高 婷

(西北大學(xué) 化工學(xué)院，陜西 西安 710069)

2019年4月，教育部啟動實施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”，“雙萬計劃”是教育部“雙一流”計劃的簡稱，該計劃是教育部以建設(shè)面向未來、適應(yīng)需求、引領(lǐng)發(fā)展、理念先進、保障有力的一流專業(yè)為目標(biāo)，實施一流專業(yè)建設(shè)，2019年至2021年計劃建設(shè)一萬個國家級一流本科專業(yè)點和一萬個省級一流本科專業(yè)點[1-2]。7月，經(jīng)層層推薦遴選，我校24個專業(yè)獲批國家級“一流本科專業(yè)”建設(shè)點，其中制藥工程專業(yè)名列其中。2019年11月，我校制藥工程專業(yè)的工程教育認證申請也通過了受理，因此，如何根據(jù)一流本科專業(yè)建設(shè)和工程教育認證要求培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和社會實踐能力的應(yīng)用型人才成為重中之重。

儀器分析實驗是儀器分析課程的重要組成部分，是制藥工程專業(yè)本科教學(xué)階段最重要的實踐課程之一。在雙重背景下，儀器分析實驗課教學(xué)勢必要做出相應(yīng)的改變和更新，適應(yīng)新要求，提高新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

1 制藥工程專業(yè)儀器分析實驗教學(xué)現(xiàn)狀

我校制藥工程專業(yè)創(chuàng)辦于1998年，每年招生30余人，儀器分析實驗課程共24學(xué)時，通常在儀器分析理論課后開課，授課對象為大三學(xué)生。實驗分為：電學(xué)、光學(xué)、色譜學(xué)三部分，以驗證型實驗為主。

2 制藥工程專業(yè)儀器分析實驗存在問題

2.1 部分實驗內(nèi)容陳舊，專業(yè)針對性不強

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，企業(yè)和科研單位對于儀器分析的檢測精度要求越來越高，檢測設(shè)備更新?lián)Q代加速，檢測方法和技術(shù)不斷進步。我校制藥工程專業(yè)儀器分析實驗的講義已經(jīng)沿用多年，講義中的實驗方法比較老舊，同時，開設(shè)的實驗內(nèi)容均為驗證性實驗，缺少設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗，雖然非常經(jīng)典，但是內(nèi)容相對陳舊、枯燥，實驗操作過程簡單，毫無專業(yè)針對性，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對學(xué)生的專業(yè)技能培養(yǎng)作用微乎其微。

2.2 教學(xué)模式單一，學(xué)生積極性不高

目前，實驗教學(xué)主要是教師在課前進行理論知識講解和實驗操作演示，學(xué)生了解實驗步驟，按部就班完成實驗。實驗過程中，學(xué)生對實驗原理不甚了解，甚至不知道實驗為什么如此設(shè)計，學(xué)生沒有獨立思考和相互討論學(xué)習(xí)的過程，這極大抑制了學(xué)生的積極性。

2.3 大型儀器缺乏，學(xué)生實踐機會少

由于儀器分析實驗課程的特點，多數(shù)實驗項目需要使用大型儀器分析樣品，而大型儀器價格昂貴且維護費用較高，目前，我校由于經(jīng)費緊張，對教學(xué)開放的大型儀器數(shù)量有限，對于學(xué)生人數(shù)多，實驗學(xué)時少的本科生實驗教學(xué)來說遠遠不夠，因此，實驗課上仍以演示為主，學(xué)生很少能自己動手操作儀器。

2.4 教學(xué)評價體系落后，缺乏過程評價

目前，我校制藥工程儀器分析實驗評價分為兩部分，平時實驗報告和期末的書面考試。實驗報告也是側(cè)重于最終的實驗數(shù)據(jù)，而對學(xué)生的實驗操作過程沒有考評。目前的評價體系忽視了對實驗過程的評價，沒有實現(xiàn)對學(xué)生實驗綜合能力的考評，易導(dǎo)致學(xué)生對實驗過程不重視僅僅走過場，把實驗報告寫“好”，這不利于學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)。

