(yàn)操作。這些特點(diǎn)決定了此課程既需要教授學(xué)生科學(xué)知識(shí)，又需要培養(yǎng)學(xué)生工程能力。因此，在教學(xué)過(guò)程中要強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生解決分離與色譜分析實(shí)際問(wèn)題的能力。

多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，“色譜與分離”課程信息量大，課外延伸內(nèi)容多，如何引導(dǎo)學(xué)生重視這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，提高積極性，從被動(dòng)聽(tīng)課到主動(dòng)研究，進(jìn)而靈活運(yùn)用知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題，是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文對(duì)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，研究提高教學(xué)效果的方法。

1 突出實(shí)際問(wèn)題，校企結(jié)合，培養(yǎng)應(yīng)用型人才

目前，應(yīng)用型人才是新時(shí)期高等教育研究關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的不僅要培養(yǎng)會(huì)動(dòng)手的人才，還要培養(yǎng)能思考的人才，具備創(chuàng)新能力的人才[2]。

結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的辦學(xué)目標(biāo)，在“色譜與分離”課程教學(xué)中，將工程實(shí)踐作為教學(xué)目標(biāo)，要求學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，具備解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在化工和制藥過(guò)程中，為了獲得符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品，技術(shù)人員需要采取合適的技術(shù)和手段，利用物質(zhì)物理或/和化學(xué)性質(zhì)上的差異，將理論的分離可能性轉(zhuǎn)化為實(shí)際的色譜操作。這一要求使得我們?cè)谑谡n時(shí)必須將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，通過(guò)工程案例的提出和講解加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。比如，在講授氣相色譜檢測(cè)器時(shí)，通過(guò)列舉一系列目標(biāo)化合物和對(duì)應(yīng)的實(shí)際分析任務(wù)(例如化學(xué)試劑中水分和塑料中丙烯腈單體殘留的測(cè)定等)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)分析對(duì)象和任務(wù)的特征，選擇最合適的檢測(cè)器。這一教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅要求學(xué)生掌握檢測(cè)器的基本原理和構(gòu)造，而且要求學(xué)生結(jié)合分析目標(biāo)，能夠自行確定使用何種檢測(cè)器，進(jìn)而掌握實(shí)際可行的操作步驟，這是學(xué)生應(yīng)用和實(shí)踐素質(zhì)培養(yǎng)中一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確，為了達(dá)到多種不同類(lèi)型化合物同時(shí)分離分析的目的，可以采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的方式。例如，蔬菜中多種有機(jī)農(nóng)藥殘留量的測(cè)定。但是，在許多工業(yè)生產(chǎn)中，進(jìn)行具體方法的選擇時(shí)，不僅需要滿(mǎn)足理論和技術(shù)可行的要求，還必須考慮成本、能耗和環(huán)保等問(wèn)題，這就需要側(cè)重研究工業(yè)化的分離方法以及最佳操作條件等。學(xué)生通過(guò)這些具體實(shí)例的討論和運(yùn)用，樹(shù)立了實(shí)踐和應(yīng)用意識(shí)，面對(duì)各種不同的分析任務(wù)時(shí)，可以獨(dú)立自主地選擇合適的分析技術(shù)。

“色譜與分離”是一門(mén)來(lái)源于實(shí)踐并且最終運(yùn)用于實(shí)踐的課程。因此，在教學(xué)過(guò)程中，我們與相關(guān)企業(yè)，尤其是與色譜及分離技術(shù)大量運(yùn)用的檢測(cè)機(jī)構(gòu)合作，在了解了行業(yè)和企業(yè)的具體需求后，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，由企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，并將真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目(例如將食品和藥品中化合物分離和分析方法的開(kāi)發(fā))帶入課堂中，通過(guò)項(xiàng)目式的教學(xué)方法，使學(xué)生能夠體驗(yàn)到真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程和技術(shù)手段。同時(shí)，通過(guò)與企業(yè)共建實(shí)踐基地的方式，選拔部分成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)入這些企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐，使學(xué)生在進(jìn)一步完成從知識(shí)到應(yīng)用轉(zhuǎn)化的同時(shí)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，了解了行業(yè)前沿。來(lái)自企業(yè)的良好反饋表明，這一方式可以為學(xué)生成長(zhǎng)為優(yōu)秀的應(yīng)用型職業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參與校企實(shí)踐的大部分學(xué)生由于其扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和出色的動(dòng)手能力，在大四上學(xué)期就得到了優(yōu)秀企業(yè)的聘用，真正將所學(xué)的知識(shí)和技能運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

