高 婷

(西北大学 化工学院，陕西 西安 710069)

2019年4月，教育部启动实施一流本科专业建设“双万计划”，“双万计划”是教育部“双一流”计划的简称，该计划是教育部以建设面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力的一流专业为目标，实施一流专业建设，2019年至2021年计划建设一万个国家级一流本科专业点和一万个省级一流本科专业点[1-2]。7月，经层层推荐遴选，我校24个专业获批国家级“一流本科专业”建设点，其中制药工程专业名列其中。2019年11月，我校制药工程专业的工程教育认证申请也通过了受理，因此，如何根据一流本科专业建设和工程教育认证要求培养具有创新精神和社会实践能力的应用型人才成为重中之重。

仪器分析实验是仪器分析课程的重要组成部分，是制药工程专业本科教学阶段最重要的实践课程之一。在双重背景下，仪器分析实验课教学势必要做出相应的改变和更新，适应新要求，提高新型应用型人才培养质量[3]。

1 制药工程专业仪器分析实验教学现状

我校制药工程专业创办于1998年，每年招生30余人，仪器分析实验课程共24学时，通常在仪器分析理论课后开课，授课对象为大三学生。实验分为：电学、光学、色谱学三部分，以验证型实验为主。

2 制药工程专业仪器分析实验存在问题

2.1 部分实验内容陈旧，专业针对性不强

随着科学技术的进步，企业和科研单位对于仪器分析的检测精度要求越来越高，检测设备更新换代加速，检测方法和技术不断进步。我校制药工程专业仪器分析实验的讲义已经沿用多年，讲义中的实验方法比较老旧，同时，开设的实验内容均为验证性实验，缺少设计性和创新性实验，虽然非常经典，但是内容相对陈旧、枯燥，实验操作过程简单，毫无专业针对性，难以激发学生的学习热情，对学生的专业技能培养作用微乎其微。

2.2 教学模式单一，学生积极性不高

目前，实验教学主要是教师在课前进行理论知识讲解和实验操作演示，学生了解实验步骤，按部就班完成实验。实验过程中，学生对实验原理不甚了解，甚至不知道实验为什么如此设计，学生没有独立思考和相互讨论学习的过程，这极大抑制了学生的积极性。

2.3 大型仪器缺乏，学生实践机会少

由于仪器分析实验课程的特点，多数实验项目需要使用大型仪器分析样品，而大型仪器价格昂贵且维护费用较高，目前，我校由于经费紧张，对教学开放的大型仪器数量有限，对于学生人数多，实验学时少的本科生实验教学来说远远不够，因此，实验课上仍以演示为主，学生很少能自己动手操作仪器。

2.4 教学评价体系落后，缺乏过程评价

目前，我校制药工程仪器分析实验评价分为两部分，平时实验报告和期末的书面考试。实验报告也是侧重于最终的实验数据，而对学生的实验操作过程没有考评。目前的评价体系忽视了对实验过程的评价，没有实现对学生实验综合能力的考评，易导致学生对实验过程不重视仅仅走过场，把实验报告写“好”，这不利于学生动手实践能力的培养。

3 制药工程专业仪器分析实验改革方案

3.1 与专业相结合，创新实验内容

目前我校制药工程仪器分析实验内容没有考虑到专业培养目标，专业方向的区别。在双一流和工程教育认证的背景下，应该结合制药工程专业的培养目标、专业方向和毕业要求，对原有的实验教学内容进行优化和更新，以适应专业建设发展的需求。制药工程的仪器分析实验主要分为：电学、光学、色谱学三部分，以验证型实验为主，应考虑增加综合设计实验内容比例，如通过紫外可见分光光度法分析阿司匹林的成分、气相色谱法分析血液中乙醇的含量，点位法测定工业废水中氟离子含量等，实验过程要求学生3～4人一组自主选择实验题目，设计实验步骤，经教师指导修正后进开始实验。这不但有利于激发学生学习兴趣，更利于培养学生自主创新和团队协作能力。

3.2 以学生为主导，实现教学模式多样化

实验教学在学生实践能力培养中占有非常重要的地位，目前由于实验条件、课时等因素限制，仪器只能通过教师讲解和演示学习，学生无法直观的了解到大型仪器的工作原理和内部结构，使得学习过程缺乏热情。在实验课程之前，教师可以借助“趣课多”、“微助教”等现代教学软件，让学生通过多样有趣的图片、视频更直观的、更形象的了解仪器内部构造、操作方式及实验原理等内容，对实验内容有宏观和感性的认识。在实验课程过程中，以学生小组为单位，进行讨论、探究再分享所得所获，由此，变由教师主导为学生主导，激发学生的主动性和学习热情，提高课堂参与度，帮助学生更好的掌握实验知识。

3.3 结合虚拟仿真技术，构建虚拟实验操作平台

随着虚拟仿真技术的快速发展，其在高校的实验教学中扮演着越来越重要的角色。由于实验过程中，部分实验操作在仪器中进行或者是微观反应，学生难以直观的观察到实验反应过程，借助虚拟实验技术就可以有效解决这一问题。目前我校化工学院已经建设有化工设计虚拟仿真实验室，制药工程专业可以借助这一平台，扩展仪器分析实验相关虚拟仿真内容，如气相色谱分析苯系物实验中，通过虚拟仿真平台直观的观察到不同质量分数的苯系物在气象色谱仪中的分离过程；如滴定法测定盐酸的浓度，可借助虚拟仿真平台观察到酸碱反应过程中微观粒子的反应动态。

在虚拟仿真软件中，实验过程通过动画形式演示出来，学生可以对每个实验步骤进行模拟操作，直观的观察实验现象，有效弥补实验实际条件限制导致的实验内容缺乏，同时虚拟实验空间和时间的自由度比较大，有效解决了因为实验条件限制

或者课时限制的实验安排问题，对仪器分析实验课程教学效果有很大帮助。

3.4 建立多元评价体系，强化过程学习

目前我校制药工程专业仪器分析实验考核主要采用书面考试，且包含于仪器分析考试中，考试成绩占60%，平时实验报告40%，考试内容主要是各种仪器分析方法的基本原理及相关的应用。这种考核方式难以体现学生的真实掌握情况，尤其是学生实验操作能力无法体现。因此，应建立多元的评价体系，强化实验过程的学习，将考核方式变成理论考试和实验技能操作相结合的模式，分为三部分，期末成绩占50%，平时实验报告占10%，实验成绩占40%[4]。期末考试为闭卷理论考试，实验成绩由每个实验成绩组成，对每次实验的实验操作、实验结果讨论都进行量化评分。通过建立这种评价体系，引起学生对于实验操作的重视，有助于学生理论与实践相结合，增强学生动手实践能力，真正学好仪器分析实验课程。

4 结语

仪器分析实验课程是一门实践性和创新性很强的课程，结合“双一流”建设和工程教育认证要求，提出针对性的改革方案，力求通过全面的更新改革，提高仪器分析实验的教学质量，培养出实验能力突出，创新意识强烈的应用型人才。