培养应用型人才背景下仪器分析实验课程教学改革与实践

刘艳红 马晓光 乌兰其其格 张曼

摘要：仪器分析实验课程实践性强，适用性高，与社会接轨度较高，对于培养学生的创新能力和科学素养的培养目标以及应用型人才培养方面都起着重要作用，通过对实验内容的精选调整，利用大创项目及教师项目做到教研一体化，校企合作的产教融合的方式，本科论文期间加大实验室开放力度，都极大的增强了学生的操作技能和实验科研潜能.最后注重过程的多元化考核体系的建立，都是构筑良好仪器分析实验课程的良好途径.

关键词：培养应用型人才;仪器分析实验;教学改革;实践

中图分类号：G642.423  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）08-0167-02

随着科技的迅猛发展，检测手段的不断更新，仪器分析实验课已成为高校一门重要的实验课.是理论课儀器分析课程教学过程中的实际演练过程，对于培养学生基础技能、实际操作能力、科技素养以及增强学生创造创新意识等方面都起着不可或缺的作用.所以仪器分析实验课是化学化工、生物科学、环境科学、建筑学等专业的重要基础技能课程之一[1-3].

为适应国家高校改革的需要，地方高校面临着向应用技术性转型的必然决择[4].赤峰学院作为内蒙古自治区转型发展试点院校，同时被列入全国百所“产教融合发展工程建设规划项目应用型本科院校”.学校以培养应用型、复合型、创新创业型人才的办学宗旨.自2010年以来，赤峰市政府及自治区两级政府不断加大断仪器设备投入，以促进学院的实验教学及科研的发展.围绕这一办学理念，根据我们与时俱进的实践教学原则，主要从以下几方面对仪器分析实验课程进行教学改革.

1 精选实验内容，改进实验项目，增加综合性实验和创新型实验

随着科技的不断进步，教学仪器的不断更新，仪器分析实验教材内容陈旧，很难适应现代分析化学的发展和社会发展需求.赤峰学院仪器分析实验本学期所选的12个实验项目中，紫外可见分光光度计有2个，可见分光光度计有2个，荧光有1个，液相1个，红外1个，自动电位滴定2个，选择性电极实验及pH测定各1个，火焰光度计测水中钾离子含量1个.从以上项目结构来看，紫外与可见分光光度计原理类似，实验项目所占比例约为25%，可以适当删减，增加原子吸收光谱测定金属和循环伏安法研究电极反应过程.另外选择性电极实验与自动电位滴定实验原理类似，可做适当删减，增加气相色谱实验和有机化合物准确相对分子质量的测定.如果有条件可以增加核磁氢谱和碳谱的测定，以及质谱测定或液质联用的测定.另外为增加学生上课的积极性和主动性，可以鼓励学生来选择被测试样品.比如荧光素维生素B2含量的测定实验，书本上是以未知浓度的维生素B2作为未知样来进行测定的，可以鼓励学生测定蘑菇或胡萝卜里维生素B2的含量，当然这需要学生必须在上课前将样品处理好，对学生和老师来讲都是很大的工作量.但是通过这次的样品处理，可以让学生变被动为主动，同时对实验理解深刻，起到事半功倍的效果.其它的比如气相色谱、液相色谱、原子吸收都可以有学生选择被测对象，学生查资料、处理样品的过程中，对实验课理解深刻，对理论课的学习，起到很好的辅助效果.

2 利用好大创项目及教师项目，教师科研与实验教学相结合

赤峰学院每年校级大学生创业项目、自治区级大学生创业项目和国家级大学生创业项目共百余项，而作为化学化工学院的创新项目也能达到30多项，再加上教师的科技厅及教育厅项目10余项，按每个项目5人左右，基本上化学化工学院的每个学生都能参与到项目中来.这些项目中涉及到甲醇电池催化剂的制备和性能测定、纳米光催化剂材料的制备以及在污水处理中的应用、纤维素纳米晶的制备以及对污水中重金属的吸附等项目.前期的实验主要是对样品进行制备、纯化分离，后期的实验主要涉及提纯样品的结构性能定量表征，基本上都会用到仪器进行分析.这样不仅让学生巩固到仪器分析实验的内容，也让学生近距离的接触科学前沿的东西，增加学生的科研素养.这些项目的开展中也让学生进一步深入的学习了仪器的使用方法，是对课内的学习进行有效的补充和加深[5].这些项目完成一方面使教师在完成教学任务的同时，提高了科研水平.另一方面，学生也从理论走向实际应用，能更好的促进理论知识的学习，达到教学相长的目的.