2 注重師生交流，開(kāi)放互動(dòng)，提高教學(xué)效果

在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，主要是以教師為主，學(xué)生為輔，這種教學(xué)方式并不能全面發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。尤其在理科基礎(chǔ)課的教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①學(xué)生積極性不高，和教師有距離感；②學(xué)生不明白該課程有什么用，各學(xué)期課程的聯(lián)系性不強(qiáng)；③學(xué)生基礎(chǔ)不同，針對(duì)一部分學(xué)生的難度很可能影響另一部分學(xué)生的吸收[3]。

“色譜與分離”的教學(xué)過(guò)程中也難以避免出現(xiàn)上述狀況。因此，在教學(xué)過(guò)程中，我們首先研究了應(yīng)該如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和自發(fā)性，形成教和學(xué)互動(dòng)的氛圍。一個(gè)非常有效的手段是基于問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)，在課堂中設(shè)置疑問(wèn)，啟發(fā)學(xué)生思考。設(shè)置的問(wèn)題不僅與理論結(jié)合緊密，而且將抽象的知識(shí)變得生動(dòng)有趣。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，選用的問(wèn)題大多為學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和日常生活實(shí)例。例如，化工精餾實(shí)驗(yàn)和色譜塔板理論的聯(lián)系、生活中一些分離現(xiàn)象的原理等。色譜塔板理論是一個(gè)十分抽象的假定，即使通過(guò)大量的板書(shū)和動(dòng)畫(huà)演示，仍有部分學(xué)生無(wú)法理解，產(chǎn)生抵觸情緒，學(xué)習(xí)積極性下降。通過(guò)學(xué)生熟悉的化工精餾實(shí)驗(yàn)，提問(wèn)其與色譜塔板理論的異同，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和探索，從而理解所學(xué)內(nèi)容，由考核結(jié)果可以看出，所有學(xué)生都可以通過(guò)與化工精餾實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系，理解色譜塔板理論的原理及作用。提出問(wèn)題后，再做進(jìn)一步講解，并啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再次激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另外，在課程講授過(guò)程中，我們還設(shè)置了一部分開(kāi)放的、無(wú)固定標(biāo)準(zhǔn)答案的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生課后形成討論小組，利用本課程上學(xué)到的知識(shí)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和資料，進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)，并在課堂上發(fā)言，也可以以提問(wèn)的方式進(jìn)行交流互動(dòng)。設(shè)置的問(wèn)題包括日常生活和化學(xué)工程工藝相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，例如，酒精/興奮劑測(cè)試、中藥質(zhì)量控制等。學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中，本身對(duì)這些問(wèn)題十分關(guān)注，通過(guò)合理的提問(wèn)，如怎么判定是酒駕還是醉駕，使學(xué)生自發(fā)地、感興趣地進(jìn)行研究。在討論過(guò)程中，我們更注重對(duì)學(xué)生有創(chuàng)新性或可行性的答案加以支持和表?yè)P(yáng)，使學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)和自我探索的快樂(lè)。在完成了這些討論后，學(xué)生對(duì)所接觸到的其他問(wèn)題或熱點(diǎn)，如面包中含有偶氮甲酰胺等，會(huì)主動(dòng)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，形成實(shí)驗(yàn)方案，討論后進(jìn)行實(shí)踐和驗(yàn)證，獲得自己解決問(wèn)題的成就感，從而不再對(duì)本課程有灌輸式學(xué)習(xí)的印象[4]。學(xué)生在課程相關(guān)的問(wèn)題和熱點(diǎn)中提煉了自己的畢業(yè)論文選題或比賽課題，運(yùn)用所掌握的知識(shí)和方法設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。一位同學(xué)獲得了校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文三等獎(jiǎng)，一位同學(xué)獲得了校級(jí) “挑戰(zhàn)杯”比賽三等獎(jiǎng)。

