色谱分析实验课程教学改革探讨

王 岭，孙晓然，赵艳琴，陈红萍

（河北联合大学 化学工程学院，河北 唐山 063009）

色谱技术是目前人们掌握的对复杂混合物分离效率最高的一种方法，并且随着色谱理论的建立与完善，色谱技术已经由纯粹的应用技术发展成为一门实践性很强的应用学科。色谱技术不仅是石油化工、化学工业等部门不可缺少的分析监测工具，也是生命科学、材料科学、环境科学、医药科学、有机和无机新型材料、食品科学以及航天科学等研究领域的重要的分离分析手段[1]。

1 色谱实验教学目的和作用

色谱实验是色谱技术的核心，是激发学生学习兴趣的主要源泉，是对学生进行色谱科学知识学习、技能训练、实践能力和创新精神培养的教学形式[2,3]。通过色谱实验全过程的教学，可让学生在获取或巩固色谱科学知识的过程中，理解和掌握运用观察和实验手段处理色谱问题的基本程序和基本技能，培养学生敢于质疑和探究的品质，端正学生严谨、求实的学习态度，培养学生的观察能力、思维能力和实践操作能力，激发学生学习色谱技术的兴趣，培养学生的创新精神和创新能力，培养学生的社会意识和合作精神，提高学生的综合素质和科学价值观。因此色谱分析实验教学可以加深学生对色谱分析现象和规律的认识，培养学生运用色谱分析理论和方法分析，解决生产生活中的实际问题的能力，对培养创新型人才具有重要作用。

2 色谱实验课程教学改革的必要性

色谱分析课程是针对化学工程与工艺、应用化学、化学等专业开设的一门专业基础课，分为课堂教学和实验教学两部分。传统的教学大纲规定实验课程只作为课堂教学的辅助手段，主要以定性实验和理论验证性实验为主，主要开设“色谱柱填充”、“TCD灵敏度测试”、“色谱分离条件的选择”、“混合物归一化法分析”等4个实验，实验学时仅占课堂教学学时的 1/3。由于色谱仪器的特殊性以及实验台套数较少的现实，教师需提早开机进行仪器准备与条件调试仪器平稳后，学生只需进行进样操作和对色谱图数据进行分析即可，导致学生初次实验兴趣较高，随后实验兴趣变低，而且实验结束后大多数学生书写几乎一样的实验报告，因此实验过程中动手能力少，缺乏主动思考，严重影响了学生实验技能和创新能力的提高。另外简单的实验使色谱知识和原理应用之间没有必然的联系，导致在后续课程学习及毕业设计（论文）工作时，涉及到运用色谱技术解决实际问题时学生往往记不住以前做过的实验，更不会应用色谱技术做全面思考。

由此可见，这种实验教学内容设计和方法难以培养学生对实验的兴趣，无法调动学生的主动性和积极性，不能真正培养学生的创造精神和创造能力。如何巧妙地安排实验课程以提高学生实验的主动性和积极性，激发学生开放性思维，培养学生灵活运用知识分析问题和解决问题的能力，是非常值得思考的问题，这也是色谱实验课程教学改革必然性所在。

3 色谱实验课教学改革与实施

根据色谱分析课程目标和内容，删减整合了原验证性及重复性的实验内容，开设了综合型、研究型实验。

3.1 精心设计教学内容，实行“模块式”教学

不仅注重色谱分析基本技能训练、色谱分析基本理论的应用，更注重运用色谱技术解决实际问题。为此，编写色谱分析实验教学大纲时，从实验教学的目的和任务、实践教学内容与要求等方面进行实验教学设计与安排。实验内容分为基础验证性实验、综合型、开放型实验3个模块。

基础验证性实验仅开设“混合物定性定量分析”（5学时）和“色谱分离条件的选择”（5学时）。此模块注重培养学生色谱实验基本技能，在讲授方法上由原来的学生“看实验”改为学生亲自动手操作，包括色谱仪的开机、关机、色谱工作站的使用、色谱条件选择、进样等等，让学生亲自动手操作仪器，力求促进学生积极学习，提高学生的动手和思考问题能力。

综合型实验为“乙苯脱氢制备苯乙烯及产率色谱分析”（7学时），将化工原理中的分离单元操作与色谱定性定量分析相结合，将实际产品的精馏与产率纯度分析相结合。此模块注重色谱分析的实际应用，并充分利用化工原理实验的设备设施，充分发挥各种教学资源的作用。

开放型实验开设“乙酸乙酯合成、精馏及纯度分析”（7学时），让学生从物质合成与分离、纯度分析等方面运用已学习的多种知识进行自行设计实验过程，设计方案包括确定合成实验方法与实验仪器选配及安装、精馏装置设计、色谱分离条件选择、数据处理方法等，老师对设计方案检查后学生自行完成整个实验。此模块注重将色谱分析与有机合成、物质分离等知识相互联系，使学生全面巩固和掌握各种专业知识，达到融会贯通，为创新能力的培养奠定基础。

3.2 注重教法改革，进行“阶梯式”教学法

综合型、开放型实验进行“阶梯式”教学法。第一阶段是实验引导，即根据实验的题目和要求，指导学生查阅相关资料、合理设计实验方案，对实验报告的格式、方法提出要求等，引导学生进入综合型、开放型实验状态；第二阶段是实验操作和过程体验阶段。学生通过1个综合型实验和1个开放型实验的体验过程，运用已学过的色谱分析及相关基础知识和实验技能，以小组形式在实验室完成实验操作，对自行确定的实验方案的合理性和创新性进行验证，并对实验结果进行分析得出综合性的结论，对实验中出现的现象和疑惑进行交流讨论；第三阶段是实验归纳总结阶段，学生根据实验过程撰写实验报告和科技小论文，对实验过程进行总结，对实验中的现象进行合理解释，得出正确结论。通过这种“阶梯式”实验训练，引导学生积极思考、乐于实践，提高自主学习效果，促进学生学习能力发展，培养学生的创新意识。

4 实验教学改革的效果

4.1 激发了学生的学习热情和兴趣

改革后的色谱实验课程极大地调动了学生学习的热情和学习兴趣。在学完色谱分析课程后，很多学生考研时都选择了分析化学和化工原理作为考研专业课，考研率近五年逐渐上升，应用化学专业已达到33%。

4.2 培养了学生的动手能力和实践创新能力

很多学生在学习色谱分析课程后认识到了色谱分析在科学研究与生产中的重要性，在做毕业设计（论文）时，有意识运用色谱分析方法作为物质结构与组成分析的手段，大大提高了毕业设计（论文）质量和水平，学生分析问题、解决问题的能力也得以提升。

4.3 色谱课程提高学生的社会认可度

经过毕业生的反馈，很多学生毕业后到企事业单位从事分析测试工作，如到环保局、质量检测站、钢铁、陶瓷、煤化工等企业分析化验中心工作，有的还承担筹建实验室的重任。同时用人单位普遍反映毕业生理论基础扎实，动手能力强，适应能力强，不浮躁，踏实肯干；有高度的责任心和良好的科学素养，业务能力强，不少毕业生在经过一段时间的锻炼后成为单位的技术骨干、中高层管理人员。

[1]李成平,饶桂维,李赫,等.色谱分析法实验教学改革初探[J].杭州化工,2010,40(4):34-36.

[2]喻红梅,贾维妮.气相色谱实验教学探讨[J].广西轻工业,2009,126(5):188-189.

[3]严新平,谢峻林,李志峰.应用型创新人才培养与实践教学改革[J].教育评论,2009(1):45-48.