產教融合背景下儀器分析及實驗課程教學改革與實踐

張軍麗 時文中 徐啟杰

摘? 要：校企合作及產教融合是使人才培養質量得到提高的有效手段。針對目前應用化學專業儀器分析及實驗教學過程中存在的主要問題，根據教學改革和培養創新能力的需要，通過優化教學內容以提高學生創新實踐能力，以“五大模塊”為內容進行項目化教學;改革教學方法，實施“四步”實驗教學法;建立產教融合的開放式教育教學模式四個方面對課程教學進行改革與實踐，保障了教學質量的提高。為培養多元化、技能多樣化、適應社會發展的應用型技術人才提供一種途徑。

關鍵詞：儀器分析及實驗;教學改革;產教融合;應用型技術人才

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）07-0110-03

Abstract： School-enterprise cooperation and production-education integration are effective means to improve the quality of personnel training. Aiming at the main problems existing in the process of instrumental analysis and experimental teaching of applied chemistry， according to the needs of teaching reform and cultivating innovation ability，the course teaching has been reformed and practiced. In order to improve the practical ability of students to optimize course teaching content， the "five modules" as the content of the project teaching. Reform teaching methods and implement "four steps" experiment teaching method. Establish an open education teaching mode that combines school-industry cooperation and production-teaching integration. The reform and practice of the course teaching in four aspects ensure the improvement of teaching quality. It would? provide a way to cultivate applied professional and technical personnel dapt to social development with diversification and diversified skills.

Keywords： instrumental analysis and experiment; reform teaching methods; integration of production and teaching; applied professional and technical personnel

受到內部、外部多種原因的相互影響，地方院校面臨著向應用技術型高校轉型的必然決擇[1]。黃淮學院率先進行了改革，成為應用型技術人才重點示范院校。2018年5月，由黃淮學院主辦，在駐馬店市會展中心舉行第五屆產教融合發展戰略國際論壇，突出體現了“扎根中國大地辦大學——新時代產教融合新作為”的主題，涉及現代化產業體系、鄉村振興戰略、新型城鎮化與人力資源供給等核心議題。堅持“突出應用、發展集群、特色培育、質量提高”的指導原則，大力加強專業建設，積極融入地方，服務當地經濟，提供需要的高級應用職業技術型人才。強力推進產教融合戰略，總結經驗并服務國家創新驅動戰略與戰略性新興產業崛起[2，3]。

儀器分析及實驗是依靠先進的大中型儀器對樣品的結構、組成等物理化學性質進行測試的一門學科，在化工、環境、醫學等行業領域有著廣泛而非常積極的應用。儀器分析及實驗作為我校應用化學、化學工程與工藝專業學生的專業基礎課，是理論與實驗相結合的課程，對培養應用型人才有著舉足輕重的作用，將來學生可以成為化學檢驗工、化學分析工，化學工程師等職業技術人員。但是在儀器分析及實驗的課程設計、教學內容優化、保障實驗教學質量，提高學生實踐動手能力等方面的研究不夠深入，進而導致人才培養目標無法有效地落實到課程之上，難以徹底地解決處于快速發展的現代社會對敢于開拓進取的復合型人才的社會需求脫節的根本問題。結合多年的實驗教學體會和經驗，本文在儀器分析及實驗教學中，對優化課程教學內容，改革教學方法，建立校企合作，產教融合的開放式教育教學模式，用以培養發展多元化、技能多樣化、適應社會發展的應用技術型人才。

一、優化提高學生動手實踐能力的教學內容

課程教學內容是實驗教學的基礎，是教學改革的核心。長期以來，我們深刻地認識到傳統的儀器分析及實驗課程內容是制約校企合作、產教融合及協同育人培養質量的一個關鍵條件。因此，利用產教融合強化創新應用型人才的培養，優化教學內容及模式，提高學生適應所在就業崗位的能力、實踐動手能力具有重要意義。

化學與制藥工程學院對接駐馬店周邊乃至全國化工行業企業，開展化工人才需求調研，圍繞人才“知識、能力、素質”三方面，引進企業資源，全面修訂教學大綱，以案例教學為抓手，達到企業項目和案例資源引入課堂的目的，有序整合課程教學資源，優化教學內容，與環境科學、生物技術，生命科學，醫藥醫學相結合實現跨界融合，實現產教融合，校企合作下開設實驗項目，使得企業、學校及研究院所的大型儀器在人才培養方面充分發揮作用。

