王 嶺，孫曉然，趙艷琴，陳紅萍

（河北聯(lián)合大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

色譜技術(shù)是目前人們掌握的對(duì)復(fù)雜混合物分離效率最高的一種方法，并且隨著色譜理論的建立與完善，色譜技術(shù)已經(jīng)由純粹的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展成為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科。色譜技術(shù)不僅是石油化工、化學(xué)工業(yè)等部門(mén)不可缺少的分析監(jiān)測(cè)工具，也是生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)、有機(jī)和無(wú)機(jī)新型材料、食品科學(xué)以及航天科學(xué)等研究領(lǐng)域的重要的分離分析手段[1]。

1 色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和作用

色譜實(shí)驗(yàn)是色譜技術(shù)的核心，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的主要源泉，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行色譜科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的教學(xué)形式[2,3]。通過(guò)色譜實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的教學(xué)，可讓學(xué)生在獲取或鞏固色譜科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，理解和掌握運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)手段處理色譜問(wèn)題的基本程序和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑和探究的品質(zhì)，端正學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和實(shí)踐操作能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)色譜技術(shù)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)意識(shí)和合作精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)價(jià)值觀。因此色譜分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以加深學(xué)生對(duì)色譜分析現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用色譜分析理論和方法分析，解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要作用。

2 色譜實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的必要性

色譜分析課程是針對(duì)化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)等專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，分為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。傳統(tǒng)的教學(xué)大綱規(guī)定實(shí)驗(yàn)課程只作為課堂教學(xué)的輔助手段，主要以定性實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，主要開(kāi)設(shè)“色譜柱填充”、“TCD靈敏度測(cè)試”、“色譜分離條件的選擇”、“混合物歸一化法分析”等4個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)僅占課堂教學(xué)學(xué)時(shí)的 1/3。由于色譜儀器的特殊性以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)套數(shù)較少的現(xiàn)實(shí)，教師需提早開(kāi)機(jī)進(jìn)行儀器準(zhǔn)備與條件調(diào)試儀器平穩(wěn)后，學(xué)生只需進(jìn)行進(jìn)樣操作和對(duì)色譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可，導(dǎo)致學(xué)生初次實(shí)驗(yàn)興趣較高，隨后實(shí)驗(yàn)興趣變低，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)束后大多數(shù)學(xué)生書(shū)寫(xiě)幾乎一樣的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)手能力少，缺乏主動(dòng)思考，嚴(yán)重影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的提高。另外簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)使色譜知識(shí)和原理應(yīng)用之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，導(dǎo)致在后續(xù)課程學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作時(shí)，涉及到運(yùn)用色譜技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)學(xué)生往往記不住以前做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，更不會(huì)應(yīng)用色譜技術(shù)做全面思考。

由此可見(jiàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和方法難以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，不能真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神和創(chuàng)造能力。如何巧妙地安排實(shí)驗(yàn)課程以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生開(kāi)放性思維，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，是非常值得思考的問(wèn)題，這也是色譜實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革必然性所在。

3 色譜實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)施

根據(jù)色譜分析課程目標(biāo)和內(nèi)容，刪減整合了原驗(yàn)證性及重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)設(shè)了綜合型、研究型實(shí)驗(yàn)。

3.1 精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)行“模塊式”教學(xué)

不僅注重色譜分析基本技能訓(xùn)練、色譜分析基本理論的應(yīng)用，更注重運(yùn)用色譜技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。為此，編寫(xiě)色譜分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和任務(wù)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與安排。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合型、開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)3個(gè)模塊。

基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)僅開(kāi)設(shè)“混合物定性定量分析”（5學(xué)時(shí)）和“色譜分離條件的選擇”（5學(xué)時(shí)）。此模塊注重培養(yǎng)學(xué)生色譜實(shí)驗(yàn)基本技能，在講授方法上由原來(lái)的學(xué)生“看實(shí)驗(yàn)”改為學(xué)生親自動(dòng)手操作，包括色譜儀的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、色譜工作站的使用、色譜條件選擇、進(jìn)樣等等，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作儀器，力求促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的動(dòng)手和思考問(wèn)題能力。

