工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，儀器分析課程教學(xué)改革探索

劉 斌,鄭長(zhǎng)征,常 薇,丁 濤,杜燕萍

(西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安 710048)

1 工程教育專業(yè)認(rèn)證背景

工程教育專業(yè)認(rèn)證是由專業(yè)性認(rèn)證機(jī)構(gòu)(協(xié)會(huì))組織工程技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域的教育界學(xué)術(shù)專家和相關(guān)行業(yè)的技術(shù)專家，以該行業(yè)工程技術(shù)從業(yè)人員應(yīng)具備的職業(yè)資格為要求，對(duì)工程技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)的工程教育質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)、認(rèn)可并提出改進(jìn)意見的過(guò)程[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心就是要確認(rèn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)[2]。2006 年，我國(guó)工程認(rèn)證工作拉開序幕，我國(guó)的工程教育認(rèn)證是在中國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)(簡(jiǎn)稱認(rèn)證協(xié)會(huì))領(lǐng)導(dǎo)下組織開展的，由專門職業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)同該領(lǐng)域的教育工作者一起進(jìn)行的，針對(duì)高等教育中工程類專業(yè)開展的一種合格評(píng)價(jià)。先期的四個(gè)認(rèn)證試點(diǎn)專業(yè)領(lǐng)域分別為：機(jī)械工程與自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、化學(xué)工程與工藝、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，其后認(rèn)證的專業(yè)領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。經(jīng)過(guò)十來(lái)年的發(fā)展，2016 年6 月2 日，我國(guó)成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員，并建立起相對(duì)完備的中國(guó)工程教育認(rèn)證體系。

對(duì)于某一門專業(yè)核心課程，專業(yè)認(rèn)證更加注重課程目標(biāo)對(duì)本專業(yè)培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求的具體支撐度，教學(xué)方法和手段以及考核方式對(duì)于課程目標(biāo)的達(dá)成度。因此在工程教育專業(yè)認(rèn)證的大背景下，作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，儀器分析課程的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和課程考核方式等勢(shì)必要做出相應(yīng)的改變和更新，以適應(yīng)工程教育認(rèn)證的要求，提高化學(xué)工程與工藝專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 儀器分析課程教學(xué)改革措施

儀器分析是分析化學(xué)的一個(gè)重要分支，是在化學(xué)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的一門課程。通過(guò)采用比較復(fù)雜或特殊的儀器設(shè)備測(cè)量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)參數(shù)及其變化，來(lái)獲取有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的一類方法[3]。其內(nèi)容繁多，學(xué)科交叉明顯，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)要求較高。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠熟練掌握各類儀器分析方法的基本原理和儀器的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)各儀器分析方法的應(yīng)用對(duì)象及分析過(guò)程要有基本的了解，能夠利用這些儀器完成定性、定量、結(jié)構(gòu)分析的任務(wù)，從而為其以后的工作、科研及進(jìn)一步地學(xué)習(xí)作必要的鋪墊。結(jié)合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案中明確規(guī)定了本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到12項(xiàng)畢業(yè)要求。儀器分析課程主要支撐畢業(yè)要求中的2項(xiàng)，分別是：能夠基于科學(xué)原理和專業(yè)知識(shí)，采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜化學(xué)工程問題，特別是精細(xì)化工、輕化工領(lǐng)域相關(guān)問題進(jìn)行研究，具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、產(chǎn)品檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析的能力，并綜合相關(guān)信息得到合理有效的結(jié)論和能夠綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和化學(xué)工程的基本原理，結(jié)合文獻(xiàn)，識(shí)別、表達(dá)、分析復(fù)雜化學(xué)工程問題，特別是能源化工、精細(xì)化工領(lǐng)域相關(guān)問題，并獲得有效結(jié)論。針對(duì)這些要求，我們對(duì)儀器分析課程的教學(xué)改革提出了一些措施。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