新形勢下我們已經轉變觀念，與企業積極主動參與多面合作，使學生創業就業的步伐更快地推動，培養適應社會需求的技術應用型創新人才。結合駐馬店市開發區黃淮衛生安全檢測評價有限公司所檢測的項目，設置課程教學內容。如采用AA7000原子吸收光譜儀開設的“原子吸收光譜法測定練江河水中金屬鉛的含量”，“火焰原子吸收光譜法測定練江河水中銅的含量”，“原子吸收法測定練江河水中Cd2+的含量”，經過3種離子測定的實驗操作，學生就能獨自操作原子吸收光譜儀測定各種水中的鋅、鐵、錳、錫等幾十種金屬離子的含量了。這樣的工作過程系統化實驗教學可以使學生快速掌握儀器的使用，直接對接社會需求，可服務于駐馬店及河南地方經濟發展。還開設了“石墨爐原子吸收分光光度法測餅干中鉛”，“石墨爐原子吸收分光光度法測餅干中鎘”，“石墨爐原子吸收分光光度法測餅干中鉻”，實現了對食品中痕量重金屬離子含量測定，學生對所學內容感興趣，認為知識“不再是學而無用”。使得學生由被動學習變主動學習，他就會萌生出“可不可以再檢測一下有沒有其它的有害金屬”等有意義的想法，促進其聯想思維，從而使得學生充分發揮主觀能動性，自我創造性。學生不但掌握了教學內容，保障實驗教學質量，還能提高學生動手能力及科研素質，使其成為新型的應用型人才。

二、以“五大模塊”為內容進行項目化教學

為了適應創新創業教育對人才培養的要求，儀器分析及實驗教學對學生創新科研思維三大能力均要突出培養。必須設計有代表性和創新性實驗內容，以適應社會對人才培養的日益提高的要求。結合當今社會新技術和新動態，盡最大可能與企業或科研項目相融合。所以，采用模塊化構建儀器分析及實驗課程內容，按儀器分析方法的不同進行樣品檢驗及測定，構建為紅外-紫外-熒光光譜法、原子吸收-發射光譜法、氣相-液相-離子色譜法、熱分析法和電化學分析法5個教學子模塊。模塊與模塊之間既相對獨立又相互呼應補充。每個模塊中再開設項目化、情景化的實驗項目，綜合性、拓展性實驗保證模塊之間的互動協調補充[4]。同時，根據不同模塊的共同特點及研究最新進展，在創新開放式實驗上開設多個選修實驗專題。

項目化教學的重點是項目，工作任務是驅動手段，結合理論與實踐，使學生在完成一個又一個的任務過程中掌握知識，熟練技能。在化工、制藥等企業開展調查研究，根據崗位任務剖析知識要求與職業能力，確定課程教學目標。如何選取優化課程內容、設計教學任務和情境、教學實踐、考核方式均是通過工作任務及過程來實現[5]。儀器分析及實驗課程在教學過程中采用“模塊式教學，項目化情景教學設計”的方式。根據真實工作任務、工作過程整合教學內容，轉變為相應的實驗項目，使學生在實際“情境”中進行學習，既包括理論知識點又提高學生能力培養，以具體樣品的檢測為載體，實現教學做一體化，結合理論與實踐使得工作過程向教學過程的轉化得以實現[6]。

以紫外分光光度法測定練江河水中苯酚的含量為例（表1），增強課程的系統性，學生能掌握地更熟練，對教學單元更易掌握。學生就能更易于掌握紫外可見分光光度法。同時，教學過程中也減少了學生的學習實驗課程壓力，使學生輕松愉快地完成實驗操作練習與檢測。

三、實施“四步”實驗教學法

在《儀器分析及實驗》的教學過程中采用“查-學-練-寫”四步實驗教學法，改變教師與學生之間的關系，建立起教師為輔、學生為主的思想觀念，形成新的學生學習由被動變主動的實驗教學模式。儀器分析實驗教學體系中采用四步教學法，充分發揮學生的主動創造及創新性，可使學生更好地掌握教學內容，提高教學質量，還可以強化學生的科研素質及創新應用能力的培養。

“查”即實驗預習，是較為重要的一個步驟，學生查閱文獻及預習熟悉實驗理論原理、實驗目的、實驗內容及要解決的問題[7]。我校儀器分析及實驗課安排在學生已經掌握了分析化學的一些相關知識后的學期，借助于圖書館，網絡及大型儀器如氣相-液相色譜儀、原子發射-原子吸收光譜儀、紅外-熒光-紫外光譜儀、電化學工作站、熱分析儀的實際操作視頻，完全有能力完成預習，了解熟悉儀器的使用，增強學習儀器分析實驗的迫切感和興趣。