3 制藥工程專業(yè)儀器分析實驗改革方案

3.1 與專業(yè)相結(jié)合，創(chuàng)新實驗內(nèi)容

目前我校制藥工程儀器分析實驗內(nèi)容沒有考慮到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，專業(yè)方向的區(qū)別。在雙一流和工程教育認證的背景下，應(yīng)該結(jié)合制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)方向和畢業(yè)要求，對原有的實驗教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化和更新，以適應(yīng)專業(yè)建設(shè)發(fā)展的需求。制藥工程的儀器分析實驗主要分為：電學(xué)、光學(xué)、色譜學(xué)三部分，以驗證型實驗為主，應(yīng)考慮增加綜合設(shè)計實驗內(nèi)容比例，如通過紫外可見分光光度法分析阿司匹林的成分、氣相色譜法分析血液中乙醇的含量，點位法測定工業(yè)廢水中氟離子含量等，實驗過程要求學(xué)生3～4人一組自主選擇實驗題目，設(shè)計實驗步驟，經(jīng)教師指導(dǎo)修正后進開始實驗。這不但有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更利于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和團隊協(xié)作能力。

3.2 以學(xué)生為主導(dǎo)，實現(xiàn)教學(xué)模式多樣化

實驗教學(xué)在學(xué)生實踐能力培養(yǎng)中占有非常重要的地位，目前由于實驗條件、課時等因素限制，儀器只能通過教師講解和演示學(xué)習(xí)，學(xué)生無法直觀的了解到大型儀器的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得學(xué)習(xí)過程缺乏熱情。在實驗課程之前，教師可以借助“趣課多”、“微助教”等現(xiàn)代教學(xué)軟件，讓學(xué)生通過多樣有趣的圖片、視頻更直觀的、更形象的了解儀器內(nèi)部構(gòu)造、操作方式及實驗原理等內(nèi)容，對實驗內(nèi)容有宏觀和感性的認識。在實驗課程過程中，以學(xué)生小組為單位，進行討論、探究再分享所得所獲，由此，變由教師主導(dǎo)為學(xué)生主導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)熱情，提高課堂參與度，幫助學(xué)生更好的掌握實驗知識。

3.3 結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，構(gòu)建虛擬實驗操作平臺

隨著虛擬仿真技術(shù)的快速發(fā)展，其在高校的實驗教學(xué)中扮演著越來越重要的角色。由于實驗過程中，部分實驗操作在儀器中進行或者是微觀反應(yīng)，學(xué)生難以直觀的觀察到實驗反應(yīng)過程，借助虛擬實驗技術(shù)就可以有效解決這一問題。目前我?；W(xué)院已經(jīng)建設(shè)有化工設(shè)計虛擬仿真實驗室，制藥工程專業(yè)可以借助這一平臺，擴展儀器分析實驗相關(guān)虛擬仿真內(nèi)容，如氣相色譜分析苯系物實驗中，通過虛擬仿真平臺直觀的觀察到不同質(zhì)量分數(shù)的苯系物在氣象色譜儀中的分離過程；如滴定法測定鹽酸的濃度，可借助虛擬仿真平臺觀察到酸堿反應(yīng)過程中微觀粒子的反應(yīng)動態(tài)。

在虛擬仿真軟件中，實驗過程通過動畫形式演示出來，學(xué)生可以對每個實驗步驟進行模擬操作，直觀的觀察實驗現(xiàn)象，有效彌補實驗實際條件限制導(dǎo)致的實驗內(nèi)容缺乏，同時虛擬實驗空間和時間的自由度比較大，有效解決了因為實驗條件限制

或者課時限制的實驗安排問題，對儀器分析實驗課程教學(xué)效果有很大幫助。

3.4 建立多元評價體系，強化過程學(xué)習(xí)

目前我校制藥工程專業(yè)儀器分析實驗考核主要采用書面考試，且包含于儀器分析考試中，考試成績占60%，平時實驗報告40%，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)生的真實掌握情況，尤其是學(xué)生實驗操作能力無法體現(xiàn)。因此，應(yīng)建立多元的評價體系，強化實驗過程的學(xué)習(xí)，將考核方式變成理論考試和實驗技能操作相結(jié)合的模式，分為三部分，期末成績占50%，平時實驗報告占10%，實驗成績占40%[4]。期末考試為閉卷理論考試，實驗成績由每個實驗成績組成，對每次實驗的實驗操作、實驗結(jié)果討論都進行量化評分。通過建立這種評價體系，引起學(xué)生對于實驗操作的重視，有助于學(xué)生理論與實踐相結(jié)合，增強學(xué)生動手實踐能力，真正學(xué)好儀器分析實驗課程。

4 結(jié)語

儀器分析實驗課程是一門實踐性和創(chuàng)新性很強的課程，結(jié)合“雙一流”建設(shè)和工程教育認證要求，提出針對性的改革方案，力求通過全面的更新改革，提高儀器分析實驗的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出實驗?zāi)芰ν怀觯瑒?chuàng)新意識強烈的應(yīng)用型人才。