我校的儀器分析課程主要面向化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、生物工程等專業(yè)開設(shè)。在先前的教學(xué)過(guò)程中，每個(gè)專業(yè)的儀器分析課程內(nèi)容都是一致的，沒有任何不同，并沒有考慮到每個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)方向都有很大的不同。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，要仔細(xì)觀察化學(xué)工程與工藝專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)方向和畢業(yè)要求，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和更新，以適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的需要。我校儀器分析課程講授的主要教學(xué)內(nèi)容有光譜法、色譜法和電化學(xué)分析法3個(gè)部分。為加強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性，滿足化學(xué)工程與工藝專業(yè)發(fā)展需要，在此基礎(chǔ)上，增加了一些教學(xué)內(nèi)容如：X射線光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法和超臨界流體色譜。儀器分析課程最顯著的特點(diǎn)還在于各種儀器隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展很快，使得相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容需要及時(shí)進(jìn)行更新，這就要求授課教師時(shí)刻關(guān)注儀器分析研究方面的最新成果。因此，在該課程教學(xué)過(guò)程中，除了講清教學(xué)參考書上的知識(shí)外，教師應(yīng)該根據(jù)培養(yǎng)方案中專業(yè)方向的需要，了解跟蹤國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展前沿，尤其是分析化學(xué)學(xué)科相關(guān)的最新研究成果和發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)對(duì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和更新，拓展學(xué)生的知識(shí)面，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，提高教學(xué)效果

儀器分析課程包括各種儀器的工作原理、結(jié)構(gòu)、定性定量方法及應(yīng)用范圍等教學(xué)內(nèi)容。每種分析儀器都不盡相同，而且有些儀器原理及結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容非常抽象。教師講課難，學(xué)生學(xué)習(xí)也提不起興趣，教學(xué)效果較差。為了提高教學(xué)效果，必須要采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，在教學(xué)過(guò)程中，首先要做好充分的教學(xué)準(zhǔn)備，熟悉教學(xué)內(nèi)容，精心備課，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法如講授法、提問法、黑板演示、分組討論等或幾種方法綜合運(yùn)用，以提高學(xué)習(xí)效果。在分組討論中，教師可以先講解教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，再提出問題，讓同學(xué)們討論，從討論中理解知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。也可以上一節(jié)課布置下一節(jié)課的討論題目，讓學(xué)生自行分組，通過(guò)查找資料，收集相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。到正式上課時(shí)，通過(guò)教師提問、學(xué)生分組討論的方式，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的講述，使學(xué)生及時(shí)掌握教學(xué)內(nèi)容。教師在每一章節(jié)內(nèi)容講授結(jié)束后，花一定的時(shí)間對(duì)本章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生能夠?qū)Ρ菊鹿?jié)的基本內(nèi)容有清楚的認(rèn)識(shí)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。其次，在教學(xué)過(guò)程中，理論教學(xué)要與實(shí)際應(yīng)用的案例相結(jié)合。通過(guò)對(duì)案例的剖析，讓同學(xué)加深對(duì)不同儀器的原理和使用方法的認(rèn)識(shí)。此外，還可以將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。多媒體教學(xué)可以將課堂中難以講解甚至根本無(wú)法在黑板上畫出的儀器裝置圖、操作步驟等制作成幻燈片或者Flash動(dòng)畫，給學(xué)生以感官上的刺激、讓學(xué)生清楚的了解儀器的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、熟悉儀器的使用方法。這樣一來(lái)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使枯燥的課堂變得有趣，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于教學(xué)效果的提高。但在利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，也存在一些問題，必須加以注意。不能將書本上的文字簡(jiǎn)單復(fù)制到多媒體課件上，沒有總結(jié)和加工，上課只知道念PPT，忽視了學(xué)生的感受和與學(xué)生之間的交流。多媒體課件主要起提綱摯領(lǐng)的作用，教學(xué)過(guò)程中也不能完全依賴于教學(xué)課件。發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)的長(zhǎng)處時(shí)，也不能丟棄傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，還是要通過(guò)黑板和粉筆進(jìn)行輔助教學(xué)。我們還可以借助網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行輔助教學(xué)。課堂上的時(shí)間畢竟是有限的，教師與學(xué)生之間的交流往往不夠深入和具體。課堂之外，我們可以借助QQ、微信、郵件等網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行輔助教學(xué)。比如通過(guò)QQ視頻與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的交流，解答學(xué)生的疑惑，對(duì)學(xué)生進(jìn)行具體的指導(dǎo)。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生對(duì)儀器的認(rèn)知和動(dòng)手能力