“學”是跟著老師在大型儀器上進行實踐操作，由于實驗儀器只有一臺，實驗需要分組進行，每小組6-7人，需要指定一個小組長來負責管理。教師詳細介紹儀器的操作步驟、注意事項，原理與結構，設置實驗參數等，并帶領學生操作一遍儀器。由于學生已經預習充分，老師操作過程中要強化學生的操作規范訓練，保證實驗成功，這些有利于培養學生嚴謹的科學態度和細致、踏實的工作作風及成功的自信心。

“練”，學生操作實驗儀器有了一定的基礎，基本上已經會初步操作。但還需要學生自己動手熟練操作練習。教師要反復強調實驗紀律，告訴學生不按照操作規程不可打開儀器等。還要告訴學生心理不要有太大的壓力，有利于培養學生使用儀器的能力和信心。教師在旁邊巡視，及時給學生指導和鼓勵。另外還可以通過開放性實驗利用課余時間進一步加強練習。學生們通過這些過程系列訓練既獲得解決問題的成就感，又增強對儀器分析及實驗原理的理解，又提高了操作實驗儀器的能力和信心。

“寫”是寫實驗報告，即寫清楚目的、原理、儀器、試劑，步驟、數據處理及結果與討論。結果與討論部分要學生寫出在實驗過程中有哪些收獲與體會，也可以寫一些新的實驗現象，不同見解及提出改進意見，能充分體現學生的研究探索能力。教師對實驗效果進行點評，表揚學生取得成績，適當指導存在的問題，既可以讓學生獲得自信，燃起對學習的熱情;又可幫助學生找出不足之處，及時地改進學習方法。

四、建立校企合作，產教融合的開放式教學模式

以往多數學校開展校企合作，是處于初級合作階段如“推薦就業”、“訂單培養”、“頂崗實習”等，而“產教融合”要求校企雙方深層相互滲透合作，建立共享利益關系，確立利益共同體，達到雙贏的目的，架設校企合作的發展格局。化學與制藥工程學院與駐馬店市驛城區黃淮衛生安全檢測評價有限公司正是這種深層次的校企合作，可以實現學校資源與企業行業資源優勢互補，完成學校和企業、教育和產業對接。我院推行校企合作，協同育人，打破學校、實驗室教學空間的封閉性，形成教師到化工企業頂崗，化工企業成功或知名人士進入課堂，學生不間斷到化工企業實習的良性循環。

基于產教融合與實際檢測相結合的實驗項目，讓學生了解不同儀器分析在實踐中的應用與之間的聯系，培養學生運用知識和技能解決實際問題的能力，有利于學生探索求知欲的激發，進一步強化學生的實踐能力、創新思維能力。如液相色譜實驗，開設了“用氣相色譜法檢測白酒中的甲醇含量”實驗后，可以自行完成“氣相色譜法測葡萄酒中乙醇含量”、“氣相色譜法檢測牛奶中苯甲酸和山梨酸的含量”、“氣相色譜法測果蔬農藥殘留”等的一系列分析檢測，可以分析復雜成分中的一種、幾種，甚至多種成分含量分析。在教師指導下，整個實驗的過程中學生在獨立完成，系統地學習如何建立與調試氣相色譜分析方法，進而掌握實際樣品分析的基本方法，鍛煉研究性實驗操作及實踐能力。

實現校企互動，合作共贏，促進駐馬店區域產業良性發展，服務地方經濟區建設。在“產教融合，校企合作”辦學模式及培養高素質技術技能人才的環境下，與“駐馬店市驛城區黃淮衛生安全檢測評價有限公司”、“河南華鼎高分子合成樹脂有限公司”等企業的對接，建立校企合作，產教融合的開放式教學模式，為實施國家“一帶一路”戰略及高等學校轉型發展的要求，為促進地方經濟發展與化工企業深入合作基礎，共同組建黃淮學院的“院中院”，例如：學校與河南省駿馬化工集團有限公司合作成立“駿化學院”以加快應用型創新創業人才的培養。建立校企雙贏的長效機制，使學生的綜合素質、實踐能力得到提升，完成教學大綱中知識、素質、能力三大目標。

五、結束語

通過優化教學內容的探索與研究，儀器分析及實驗課程采用項目化和產教融合的教學模式，強化了對學生能力培養，保障實踐教學質量，提高了就業能力。產教融合模式在不久的將來會極大地推動培養應用型、技術創新型人才、適應社會發展的步伐，深入推動高等院校教育教學改革與戰略發展轉型。相信隨著產教融合的長效發展，儀器分析及實驗課程教學改革必然會在新形勢下提供一條新途徑。

參考文獻：

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