吳澤穎，壯亞峰，陳建欣

(常州工學院數(shù)理與化工學院，江蘇 常州 213032)

0 引言

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

“色譜與分離”這門課程在內(nèi)容上，由“質(zhì)”和“量”的化學、分析以及評價組成，其中蘊含著煩瑣的數(shù)學運算、嚴謹?shù)倪壿嬐评砗图氈碌膶嶒灢僮?。這些特點決定了此課程既需要教授學生科學知識，又需要培養(yǎng)學生工程能力。因此，在教學過程中要強調(diào)理論與實踐結(jié)合，著重培養(yǎng)學生解決分離與色譜分析實際問題的能力。

多年教學實踐經(jīng)驗表明，“色譜與分離”課程信息量大，課外延伸內(nèi)容多，如何引導學生重視這門課程的學習，提高積極性，從被動聽課到主動研究，進而靈活運用知識，解決實際問題，是教學中的重點和難點。本文對教學過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行總結(jié)分析，研究提高教學效果的方法。

1 突出實際問題，校企結(jié)合，培養(yǎng)應用型人才

目前，應用型人才是新時期高等教育研究關(guān)注的熱點[1]。應用型人才培養(yǎng)的目的不僅要培養(yǎng)會動手的人才，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)應用型本科人才的辦學目標，在“色譜與分離”課程教學中，將工程實踐作為教學目標，要求學生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上，具備解決實際問題的能力。

在化工和制藥過程中，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/和化學性質(zhì)上的差異，將理論的分離可能性轉(zhuǎn)化為實際的色譜操作。這一要求使得我們在授課時必須將理論與實踐緊密結(jié)合，通過工程案例的提出和講解加深學生對理論知識的理解和運用。比如，在講授氣相色譜檢測器時，通過列舉一系列目標化合物和對應的實際分析任務(例如化學試劑中水分和塑料中丙烯腈單體殘留的測定等)，引導學生根據(jù)分析對象和任務的特征，選擇最合適的檢測器。這一教學目標的實現(xiàn)，不僅要求學生掌握檢測器的基本原理和構(gòu)造，而且要求學生結(jié)合分析目標，能夠自行確定使用何種檢測器，進而掌握實際可行的操作步驟，這是學生應用和實踐素質(zhì)培養(yǎng)中一個極其重要的環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，引導學生進一步明確，為了達到多種不同類型化合物同時分離分析的目的，可以采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的方式。例如，蔬菜中多種有機農(nóng)藥殘留量的測定。但是，在許多工業(yè)生產(chǎn)中，進行具體方法的選擇時，不僅需要滿足理論和技術(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。學生通過這些具體實例的討論和運用，樹立了實踐和應用意識，面對各種不同的分析任務時，可以獨立自主地選擇合適的分析技術(shù)。

“色譜與分離”是一門來源于實踐并且最終運用于實踐的課程。因此，在教學過程中，我們與相關(guān)企業(yè)，尤其是與色譜及分離技術(shù)大量運用的檢測機構(gòu)合作，在了解了行業(yè)和企業(yè)的具體需求后，結(jié)合本專業(yè)的特點和優(yōu)勢，由企業(yè)專家進行技術(shù)指導，并將真實的企業(yè)項目(例如將食品和藥品中化合物分離和分析方法的開發(fā))帶入課堂中，通過項目式的教學方法，使學生能夠體驗到真實的項目開發(fā)流程和技術(shù)手段。同時，通過與企業(yè)共建實踐基地的方式，選拔部分成績優(yōu)秀的學生進入這些企業(yè)進行實踐，使學生在進一步完成從知識到應用轉(zhuǎn)化的同時，增強了團隊合作意識，了解了行業(yè)前沿。來自企業(yè)的良好反饋表明，這一方式可以為學生成長為優(yōu)秀的應用型職業(yè)人才打下堅實的基礎(chǔ)。參與校企實踐的大部分學生由于其扎實的理論基礎(chǔ)和出色的動手能力，在大四上學期就得到了優(yōu)秀企業(yè)的聘用，真正將所學的知識和技能運用于實際生產(chǎn)中。

2 注重師生交流，開放互動，提高教學效果

在傳統(tǒng)的教學過程中，主要是以教師為主，學生為輔，這種教學方式并不能全面發(fā)揮學生的主觀能動性。尤其在理科基礎(chǔ)課的教學中，經(jīng)常出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①學生積極性不高，和教師有距離感；②學生不明白該課程有什么用，各學期課程的聯(lián)系性不強；③學生基礎(chǔ)不同，針對一部分學生的難度很可能影響另一部分學生的吸收[3]。

