张 伟，杨红萍，吴 博，任 萍

(廊坊师范学院化学与材料科学学院，河北 廊坊 065000)

工业分析化学或工业分析是分析化学在工业生产上实际应用的一个分支，它是研究鉴定工业生产中的原料、辅料、燃料、中间产品、最终产品、副产品和各种废弃物的组成及测定各组分的含量和赋存状态的分析方法及其原理的一门学科，是工业生产中的物质信息和测量科学[1]。这也使得工业分析具有分析项目复杂性、多样性、实践性及交叉性、边缘学科的特点。该课程所用到的分析方法众多，分析内容和项目也非常多。主要内容包括: 试样的采集、制备和分解、分离与富集、岩石分析、金属材料、水质分析、食品分析及过程分析等。以岩石分析为例涉及的分析项目包括：硅、铝、铁、亚铁、钛、钙、镁、锰、磷、钠、钾、水分、烧失量、硫、氯等多个项目。通过该课程的学习，可以使学生熟悉并掌握工业样品的采集、制备、分解与分离、分析及数据处理，并训练学生的实验操作能力。

目前在国内本科院校和职业院校中，该课程广泛开设，课程内容差异度不是很大。但由于学生的定位、素质和学习内容及学习深度的差异，使得本科院校和职业院校的学生在掌握程度上存在差异。当前，职业院校多以学生职业能力培养为本位，培养适应地方经济建设和社会发展需要、面向生产一线的高素质技术实用型人才[2]。或以检验员从业资格证考核内容为主线来设置项目，培养社会需要的检验人员[3]，因此实际的教学和实践也多以培养学生技能的掌握、应用和实际操作能力为目标[4-5]。本科院校如果也仅以面向实际的操作能力为培养目标，则两者培养出来的人才将无明显差异。

1 工业分析化学教学现状

以我校应用化学专业为例，学生在学习工业分析化学过程中存在以下一些问题。我校的工业分析化学课程是在学生学习完无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学、化工原理等专业基础课之后而开设的一门专业课，学生虽然掌握了大量相关知识，但是在实验和实践过程中表现出的操作能力和应用能力不能让人满意；其次，对分析中出现的问题分析准确度和深度不够；再次，对产品分析过程的系统思考方式不足。而这些表现出来的能力缺陷表现为：学生普遍缺少分析和解决问题能力、知识融合与和应用能力以及创新和系统思考能力。

2 教学改革方向探索

2014年，教育部在发布的工作要点中指出：要研究制定关于地方本科高校转型发展的指导意见，启动实施国家和省级改革试点，引导一批本科高等学校向应用技术类型高等学校转型[6]。同时国家在 21 世纪教育发展目标中提出，工科毕业生要以“卓越工程师”为培养目标[7]。因此培养“卓越工程师”型的工业分析毕业生是高校服务社会的必然选择。工业分析不仅仅是工业生产的“眼睛”，更是集生产、管理、鉴定与评价于一身的综合体系，对工业产品起着监督与把关的作用。因此从事相关工作的毕业生应熟悉实际生产过程中复杂和多样的产品，要能对不同产品及产品的多个指标进行实际操作和分析；同时需要能管理分析过程的数据，确保生产顺利进行，并提供改进意见；要对生产中涉及的所有原辅料和各级产品等做出准确的品质认定与合格认定；此外一些企业设备差异以及生产力水平差异，往往需要分析人员能提出创新性的方法或简便可行的方法，制定分析检测标准，培训相关人员等等，从技术操作、培训到管理等一系列环节涉及的问题都需要分析人员解决。因此，工业分析化学的教学除了知识的传授外，更应以培养学生的严谨思维、系统思维、实操能力、创新思维、风险意识等为根本目标。人才的培养落实到具体的教学过程中，可以通过教学、实验和实践环节来得以实施。

