＊朱敏 范欣 張考娟 吳彬

（上海工程技術(shù)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 上海 201620）

工程教育認(rèn)證作為實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，與高校提高高等工程教育質(zhì)量、培養(yǎng)國際接軌的工程專業(yè)人才密不可分[1-2]。截止2021年底，全國共有288所高等學(xué)校的1977個(gè)專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)了認(rèn)證專業(yè)數(shù)量的穩(wěn)步增長，并且還有一大批專業(yè)在申請接受專業(yè)認(rèn)證[3-4]。儀器分析踐習(xí)是一門理論結(jié)合實(shí)際的課程，不同專業(yè)和地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀對課程內(nèi)容要求均有所差異[5]，是制藥工程、環(huán)境、藥學(xué)等專業(yè)的一門中藥課程，本課程主要通過實(shí)踐操作使學(xué)生掌握常見大型分析儀器的基本原理、基本概念和常見儀器的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，學(xué)習(xí)其基本使用方法和應(yīng)用范圍，了解基本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，對全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的工程思維和實(shí)踐能力具有重要意義[6]，同時(shí)與畢業(yè)生從事分析檢測、質(zhì)量控制等工作密切相關(guān)[7]。

儀器分析踐習(xí)與專業(yè)課程—大型儀器分析相輔相成，相對專業(yè)課程而言，此課程學(xué)生親自動手實(shí)操演練，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)課程的理解，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣。

1.儀器分析踐習(xí)課程現(xiàn)狀

（1）教學(xué)模式。儀器分析踐習(xí)課程是一門專業(yè)選修課，是學(xué)生在完成有機(jī)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、儀器分析課程后，在大三第一學(xué)期開展的一門16學(xué)時(shí)的課程，學(xué)生已掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作和儀器分析理論知識，需進(jìn)一步培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用能力，結(jié)合本?；瘜W(xué)化工學(xué)院現(xiàn)有儀器設(shè)備，課程以實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)過程包括課前預(yù)習(xí)、課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)討論、課程論文4個(gè)環(huán)節(jié)，基于安全性考慮，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生需認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)方法，確定控制的實(shí)驗(yàn)條件和注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)中教師采取多媒體教學(xué)輔助灌輸式授課，且在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行巡視，及時(shí)糾正實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤。這種教學(xué)模式，課堂信息量大，且在實(shí)際操作過程中教學(xué)資源有限，學(xué)生多為3～5人一組，無法保證每個(gè)學(xué)生均能高質(zhì)量的完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后學(xué)生需認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，了解誤差產(chǎn)生的原因，能對實(shí)驗(yàn)提出自己的改進(jìn)意見。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)模式。上海工程技術(shù)大學(xué)屬于上海市屬高校，學(xué)校生源涵蓋全國各地，學(xué)生基礎(chǔ)有所不同。制藥工程專業(yè)的學(xué)生以儀器分析專業(yè)課為先修課，傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生不課前預(yù)習(xí)，章節(jié)內(nèi)容關(guān)聯(lián)性低且龐雜[8]，學(xué)生難以理解，課堂上不能及時(shí)消化吸收，影響學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)效果不理想，部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，對儀器不敢主動操作。學(xué)生多以完成任務(wù)的心態(tài)，只按照老師操作步驟完成實(shí)驗(yàn)，缺乏自主思考，實(shí)驗(yàn)報(bào)告流于形式。這種培養(yǎng)模式偏離應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。

（3）課程評價(jià)模式。儀器分析踐習(xí)是考查課程，總評成績包括課堂表現(xiàn)和期末考核，前者主要包含不遲到、不早退、不無故缺課和實(shí)驗(yàn)參與達(dá)成度，后者主要體現(xiàn)在撰寫認(rèn)真負(fù)責(zé)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)總結(jié)形成獨(dú)立思考能力。在實(shí)驗(yàn)過程中有兩位老師負(fù)責(zé)全班好多個(gè)分組，難以確保每個(gè)學(xué)生均準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)技能，無法準(zhǔn)確衡量是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.儀器分析踐習(xí)的教學(xué)改革探討

基于上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院制藥工程類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)和工程教育認(rèn)證理念，對儀器分析踐習(xí)課程進(jìn)行改革，力求實(shí)現(xiàn)學(xué)生全方位立體培養(yǎng)。

（1）師資隊(duì)伍的改革。工程認(rèn)證背景下，對工科學(xué)生的教育除了專業(yè)知識和技能，也需要關(guān)注其對未來從事相應(yīng)職業(yè)的了解和適用能力。對于教師隊(duì)伍，可選擇具有工科背景教師或者外聘具有生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的工程師，同時(shí)和相關(guān)企業(yè)聯(lián)合，提高教師對工程認(rèn)證教育理念的認(rèn)識。

