工程教育專業認證背景下，儀器分析課程教學改革探索

劉 斌,鄭長征,常 薇,丁 濤,杜燕萍

(西安工程大學環境與化學工程學院,陜西 西安 710048)

1 工程教育專業認證背景

工程教育專業認證是由專業性認證機構(協會)組織工程技術專業領域的教育界學術專家和相關行業的技術專家，以該行業工程技術從業人員應具備的職業資格為要求，對工程技術領域的相關專業的工程教育質量進行評價、認可并提出改進意見的過程[1]。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是以培養目標和畢業要求為導向的合格性評價[2]。2006 年，我國工程認證工作拉開序幕，我國的工程教育認證是在中國工程教育認證協會(簡稱認證協會)領導下組織開展的，由專門職業協會、學會同該領域的教育工作者一起進行的，針對高等教育中工程類專業開展的一種合格評價。先期的四個認證試點專業領域分別為：機械工程與自動化、電氣工程及其自動化、化學工程與工藝、計算機科學與技術，其后認證的專業領域不斷擴展。經過十來年的發展，2016 年6 月2 日，我國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員，并建立起相對完備的中國工程教育認證體系。

對于某一門專業核心課程，專業認證更加注重課程目標對本專業培養方案中的畢業要求的具體支撐度，教學方法和手段以及考核方式對于課程目標的達成度。因此在工程教育專業認證的大背景下，作為化學工程與工藝專業的專業基礎課，儀器分析課程的教學大綱、教學內容、教學方法和課程考核方式等勢必要做出相應的改變和更新，以適應工程教育認證的要求，提高化學工程與工藝專業的人才培養質量。

2 儀器分析課程教學改革措施

儀器分析是分析化學的一個重要分支，是在化學分析的基礎上發展起來具有多學科交叉性、發展性和前沿性的一門課程。通過采用比較復雜或特殊的儀器設備測量物質的某些物理或物理化學參數及其變化，來獲取有關物質的化學組成、成分含量及化學結構等信息的一類方法[3]。其內容繁多，學科交叉明顯，對學生的基礎知識要求較高。通過本課程的學習，使學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構，對各儀器分析方法的應用對象及分析過程要有基本的了解，能夠利用這些儀器完成定性、定量、結構分析的任務，從而為其以后的工作、科研及進一步地學習作必要的鋪墊。結合工程教育認證標準，我校化學工程與工藝專業培養方案中明確規定了本專業學生畢業時應達到12項畢業要求。儀器分析課程主要支撐畢業要求中的2項，分別是：能夠基于科學原理和專業知識，采用科學方法對復雜化學工程問題，特別是精細化工、輕化工領域相關問題進行研究，具備實驗設計、實驗實施、產品檢測、數據分析的能力，并綜合相關信息得到合理有效的結論和能夠綜合應用數學、自然科學和化學工程的基本原理，結合文獻，識別、表達、分析復雜化學工程問題，特別是能源化工、精細化工領域相關問題，并獲得有效結論。針對這些要求，我們對儀器分析課程的教學改革提出了一些措施。

2.1 優化教學內容，突出教學重點

我校的儀器分析課程主要面向化學工程與工藝、應用化學、環境工程、環境科學、生物工程等專業開設。在先前的教學過程中，每個專業的儀器分析課程內容都是一致的，沒有任何不同，并沒有考慮到每個專業的培養目標、專業方向都有很大的不同。在工程教育專業認證的背景下，要仔細觀察化學工程與工藝專業的培養目標、專業方向和畢業要求，選擇合適的教學內容，對原有的教學內容進行優化和更新，以適應專業發展的需要。我校儀器分析課程講授的主要教學內容有光譜法、色譜法和電化學分析法3個部分。為加強教學的針對性，滿足化學工程與工藝專業發展需要，在此基礎上，增加了一些教學內容如：X射線光譜法、質譜法、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還在于各種儀器隨著科學技術的進步發展很快，使得相應的教學內容需要及時進行更新，這就要求授課教師時刻關注儀器分析研究方面的最新成果。因此，在該課程教學過程中，除了講清教學參考書上的知識外，教師應該根據培養方案中專業方向的需要，了解跟蹤國內外科技發展前沿，尤其是分析化學學科相關的最新研究成果和發展趨勢，及時對相應的教學內容進行補充和更新，拓展學生的知識面，加深學生對相關理論知識的理解，激發學生的學習興趣。

2.2 采用適當的教學方法和手段，提高教學效果

儀器分析課程包括各種儀器的工作原理、結構、定性定量方法及應用范圍等教學內容。每種分析儀器都不盡相同，而且有些儀器原理及結構部分的內容非常抽象。教師講課難，學生學習也提不起興趣，教學效果較差。為了提高教學效果，必須要采用適當的教學方法和手段。