“色譜與分離”的教學過程中也難以避免出現(xiàn)上述狀況。因此，在教學過程中，我們首先研究了應該如何調(diào)動學生的積極性和自發(fā)性，形成教和學互動的氛圍。一個非常有效的手段是基于問題進行教學，在課堂中設(shè)置疑問，啟發(fā)學生思考。設(shè)置的問題不僅與理論結(jié)合緊密，而且將抽象的知識變得生動有趣。經(jīng)過幾年的教學實踐，我們結(jié)合教學內(nèi)容，選用的問題大多為學生熟悉的實驗事實和日常生活實例。例如，化工精餾實驗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十分抽象的假定，即使通過大量的板書和動畫演示，仍有部分學生無法理解，產(chǎn)生抵觸情緒，學習積極性下降。通過學生熟悉的化工精餾實驗，提問其與色譜塔板理論的異同，激發(fā)學生進行思考和探索，從而理解所學內(nèi)容，由考核結(jié)果可以看出，所有學生都可以通過與化工精餾實驗的聯(lián)系，理解色譜塔板理論的原理及作用。提出問題后，再做進一步講解，并啟發(fā)學生運用所學理論知識分析和解釋實驗現(xiàn)象，再次激發(fā)學生的學習興趣。

另外，在課程講授過程中，我們還設(shè)置了一部分開放的、無固定標準答案的問題，鼓勵學生課后形成討論小組，利用本課程上學到的知識，通過查閱文獻和資料，進行研討式學習，并在課堂上發(fā)言，也可以以提問的方式進行交流互動。設(shè)置的問題包括日常生活和化學工程工藝相關(guān)的社會熱點問題，例如，酒精/興奮劑測試、中藥質(zhì)量控制等。學生在平時的學習和生活中，本身對這些問題十分關(guān)注，通過合理的提問，如怎么判定是酒駕還是醉駕，使學生自發(fā)地、感興趣地進行研究。在討論過程中，我們更注重對學生有創(chuàng)新性或可行性的答案加以支持和表揚，使學生體會學習和自我探索的快樂。在完成了這些討論后，學生對所接觸到的其他問題或熱點，如面包中含有偶氮甲酰胺等，會主動進行文獻檢索，形成實驗方案，討論后進行實踐和驗證，獲得自己解決問題的成就感，從而不再對本課程有灌輸式學習的印象[4]。學生在課程相關(guān)的問題和熱點中提煉了自己的畢業(yè)論文選題或比賽課題，運用所掌握的知識和方法設(shè)計并完成實驗。一位同學獲得了校級優(yōu)秀畢業(yè)論文三等獎，一位同學獲得了校級 “挑戰(zhàn)杯”比賽三等獎。

3 多種方法并用，雙語教學，拓寬學生視野

“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)的教學模式中，只展示掛圖和照片等，教學不夠生動，效果不好。為了克服以上缺點，我們更多地使用多媒體方式教學，融合圖、文、聲、像，為學生提供更直白的觀感和豐富的資源。對于分離原理和分離過程，我們采用動畫等方式動態(tài)地展示，將抽象的知識點更直觀、清晰地展現(xiàn)出來，不僅增強了課堂教學的信息量和趣味性，更便于激發(fā)學生學習的積極性，學生普遍反映比單幅的照片更有利于理解和掌握。況且在授課過程中我們并沒有采用單一的多媒體教學方法。在公式和推導較多的章節(jié)，比如色譜的理論知識部分，就不適合利用多媒體教學。我們通過板書將推導過程一步一步展現(xiàn)出來，更便于學生識別重點，理解及記錄。同時，由于網(wǎng)絡(luò)教學可以不受時空限制，有利于拓寬學生的視野，因此我們也進行了網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，通過畢博系統(tǒng)中的在線問答等方法，可以及時解決學生學習過程中遇到的問題，加深和鞏固課上教學內(nèi)容[5]。

由于色譜分析方法起源于國外，其中涉及的很多專業(yè)術(shù)語和詞匯都是從英文翻譯過來的。因此，在教學過程中，我們也進行了雙語教學模式的探索?？紤]到學生的英文水平和接受程度，我們將PPT課件的部分內(nèi)容，特別是一些專業(yè)術(shù)語，采用中英文對照的方式呈現(xiàn)。在講課時仍然以中文為主，英文為輔，使學生在學習專業(yè)知識的同時，強化了英文的應用能力，更方便地閱讀國外文獻，從而更好地了解學科前沿發(fā)展，拓展視野，培養(yǎng)科研意識。此外，“色譜與分離”包含內(nèi)容較多，各章節(jié)內(nèi)容相對獨立，每個章節(jié)涉及的專業(yè)詞匯量大，交叉較少。因此，在每個章節(jié)中，我們將內(nèi)容分為“基礎(chǔ)” “應用”和“研究”3個部分。首先確保學生掌握中英文知識要點，包括方法的原理、分類等內(nèi)容；其次，通過英文國際標準等實例增加學生對知識點在應用中的認識；最后，通過國內(nèi)外知名專家學者的研究成果，引導、鼓勵和支持學生進行課外研究和學習。在教學過程中逐漸增加英文授課的比例和難度，從專業(yè)術(shù)語的介紹逐漸過渡到原理和流程的示范。目前，學生普遍反映對英文術(shù)語的接受程度較高，對考卷中出現(xiàn)的英文術(shù)語感到習慣并理解；個別英語基礎(chǔ)較好的學生，已經(jīng)能夠獨立撰寫英文小論文；大部分學生已經(jīng)能夠獨立翻譯部分英文資料；仍有少部分學生閱讀并理解全英文文獻仍有較大困難。因此，在今后的教學過程中，我們還將逐步增加與學生的英文交流以及學生之間的英文討論。同時，在課后通過各種方式，了解學生對英文內(nèi)容的理解程度和對這種教學方式的接受程度，并根據(jù)實際掌握情況調(diào)整英文授課的范圍，在學生接受度和教學國際化之間找到平衡。

