工程教育认证背景下的分析化学课程改革

2018-01-01吴义平

安徽化工 2018年3期

姚李，吴缨，吴义平

（合肥学院化学与材料工程系，安徽合肥230601）

教育部高等教育教学评估中心2014年11月13日发布的《中国工程教育质量报告（2013年度）》是我国首份中国工程教育质量报告。报告指出“截至2013年，我国普通高校工科毕业生数达到2876668人，本科工科在校生数达到4953334人，本科工科专业布点数达到15733个，总规模已位居世界第一。工程教育在国家工业化进程中，对门类齐全、独立完整的工业体系的形成与发展，发挥了不可替代的作用”[1]。如此庞大的新生力量，能否适应国家的发展要求，能否得到世界的认可？工程教育认证给了我们答案。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价[2]。工程教育认证是指政府指定认可的认证机构或社会团体对高等学校工科专业的认证工作，高等工程教育专业认证制度是在工程专业教育领域对其教育质量进行评价而制定出来的规则、程序以及规范，旨在使工程教育达到一定质量标准[3]。合肥学院化学与材料工程系创建于1985年，现设化学工程与工艺专业，为与德国院校合作共建专业，旨在培养熟悉化工技术基本原理、系统掌握化工专业技能与研究方法的工程师和管理人员。化学工程与工艺专业作为工程教育专业之一，走工程专业认证之路是必然的。分析化学作为此专业的必修课，同样以学生为工程专业认证核心。传统“分析化学”教育观念相对落后，内容方法比较陈旧；学生适应社会和就业创业能力不强，社会面临缺少创新型、实用型、复合型人才紧缺等问题[4]。重新对教学内容进行调整，对授课方法进行改革是必然趋势。

1 分析化学课程的目标与定位

工程教育专业认证立足于职业资格制度，认证合格的专业是学生能力的体现和质量的保证。经过认证合格的专业，其培养出的毕业生被认定经过完整、规范的专业教育，具有一定的实践经历，能够通过相应职业资格考试等等。分析化学是一门涉及面宽、实践性强、应用范围广的应用型学科，它集生产、管理、鉴定、评价于一身，是承担监测、检测、技术管理及生产指导任务的部门及其科技人员不可或缺的有力工具[5]。

根据专业认证标准，本系化工专业的“分析化学”课程目标定位于支撑毕业要求。① 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂的化工技术问题；②研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂化工技术问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；③终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

合肥学院化工系分析化学模块组经过工程专业认证的培训和学习，着眼于对学生能力的培养，着眼于课程内容围绕毕业要求，着眼于学生的国家职业资格考试中所需的基本理论和基本技能的提升。“分析化学”属于化学工程与工艺专业必修模块，为后续模块的学习打下“测试方法和手段”的基础。本模块以测定原理为主线，阐述了化学分析和仪器分析两大类分析方法原理和应用领域，常用分析仪器的简单结构和适用范围，并简明扼要地介绍了分析测试中数据统计处理、分离与富集方法、分析结果准确度的保证和评价。经过本模块的学习，学生应获得以下能力：①利用误差理论，学会分析在各种测定中所引入的误差来源，找出减免的办法，科学、合理地对实验数据进行统计处理，表述复杂的化工问题；②能对分析化学中所含的各种方法的测定原理、技术优势和适用范围有比较明确的认识，并能运用分析化学知识，解决化学化工领域定性定量的测试问题，为涉及的生产、研发、环境保护等领域提供正确的分析方案；③具备分析实验的基本知识和规范操作，并掌握谱图处理软件，能用普及型的现代分析仪器独立或共同操作完成有关的测试任务；④具备终身学习和自主学习能力，能理解和掌握不断发展的现代分析手段。