為了激發學生的學習興趣，提高其學習的主動性和積極性，在教學過程中，首先要做好充分的教學準備，熟悉教學內容，精心備課，根據具體的教學內容，采用不同的教學方法如講授法、提問法、黑板演示、分組討論等或幾種方法綜合運用，以提高學習效果。在分組討論中，教師可以先講解教學內容的重點和難點，再提出問題，讓同學們討論，從討論中理解知識的重點和難點。也可以上一節課布置下一節課的討論題目，讓學生自行分組，通過查找資料，收集相關的教學內容。到正式上課時，通過教師提問、學生分組討論的方式，將教學內容進行詳細的講述，使學生及時掌握教學內容。教師在每一章節內容講授結束后，花一定的時間對本章節的知識點進行總結，使學生能夠對本章節的基本內容有清楚的認識，從而提高教學質量。其次，在教學過程中，理論教學要與實際應用的案例相結合。通過對案例的剖析，讓同學加深對不同儀器的原理和使用方法的認識。此外，還可以將多媒體教學與傳統教學相結合。多媒體教學可以將課堂中難以講解甚至根本無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動畫，給學生以感官上的刺激、讓學生清楚的了解儀器的內外部結構、熟悉儀器的使用方法。這樣一來提高了學生的學習熱情，使枯燥的課堂變得有趣，增加了學生的學習興趣，有利于教學效果的提高。但在利用多媒體課件進行教學，也存在一些問題，必須加以注意。不能將書本上的文字簡單復制到多媒體課件上，沒有總結和加工，上課只知道念PPT，忽視了學生的感受和與學生之間的交流。多媒體課件主要起提綱摯領的作用，教學過程中也不能完全依賴于教學課件。發揮現代教學的長處時，也不能丟棄傳統教學的優勢，還是要通過黑板和粉筆進行輔助教學。我們還可以借助網絡工具進行輔助教學。課堂上的時間畢竟是有限的，教師與學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、郵件等網絡工具進行輔助教學。比如通過QQ視頻與學生進行面對面的交流，解答學生的疑惑，對學生進行具體的指導。

2.3 加強實驗教學，提高學生對儀器的認知和動手能力

儀器分析課程是一門實踐性很強的課程。但是受到學校條件和課程設置的問題，我校以前開設的儀器分析課程只是純粹的理論課程，并沒有配套開設實驗課程。在工程教育專業認證的背景下，我們對儀器分析課程的教學大綱進行了修改，針對不同的專業增加了相應的實驗內容。對化學工程與工藝專業而言，我們開設了有關氣相色譜、液相色譜、電化學、紫外和熒光光譜分析的一些實驗內容。這些實驗主要是驗證性實驗，希望通過這些基礎實驗，加強學生對常見儀器的認識和了解，能夠進行基本的實驗操作。另外我們對化學工程與工藝專業還開設了專業實驗和創新實驗課程，這類實驗主要是綜合性和設計性的實驗，需要學生對儀器進行更深入的了解，并能夠進行相關的操作，從而提高學生的動手能力和創新能力，對儀器分析理論教學也是一個強有力的補充。當然在儀器分析實驗過程中，學生的操作不可避免的出現一些錯誤，違反實驗要求。這就要求我們教師要及時的加以指導，指出學生存在的問題，幫助學生解決，協助完成實驗內容。實驗結束后，要求學生認真撰寫實驗報告，對實驗過程中產生的問題要加以記錄和分析，提出改進措施和方法，努力地提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。

2.4 采用理論考試和實踐操作并重的考核方式

目前我校化學工程與工藝專業儀器分析課程的考核方式主要是閉卷考試。期末考試成績占70%，平時成績占30%。考試內容主要是各種儀器分析方法的基本原理及相關的應用。這種考核方式難以體現學生的真實掌握情況，尤其是學生對儀器的使用情況無法體現。所以在工程認證的背景下，這次教學大綱的修訂，將考核方式變成了理論考試和實驗技能操作相結合的模式。采用總成績分為三部分：期末考試成績占50%、平時成績占10%、實驗成績占40%。期末考試主要是理論考試。而實驗成績中，對每次實驗都進行量化評分，評分的標準細化到各個方面，如：預習報告、實驗操作、數據處理、實驗結果、問題討論。每個內容各占一定的比例，尤其是實驗操作比例較大。這樣可以充分考慮學生平時學習效果，也可以引導學生加強其對儀器的操作能力，強化他們的實驗技能。

3 結束語

儀器分析課程是一門實踐性和創新性都很強的課程。近年來，新的儀器、理論、方法層出不窮，課程內容更新非常快。因此，在工程教育專業認證的背景下，必須對原有的教學大綱、教學內容、教學方法和考核方式進行改革。在教學過程中，我們以化學工程與工藝本科專業認證為導向，堅持以工程教育專業認證的以學生為中心、以產出為導向和持續改進三大基本理念為指導，及時調整教學方法和教學模式，緊跟儀器分析的發展趨勢，不斷更新儀器分析的教學內容，增加儀器分析實驗教學內容，強化學生實驗技能，提高學生們的綜合能力。

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

[2] 劉 寶,李貞剛,阮伯興.基于工程教育專業認證的大學課堂教學模式改革[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》教學改革為契機,培養學生創新能力[J].2011,39(3):177-178,189.

(本文文獻格式：劉斌,鄭長征,常薇,等.工程教育專業認證背景下，儀器分析課程教學改革探索[J].山東化工，2018，47(02)：129-130.)