4 改革考試模式，因材施教，促進個體發(fā)展

具有科學性、客觀性與可行性的考核方式，可以檢查學生對教學內(nèi)容的掌握情況，促進學生的學習，也可以進行課堂教學效果的評價，提高教學效果，促進教師改進教學方法[6]。

傳統(tǒng)的考試模式以書面考試為主，側(cè)重于考查學生的記憶能力，對基本概念、原理的理解和掌握。而“色譜與分離”是一門工程性和實踐性很強的課程，要求學生具有分析和解決工程實際問題的能力。因此，使用傳統(tǒng)的考試模式并不能真正考查學生運用知識解決實際問題的能力。為了改變學生死記公式，而不能從解決實際問題出發(fā)，合理利用公式的情況，我們在教學過程中增加了課堂提問這一考核手段。由于各種客觀原因的存在，大學課堂上提問相對較少，但我們發(fā)現(xiàn)提問可以更直觀地檢驗學生的學習效果。我們通過提問各種情況下應采用什么分離和色譜分析方法，使學生更好地集中注意力，推動了學生開動腦筋獨立思考，開拓了學生解決工程問題的思路。在傳統(tǒng)的書面考試中，我們增加了大量工程類和實踐性的題目，相較于死記硬背的學生，能夠靈活運用理論知識的學生才能取得優(yōu)秀的成績。同時，我們還鼓勵學生進行小組討論、撰寫學術(shù)論文和開展校外實踐。

此外，不同的學生學習背景、專業(yè)基礎(chǔ)和職業(yè)生涯規(guī)劃不同，“色譜與分離”教學內(nèi)容的設(shè)計更注重基礎(chǔ)知識的講授，結(jié)合要點舉例說明，使學生更透徹地理解和掌握。對于學有余力的學生，我們在基礎(chǔ)教學之外，適當增加色譜和分離科學前沿的介紹以及校外實驗室的參觀實踐，提供更多的學習機會，使學生對色譜在環(huán)境、生物和醫(yī)學等方向上的應用獲得初步的認識，在保證課程深度的基礎(chǔ)上增加知識點的廣度，加強與其他課程的聯(lián)系，幫助學生建立知識網(wǎng)絡(luò)。例如，在液相色譜這一章節(jié)中，對于以就業(yè)為目的的學生，我們列舉了大量操作過程中可能出現(xiàn)的問題。例如，基線漂移和壓力異常等，并講解了可能的原因和對應的解決方法，鼓勵學生多做實驗，從實踐中學習；對于立志考研的學生，我們從生命科學等液相色譜應用最多的前沿領(lǐng)域介紹了蛋白質(zhì)組學和代謝組學的最新發(fā)展，為他們提供更廣闊的學習空間，同時為他們考研選擇導師和學校指明了方向；對于基礎(chǔ)較為薄弱的學生，我們提供了多種聯(lián)系方式和充分的課外時間為他們答疑，與他們交流。通過持之以恒地教育和引導，以就業(yè)為目的的學生通過扎實的操作技能獲得了眾多企業(yè)的青睞，以考研為目的的學生找到了合適的導師，考取了理想的學校，一個因人而異和多面發(fā)展的教學體系由此而建成。

5 結(jié)語

總之，“色譜與分離”是理論與實踐并重的專業(yè)基礎(chǔ)課程。在教學過程中，我們強化了工程和實踐能力的培養(yǎng)，不斷地改進教學和考核方法，以學生為本，與時俱進，提高了學生上課的積極性、學習的主動性，和將所學知識用于實踐中的工程性，發(fā)揮了本課程在培養(yǎng)應用型人才上的作用。在今后的教學改革中，我們還將針對學科發(fā)展的趨勢，進一步提高教學質(zhì)量，提升國際化教學能力，滿足學校和社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求。

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

[2]王承學,石秀敏,王樹江,等.應用型和創(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.

[3]張安琪,鄭耿鋒.互動式教學在普通化學全英文授課中的探索[J].教學研究,2015,38(1):49-52.

[4]鄭競發(fā).爭取學生熱愛你的學科：讀《給教師的建議》有感[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2007(11):92.

[5]白靖文,徐雅琴,葉非,等.化學系列網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計與制作[J].大學化學,2011,26(1):42-44.

[6]唐樹戈,牟林,鄭其格,等.高等院校物理化學課程教學實踐的研究[J].教學研究,2015,38(3):81-83.