3 建立校企合作，产教融合的开放式教学模式

近年来，我院推行校企合作，协同育人，打破学校、实验室教学空间的封闭性.先后与瑞阳化工、市环保局、元美农副产品有限责任公司等企事业单位合作，学生可以不间断地与企事业单位实习与工作，这样接触实际检测相结合的实验项目增多，让学生了解不同仪器分析在实践中的应用与之间的联系，培养学生运用知识和技能解决实际问题的能力，有利于学生探索求知欲的激发，进一步强化学生的实践能力、创新思维能力.如赤峰学院化工学院与龙泽节水灌溉有限公司合作的项目“全生物降解地膜的开发及推广”获得内蒙古自治区和国家科技基金的赞助.又如2014年成立的“内蒙古自治区光电功能材料”重点实验室，突出学科交叉融合和协同创新，突出与产业发展、社会需求、科技前沿紧密衔接，深化产教融合，全面提升我校在人才培养、科学研究、社会服务和国际交流合作中的综合实力，加强服务区域经济的能力.更好的融入社会、服务地方，推动赤峰发学院转型发展.与赤峰引盛光电有限公司合作创立光电功能材料协同创新中心，该中心可使科研与实际生产进一步紧密结合，提高我校产学研一体化的优势，深化校企合作，加快科技成果转化能力.为我校今后打造科研平台，组建人才团队，培养特色学科有较强的推动作用.同时，校企合作能够扩展目前化学化工学院的应用化学专业方向，可定向培养光电功能材料方向的人才，为企业提供光电功能材料的专业人才.学生通过实际的样品制作与性能测定，一方面熟悉了制备的原理与过程.另一方面在性能测定的过程中巩固了仪器的操作与使用，这也是仪器分析实验课的有效延展.

4 学生完成本科论文期间，进一步加大实验室开放力度[6]

除了以上项目教学、校企合作之外，学生完成本科论文，也是对仪器分析实验课的必要补充.在完成学生学位论文期间，赤峰学院化学化工学院的所有实验室都是开放的.实验老师在仪器使用方面又重新加以讲解，学生可以用自己做的样品重新使用仪器测定，实验后对实验谱图和数据进行处理，这时对于仪器使用和相关的理论知识又提升一个新的高度.如学生做一个新的稀土配合物的实验，首先对合成出新的配体和稀土配合物进行红外表征，一般要求学生去查常见价键的红外吸收，通过配体与配合物的吸收对比来初步认定配合物的合成，一般认为配体与配合物相差20～30cm-1，就可以初步認定配合物的生成.然后我们可以对配合物进行核磁氢谱和碳谱的表征，通过氢谱和碳谱的峰的位置来再次确定配合物的生成，以上是对配合物的结构表征.我们还可以对配体和配合物进行紫外可见吸收表征，通过配体和配合物的吸收不同也能确定配合物的初步生成.如果稀土配合物具有发光性能，我们还可以对样品进行固体荧光表征，学生可以查阅资料，查一下稀土的特征峰来检测配体敏化稀土发光的效果如何，如果有条件还可以做一下稀土的荧光寿命和量子产率.另外如果可以培养出稀土配合物的单晶，我们还可以对样品做X射线单晶衍射来确定样品的进行结构.这样一个简单的本科论文实验学生就可以掌握红外光度计、紫外可见分光光度计、核磁、荧光光度计及X射线单晶衍射的使用和原理.学生掌握效果非常明显.

5 建立多元化考核方式，注重过程考核

建立科学全面合理的考核评价体系是教学改革的努力目标，围绕应用型本科人才的培养目标，调整仪器分析实验考核方式.注重对实验课程的过程化考核.仪器分析实验考核体系里分为两大部分：平时成绩和期末考试成绩.平时成绩占综合成绩的70%，期末实验测试成绩占综合成绩30%.平时成绩中包括实验前预习报告成绩、实验时实验操作成绩和实验后实验报告成绩，占比分别为10%、40%和50%.预习实验报告成绩，包括学生的预习报告和通过课前讲解以提问的形式来检查学生预习的情况.实验过程中主要注重学生仪器操作及溶液配制等的情况，来确定每一个实验的平时操作成绩.根据学生的实验报告的数据处理和图谱分析情况来确定学生实验报告成绩，综合这三项得出平时成绩[7].期末考试成绩是让学生通过答卷的形式来确定成绩.答卷内容主要是各个实验需注意的事项原理方法等.主要考核学生的总体掌握情况.多元化的评价体系可以相对较客观的反映出学生的真实学习掌握水平.

仪器分析实验课程实践性强，适用性高，与社会接轨度较高，而且在培养学生的创新能力和科学素养的培养目标以及应用型人才培养方面都起着重要作用，通过对实验内容的精选调整，利用大创项目及教师项目做到教研一体化，校企合作的产教融合的方式，学生本科论文期间加大实验室开放力度，我们通过在这几方面尝试与探索进行改革，都极大的增强了学生的操作技能和实验科研潜能.最后注重过程的多元化考核体系的建立，都是构筑良好仪器分析实验课程的良好途径.通过这些改革，一方面为学生继续进行研究生学习奠定基本的科研基础，另一方面也为社会提供有用的专业人才.

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参考文献：

〔1〕孙丽梅，邱雪杉，王恩华，等.病理学数字化实验教学的开发研究与实践[J].中华医学教育杂志，2013（7）：90-91.

〔2〕李承勇，吴晓萍，卢虹玉等.提升仪器分析互动式教学效果的探讨[J].山东化工，2017，46（12）：164-165.

〔3〕李卉卉，张士伟，海锦慧，等.面向应用型人才培养的仪器分析实验教学改革[J].化学教育，2015，36（16）：40-43.

〔4〕张芳，李国平.地方院校向应用技术型高校转型的困境与对策[J].教育与职业，2017，38（6）：48-51.

〔5〕杨梅，常文贵，吴菊，金俊成.应用型本科院校仪器分析实验的教学改革[J].广州化工，2018，46（12）：164-165.

〔6〕宋晓芳，张超，史玉敏.仪器分析实验开放性教学初探[J].教育教学论坛，2017（48）：279-280.

〔7〕张军丽，时文中，徐启杰.产教融合背景下仪器分析及实验课程教学改革与实践[J].高教学刊，2019（07）：110-112.