綜合型實(shí)驗(yàn)為“乙苯脫氫制備苯乙烯及產(chǎn)率色譜分析”（7學(xué)時(shí)），將化工原理中的分離單元操作與色譜定性定量分析相結(jié)合，將實(shí)際產(chǎn)品的精餾與產(chǎn)率純度分析相結(jié)合。此模塊注重色譜分析的實(shí)際應(yīng)用，并充分利用化工原理實(shí)驗(yàn)的設(shè)備設(shè)施，充分發(fā)揮各種教學(xué)資源的作用。

開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)“乙酸乙酯合成、精餾及純度分析”（7學(xué)時(shí)），讓學(xué)生從物質(zhì)合成與分離、純度分析等方面運(yùn)用已學(xué)習(xí)的多種知識(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)方案包括確定合成實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)儀器選配及安裝、精餾裝置設(shè)計(jì)、色譜分離條件選擇、數(shù)據(jù)處理方法等，老師對(duì)設(shè)計(jì)方案檢查后學(xué)生自行完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。此模塊注重將色譜分析與有機(jī)合成、物質(zhì)分離等知識(shí)相互聯(lián)系，使學(xué)生全面鞏固和掌握各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)，達(dá)到融會(huì)貫通，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

3.2 注重教法改革，進(jìn)行“階梯式”教學(xué)法

綜合型、開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“階梯式”教學(xué)法。第一階段是實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，即根據(jù)實(shí)驗(yàn)的題目和要求，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式、方法提出要求等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入綜合型、開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)狀態(tài)；第二階段是實(shí)驗(yàn)操作和過(guò)程體驗(yàn)階段。學(xué)生通過(guò)1個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn)和1個(gè)開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)過(guò)程，運(yùn)用已學(xué)過(guò)的色譜分析及相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，以小組形式在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)自行確定的實(shí)驗(yàn)方案的合理性和創(chuàng)新性進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出綜合性的結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和疑惑進(jìn)行交流討論；第三階段是實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)階段，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和科技小論文，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋?zhuān)贸稣_結(jié)論。通過(guò)這種“階梯式”實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂(lè)于實(shí)踐，提高自主學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果

4.1 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣

改革后的色譜實(shí)驗(yàn)課程極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)完色譜分析課程后，很多學(xué)生考研時(shí)都選擇了分析化學(xué)和化工原理作為考研專(zhuān)業(yè)課，考研率近五年逐漸上升，應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)已達(dá)到33%。

4.2 培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力

很多學(xué)生在學(xué)習(xí)色譜分析課程后認(rèn)識(shí)到了色譜分析在科學(xué)研究與生產(chǎn)中的重要性，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)，有意識(shí)運(yùn)用色譜分析方法作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)與組成分析的手段，大大提高了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量和水平，學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力也得以提升。

4.3 色譜課程提高學(xué)生的社會(huì)認(rèn)可度

經(jīng)過(guò)畢業(yè)生的反饋，很多學(xué)生畢業(yè)后到企事業(yè)單位從事分析測(cè)試工作，如到環(huán)保局、質(zhì)量檢測(cè)站、鋼鐵、陶瓷、煤化工等企業(yè)分析化驗(yàn)中心工作，有的還承擔(dān)籌建實(shí)驗(yàn)室的重任。同時(shí)用人單位普遍反映畢業(yè)生理論基礎(chǔ)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，適應(yīng)能力強(qiáng)，不浮躁，踏實(shí)肯干；有高度的責(zé)任心和良好的科學(xué)素養(yǎng)，業(yè)務(wù)能力強(qiáng)，不少畢業(yè)生在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的鍛煉后成為單位的技術(shù)骨干、中高層管理人員。

[1]李成平,饒桂維,李赫,等.色譜分析法實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].杭州化工,2010,40(4):34-36.

[2]喻紅梅,賈維妮.氣相色譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].廣西輕工業(yè),2009,126(5):188-189.

[3]嚴(yán)新平,謝峻林,李志峰.應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)與實(shí)踐教學(xué)改革[J].教育評(píng)論,2009(1):45-48.