（2）教學(xué)內(nèi)容的改革。儀器分析相關(guān)課程具有內(nèi)容多且繁雜、知識點(diǎn)抽象等特點(diǎn)[9]。本課程儀器分析踐習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，依據(jù)制藥專業(yè)的課程安排、專業(yè)前景、現(xiàn)有大型儀器設(shè)備整合等因素進(jìn)行精簡，注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。結(jié)合工程認(rèn)證大背景下的人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)，注重學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生的基本素質(zhì)和能力。

在儀器分析踐習(xí)課程的設(shè)計(jì)上，選取一個(gè)已知的化合物（苯甲酸），引導(dǎo)學(xué)生自主解析該化合物，利用紫外吸收光譜鑒定有機(jī)物紫外吸收波長并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)不同化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收紅外光不同，出現(xiàn)不同波長的吸收峰，利用各種基團(tuán)特征吸收的知識，確定吸收帶的歸屬，應(yīng)用譜圖分析，結(jié)合其他分析數(shù)據(jù)，可以確定化合物的結(jié)構(gòu)單元，按照化學(xué)知識和解譜經(jīng)驗(yàn)，查找該化合物標(biāo)準(zhǔn)譜圖來驗(yàn)證推定的化合物結(jié)構(gòu)式[10]。苯甲酸屬于芳香族化合物，采取直接測量法來測量苯甲酸的熒光發(fā)射強(qiáng)度，計(jì)算出試樣中苯甲酸的含量。以甲醇：0.02mol/L乙酸銨溶液按5:95（v/v）為流動相，流速為1ml/min，進(jìn)樣量為10μl，在安捷倫C18色譜柱建立苯甲酸的液相色譜標(biāo)準(zhǔn)曲線[11]，測定汽水中苯甲酸的含量。讓學(xué)生將各個(gè)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來，激發(fā)學(xué)生課堂興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和思考能力。

（3）教學(xué)方法的改革。針對單一灌輸式課堂教學(xué)方式，結(jié)合特殊大環(huán)境的影響，積極開展線上（學(xué)習(xí)通、騰訊會議）—線下（課堂教學(xué)）相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。授課教師提前制作教學(xué)操作視頻或選用北京歐倍虛擬仿真軟件視頻輔助課堂教學(xué)等線上教學(xué)手段，安排學(xué)生利用空余時(shí)間完成預(yù)習(xí)和課后討論，盡量避開實(shí)驗(yàn)過程中對儀器錯(cuò)誤操作。虛擬仿真視頻教學(xué)豐富了課堂教學(xué)形式，增加了課堂趣味性，提高了教學(xué)效果，也讓學(xué)生對于后續(xù)實(shí)踐操作有了更直觀的了解認(rèn)識，有效提高了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作的理解與實(shí)踐[12]。特殊管控期間，虛擬仿真視頻結(jié)合學(xué)習(xí)通的教學(xué)模式對開展遠(yuǎn)程教學(xué)起到了重要的作用[13]。

（4）考核與評價(jià)方式的改革。考核與評價(jià)方式及成績評定包含：課堂表現(xiàn)（15%）—不遲到、不早退、不無故缺課，實(shí)驗(yàn)參與達(dá)成度；課堂思政（5%）-科學(xué)把握國情，自覺踐行科學(xué)價(jià)值觀，將所學(xué)理論結(jié)合實(shí)際；驗(yàn)操作（45%）—預(yù)習(xí)情況，實(shí)驗(yàn)動手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；期末考核（35%）—撰寫認(rèn)真負(fù)責(zé)，有獨(dú)立思考，具體考核標(biāo)準(zhǔn)見表1～表4。

表1 課堂表現(xiàn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 課堂思政評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表3 實(shí)驗(yàn)操作評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表4 期末考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

化學(xué)化工學(xué)院制藥專業(yè)25名學(xué)生在該課程的目標(biāo)達(dá)成度為0.83，表明學(xué)生已基本掌握本次踐習(xí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論知識，并初步具備實(shí)驗(yàn)涉及儀器的實(shí)踐操作能力。部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理方面仍存在問題，跟學(xué)生的知識水平和檢索技能有關(guān)，在今后的教學(xué)中增加這方面的介紹，并側(cè)重對學(xué)生應(yīng)用能力的評價(jià)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)是依據(jù)現(xiàn)有教學(xué)條件開設(shè)課程，后續(xù)可依據(jù)教學(xué)條件增加操作實(shí)驗(yàn)儀器的種類，并加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析。

圖1 課程目標(biāo)達(dá)成情況

3.結(jié)語

在工程認(rèn)證背景下對任課教師，教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核與評價(jià)方式等方面開展了儀器分析踐習(xí)教學(xué)改革的探索。從課程的特點(diǎn)出發(fā)，理論結(jié)合實(shí)際，采用線上—線下相結(jié)合的教學(xué)模式，更好地實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，增添了課堂趣味性。儀器分析踐習(xí)課程培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)代大型分析儀器的掌握與應(yīng)用能力，為今后使用現(xiàn)代工具和信息工具解決復(fù)雜工程問題，研究分析和解決方案打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。