3 多種方法并用，雙語(yǔ)教學(xué)，拓寬學(xué)生視野

“色譜與分離”課程涉及許多儀器和部件的原理、結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，只展示掛圖和照片等，教學(xué)不夠生動(dòng)，效果不好。為了克服以上缺點(diǎn)，我們更多地使用多媒體方式教學(xué)，融合圖、文、聲、像，為學(xué)生提供更直白的觀感和豐富的資源。對(duì)于分離原理和分離過(guò)程，我們采用動(dòng)畫(huà)等方式動(dòng)態(tài)地展示，將抽象的知識(shí)點(diǎn)更直觀、清晰地展現(xiàn)出來(lái)，不僅增強(qiáng)了課堂教學(xué)的信息量和趣味性，更便于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生普遍反映比單幅的照片更有利于理解和掌握。況且在授課過(guò)程中我們并沒(méi)有采用單一的多媒體教學(xué)方法。在公式和推導(dǎo)較多的章節(jié)，比如色譜的理論知識(shí)部分，就不適合利用多媒體教學(xué)。我們通過(guò)板書(shū)將推導(dǎo)過(guò)程一步一步展現(xiàn)出來(lái)，更便于學(xué)生識(shí)別重點(diǎn)，理解及記錄。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以不受時(shí)空限制，有利于拓寬學(xué)生的視野，因此我們也進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，通過(guò)畢博系統(tǒng)中的在線問(wèn)答等方法，可以及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，加深和鞏固課上教學(xué)內(nèi)容[5]。

由于色譜分析方法起源于國(guó)外，其中涉及的很多專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和詞匯都是從英文翻譯過(guò)來(lái)的。因此，在教學(xué)過(guò)程中，我們也進(jìn)行了雙語(yǔ)教學(xué)模式的探索?？紤]到學(xué)生的英文水平和接受程度，我們將PPT課件的部分內(nèi)容，特別是一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，采用中英文對(duì)照的方式呈現(xiàn)。在講課時(shí)仍然以中文為主，英文為輔，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化了英文的應(yīng)用能力，更方便地閱讀國(guó)外文獻(xiàn)，從而更好地了解學(xué)科前沿發(fā)展，拓展視野，培養(yǎng)科研意識(shí)。此外，“色譜與分離”包含內(nèi)容較多，各章節(jié)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)章節(jié)涉及的專(zhuān)業(yè)詞匯量大，交叉較少。因此，在每個(gè)章節(jié)中，我們將內(nèi)容分為“基礎(chǔ)” “應(yīng)用”和“研究”3個(gè)部分。首先確保學(xué)生掌握中英文知識(shí)要點(diǎn)，包括方法的原理、分類(lèi)等內(nèi)容；其次，通過(guò)英文國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等實(shí)例增加學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)在應(yīng)用中的認(rèn)識(shí)；最后，通過(guò)國(guó)內(nèi)外知名專(zhuān)家學(xué)者的研究成果，引導(dǎo)、鼓勵(lì)和支持學(xué)生進(jìn)行課外研究和學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中逐漸增加英文授課的比例和難度，從專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的介紹逐漸過(guò)渡到原理和流程的示范。目前，學(xué)生普遍反映對(duì)英文術(shù)語(yǔ)的接受程度較高，對(duì)考卷中出現(xiàn)的英文術(shù)語(yǔ)感到習(xí)慣并理解；個(gè)別英語(yǔ)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，已經(jīng)能夠獨(dú)立撰寫(xiě)英文小論文；大部分學(xué)生已經(jīng)能夠獨(dú)立翻譯部分英文資料；仍有少部分學(xué)生閱讀并理解全英文文獻(xiàn)仍有較大困難。因此，在今后的教學(xué)過(guò)程中，我們還將逐步增加與學(xué)生的英文交流以及學(xué)生之間的英文討論。同時(shí)，在課后通過(guò)各種方式，了解學(xué)生對(duì)英文內(nèi)容的理解程度和對(duì)這種教學(xué)方式的接受程度，并根據(jù)實(shí)際掌握情況調(diào)整英文授課的范圍，在學(xué)生接受度和教學(xué)國(guó)際化之間找到平衡。

4 改革考試模式，因材施教，促進(jìn)個(gè)體發(fā)展

具有科學(xué)性、客觀性與可行性的考核方式，可以檢查學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，也可以進(jìn)行課堂教學(xué)效果的評(píng)價(jià)，提高教學(xué)效果，促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方法[6]。