儀器分析課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。但是受到學(xué)校條件和課程設(shè)置的問題，我校以前開設(shè)的儀器分析課程只是純粹的理論課程，并沒有配套開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，我們對(duì)儀器分析課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了修改，針對(duì)不同的專業(yè)增加了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)而言，我們開設(shè)了有關(guān)氣相色譜、液相色譜、電化學(xué)、紫外和熒光光譜分析的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，希望通過(guò)這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)常見儀器的認(rèn)識(shí)和了解，能夠進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)操作。另外我們對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)還開設(shè)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程，這類實(shí)驗(yàn)主要是綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生對(duì)儀器進(jìn)行更深入的了解，并能夠進(jìn)行相關(guān)的操作，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，對(duì)儀器分析理論教學(xué)也是一個(gè)強(qiáng)有力的補(bǔ)充。當(dāng)然在儀器分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生的操作不可避免的出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，違反實(shí)驗(yàn)要求。這就要求我們教師要及時(shí)的加以指導(dǎo)，指出學(xué)生存在的問題，幫助學(xué)生解決，協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的問題要加以記錄和分析，提出改進(jìn)措施和方法，努力地提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力。

2.4 采用理論考試和實(shí)踐操作并重的考核方式

目前我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)儀器分析課程的考核方式主要是閉卷考試。期末考試成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。考試內(nèi)容主要是各種儀器分析方法的基本原理及相關(guān)的應(yīng)用。這種考核方式難以體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)掌握情況，尤其是學(xué)生對(duì)儀器的使用情況無(wú)法體現(xiàn)。所以在工程認(rèn)證的背景下，這次教學(xué)大綱的修訂，將考核方式變成了理論考試和實(shí)驗(yàn)技能操作相結(jié)合的模式。采用總成績(jī)分為三部分：期末考試成績(jī)占50%、平時(shí)成績(jī)占10%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%。期末考試主要是理論考試。而實(shí)驗(yàn)成績(jī)中，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行量化評(píng)分，評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化到各個(gè)方面，如：預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、問題討論。每個(gè)內(nèi)容各占一定的比例，尤其是實(shí)驗(yàn)操作比例較大。這樣可以充分考慮學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)效果，也可以引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)其對(duì)儀器的操作能力，強(qiáng)化他們的實(shí)驗(yàn)技能。

3 結(jié)束語(yǔ)

儀器分析課程是一門實(shí)踐性和創(chuàng)新性都很強(qiáng)的課程。近年來(lái)，新的儀器、理論、方法層出不窮，課程內(nèi)容更新非常快。因此，在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，必須對(duì)原有的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行改革。在教學(xué)過(guò)程中，我們以化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向，堅(jiān)持以工程教育專業(yè)認(rèn)證的以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)三大基本理念為指導(dǎo)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)模式，緊跟儀器分析的發(fā)展趨勢(shì)，不斷更新儀器分析的教學(xué)內(nèi)容，增加儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生們的綜合能力。

[1] 林 健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究,2015(2):10-19.

[2] 劉 寶,李貞剛,阮伯興.基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的大學(xué)課堂教學(xué)模式改革[J].黑龍江高教研究,2017(4):157-160.

[3] 杜甫佑,阮貴華,李建平,等.以《儀器分析》教學(xué)改革為契機(jī),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].2011,39(3):177-178,189.

(本文文獻(xiàn)格式：劉斌,鄭長(zhǎng)征,常薇,等.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，儀器分析課程教學(xué)改革探索[J].山東化工，2018，47(02)：129-130.)