2 教学内容的改革

随着科学技术的发展，各学科的交叉程度趋高，这就要求工科专业的学生知识面更广，专业课更精细。各专业为了保证专业课课时，不断压缩基础课课时。分析化学为了适应课时的减少，根据实际情况对教学内容和教学体系进行修改。另外，学生一直对“误差”“量”的认识不到位，相当一部分学生对相差一个数量级的原始数据表现的无所谓，常挂在嘴边的话是“差一点，没问题”，学生们根本没有意识到“量”的不准确会导致不可想象的后果。针对这些问题，本课程做了以下两方面的改进：①化学分析方面：加强误差的认知，把实验中的误差问题带进理论课，让同学们当场分析，真正做到理论指导实践；化学分析方法部分保留滴定分析中的酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定的基本内容，重点讲解酸碱滴定的指示剂选择及在化工专业中的应用；配位滴定的条件影响和混合金属离子的分步滴定、氧化还原滴定的实际应用；配位滴定和氧化还原滴定的曲线变化不再描述；同时根据生产部门的实际需要，在理论学习的基础上，以“提出问题—讨论方案—实际操作”的模式多增加实例，比如工业氢氧化钠中NaOH和Na2CO3含量的测定，漂白粉中有效氯的测定，工业硫酸锌含量的测定，洗衣粉中活性氧含量的测定，电镀用硫酸铜的测定等等。②仪器分析方面：随着科学的发展、新方法的出现、分析仪器的更新换代，不断地增加新内容。在教学内容上，重点讲解各类仪器分析方法，包括光学、电学、色谱分析的基本原理，仪器构造和实际应用，突出讲解更具有实用价值的仪器，增加日用品、工业品的含量测定，例如化妆品中金属元素铅、砷、镉等含量的测定；洗涤剂中总磷的测定等等；同时，增加定量分析的一般步骤内容，让学生们了解课堂上学到的只是冰山一角，在做定量实验之前，还有更复杂更耗时的前期准备，让学生更全面地看待问题。

3 教学方法的改进

工程教育专业认证合格的标准是用学生的能力来衡量的。为了提升学生的能力，我们不仅改革教学内容，教学方法和手段也不断创新，使课堂讲授和自学相结合。教师通过多媒体教学课件，对上课内容进行更加清晰的阐述，加强知识点的反复性、重点性；另外增加视频、动画等影像资料，使抽象的概念更具体化、形象化，提升学生的兴趣。课后，加强学生自学的能力。15级化工专业的分析化学理论课时为48学时，相应的自学学时为54学时，这样的学时分配，利于学生自学。自学内容有：定量分析的基本步骤；误差的传递；标准曲线的回归分析；深化误差对定量分析影响的认识，加强质量控制（计量认证）意识；滴定分析法的分类与滴定反应的条件；标准溶液；标准溶液浓度的表示方法；实验设计；分离与富集方法；仪器分析内容中每章结束后查阅相关科技文献，强化检索和阅读文献的能力，拓展应用范围的了解；学习归纳总结能力，对所学习的测定方法之间的内在联系和区别，独立归纳整理。自学并不是放羊不管，不监督，而是在课堂上仍然简要讲解，布置小论文或小实验，学生们根据自学内容去完成教师布置的任务，做任务期间，教师通过邮箱、短信等方式对部分有疑问的学生进行答疑，1周后教师召集学生讨论，检查完成的进度，根据讨论结果学生再自主学习，再1周后向教师提交报告（论文），教师批阅，向学生反馈批阅结果，答疑。教师随机选取学生ppt汇报，教师点评。

4 考核方式的改进

本课程的考核包括理论考核与自主学习考核，考核分数计算公式为：模块分数=0.7×理论考核+0.3×自主学习报告成绩：①理论考核：此部分占模块学分的70%，方式为闭卷考试。试卷中知识记忆与复写试题比例不高于40%，其余试题应当体现对知识的全面理解与灵活运用，尤其是面向化学工程与工艺专业，要考核利用分析化学的原理与方法，完成定性定量任务；②自主学习报告：此部分占模块学分的30%，报告评分标准包括撰写质量（格式、语言、认真程度等），对问题的分析讨论或实验设计过程的原理应用、方法选择及装置的构建等内容质量。