傳統(tǒng)的考試模式以書(shū)面考試為主，側(cè)重于考查學(xué)生的記憶能力，對(duì)基本概念、原理的理解和掌握。而“色譜與分離”是一門(mén)工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生具有分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，使用傳統(tǒng)的考試模式并不能真正考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了改變學(xué)生死記公式，而不能從解決實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，合理利用公式的情況，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中增加了課堂提問(wèn)這一考核手段。由于各種客觀原因的存在，大學(xué)課堂上提問(wèn)相對(duì)較少，但我們發(fā)現(xiàn)提問(wèn)可以更直觀地檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。我們通過(guò)提問(wèn)各種情況下應(yīng)采用什么分離和色譜分析方法，使學(xué)生更好地集中注意力，推動(dòng)了學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋獨(dú)立思考，開(kāi)拓了學(xué)生解決工程問(wèn)題的思路。在傳統(tǒng)的書(shū)面考試中，我們?cè)黾恿舜罅抗こ填?lèi)和實(shí)踐性的題目，相較于死記硬背的學(xué)生，能夠靈活運(yùn)用理論知識(shí)的學(xué)生才能取得優(yōu)秀的成績(jī)。同時(shí)，我們還鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論、撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文和開(kāi)展校外實(shí)踐。

此外，不同的學(xué)生學(xué)習(xí)背景、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和職業(yè)生涯規(guī)劃不同，“色譜與分離”教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)更注重基礎(chǔ)知識(shí)的講授，結(jié)合要點(diǎn)舉例說(shuō)明，使學(xué)生更透徹地理解和掌握。對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，我們?cè)诨A(chǔ)教學(xué)之外，適當(dāng)增加色譜和分離科學(xué)前沿的介紹以及校外實(shí)驗(yàn)室的參觀實(shí)踐，提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，使學(xué)生對(duì)色譜在環(huán)境、生物和醫(yī)學(xué)等方向上的應(yīng)用獲得初步的認(rèn)識(shí)，在保證課程深度的基礎(chǔ)上增加知識(shí)點(diǎn)的廣度，加強(qiáng)與其他課程的聯(lián)系，幫助學(xué)生建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。例如，在液相色譜這一章節(jié)中，對(duì)于以就業(yè)為目的的學(xué)生，我們列舉了大量操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，基線漂移和壓力異常等，并講解了可能的原因和對(duì)應(yīng)的解決方法，鼓勵(lì)學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)，從實(shí)踐中學(xué)習(xí)；對(duì)于立志考研的學(xué)生，我們從生命科學(xué)等液相色譜應(yīng)用最多的前沿領(lǐng)域介紹了蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的最新發(fā)展，為他們提供更廣闊的學(xué)習(xí)空間，同時(shí)為他們考研選擇導(dǎo)師和學(xué)校指明了方向；對(duì)于基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，我們提供了多種聯(lián)系方式和充分的課外時(shí)間為他們答疑，與他們交流。通過(guò)持之以恒地教育和引導(dǎo)，以就業(yè)為目的的學(xué)生通過(guò)扎實(shí)的操作技能獲得了眾多企業(yè)的青睞，以考研為目的的學(xué)生找到了合適的導(dǎo)師，考取了理想的學(xué)校，一個(gè)因人而異和多面發(fā)展的教學(xué)體系由此而建成。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，“色譜與分離”是理論與實(shí)踐并重的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。在教學(xué)過(guò)程中，我們強(qiáng)化了工程和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不斷地改進(jìn)教學(xué)和考核方法，以學(xué)生為本，與時(shí)俱進(jìn)，提高了學(xué)生上課的積極性、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，和將所學(xué)知識(shí)用于實(shí)踐中的工程性，發(fā)揮了本課程在培養(yǎng)應(yīng)用型人才上的作用。在今后的教學(xué)改革中，我們還將針對(duì)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，提升國(guó)際化教學(xué)能力，滿(mǎn)足學(xué)校和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

[1]白靖文,徐雅琴,許晶,等.基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高等農(nóng)業(yè)院校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革研究[J].化工高等教育,2012,29(6):28-30.

[2]王承學(xué),石秀敏,王樹(shù)江,等.應(yīng)用型和創(chuàng)新型化工人才培養(yǎng)的雙結(jié)合模式研究[J].化工高等教育,2010,27(6):8-11.

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[4]鄭競(jìng)發(fā).爭(zhēng)取學(xué)生熱愛(ài)你的學(xué)科：讀《給教師的建議》有感[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2007(11):92.

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