3 工业分析化学人才培养实施过程

3.1 教学环节

教学环节是学生掌握知识的主要方式，只有掌握一定的分析相关知识，才有可能在解决实际问题过程中游刃有余。虽然学生已经学完分析化学以及仪器分析相关知识，但是实际产品和问题往往表现形式多样性和复杂性，而且检测标准层出不穷，学生在具体分析检测时往往无所适从。该现象产生的根本原因在于学生只是知道了作为分析整个过程中测定这一小部分，其它环节不甚了解。以土壤中氮磷测定为例，在学生拿到氮磷测定方法和待测样后，多数学生都能按照方法步骤进行操作得到氮磷结果。但是当题目变为要求学生对一块土地的氮磷施肥提供指导时，往往无从下手。因为这个时候涉及的内容包括样品采集、制备、分解与提取、分析方法选择、结果分析、最终意见等，而每个环节都涉及大量知识，所以学生无法系统全面的解决。具体到实际教学中，采取模块式与系统式教学相结合。

模块式教学就是把学生不足部分补充完毕，例如：样品采集、制备、分解和提取、分析方法中涉及方法选择、干扰消除及影响、条件控制等等。教学过程中，可以采用多种教学方式，如讨论式、研究式等。以样品采集为例，对于不同类型的样品采用不同的采集方式，可以和同学们讨论比较各种方式优缺点，有没有改进可能等。通过在教学中利用多种教学方法，充分调动学生所学知识，使学生积极参与问题的思考与讨论，从而将所学相关知识融汇到工业分析化学的每个模块课程中。系统式教学就是针对具体产品的分析时要从样品采集开始，一直到分析检测结果整个流程讲解，整个过程采用互动、讨论式方式进行，这样经过几个产品的训练，学生往往都会建立起系统思考习惯。

工业分析过程本身就是一个繁杂细致的工作，任何的一个疏忽与遗漏都可能导致错误结果，从而给生产造成损失，因此在整个教学过程中始终要强调分析过程的细致和严谨，严格按照逻辑过程来思考，避免思维的跳跃。比如硅钼蓝光度法测定硅，pH控制在1.0～1.8，不能仅告诉学生pH控制在这个范围和为什么控制在该范围，还要通过讨论找到控制在该范围的方法，一直探讨到可操作阶段。通过反复的训练，学生就形成细致、严谨的思考方式。

此外其它院校老师在教学中也采用了比较好的教学方式，可以借鉴。例如：暴晨霞[3]采用目标教学法，刘淑梅[8]采用工学结合模式，张娟[9]采用理实一体化教学理念等多种教学方式都取得了较好的教学效果。

3.2 实验环节

实验是理论与实践相结合的必不可少的中间环节，即考察了学生的掌握程度和动手能力，又避免了直接实践而造成生产事故和损失。课程改革前，实验的流程与普通实验一样，给定学生实验方案，为学生准备实验器材和药品，然后学生在规定时间内完成测定。但是这样的结果是学生的操作能力并没得到多少提高，学生测量的数据的准确度和精度不能令人满意。这样培养出来的学生在面对复杂工业品时，将无法胜任。主要原因在于整个实验过程的割裂以及考查方式的问题导致。整个分析过程实际包括从实验方案的选定，仪器设备的选定，药品的准备和配置，样品的采集、制备、提取和分解、干扰屏蔽、测定、结果分析和评价、结论等一些列过程，但是在整个过程中学生只参与了测定工作，由于没有参与整个过程，所以实验数据是否真实有效则不能评价，更无法准确找到实验失败原因。传统的考察方式往往是对实验报告的批改，都是事后教师对结果进行评价。

基于以上问题，实验环节进行了调整，改成以目标为导向，自主式实验。即学生实验的实验方案和实验全部过程由学生自己负责和操作，教师提供确定含量的不同的实验样品，差异化测定，教师只考察实验结果，测定结果与含量不一致的或误差超过一定范围的都判定不合格并做出详细的原因分析。通过这种训练学生的操作水平和观察、分析能力得到提升。

3.3 实践环节

将学生安排在相关企业进行实习，真正了解实际中的分析检测情况，感受与实验室的差别。经过前面的训练，可以看到实践环节的工业分析多数与实验过程相同，但是与实验室又有一些区别，主要体现在创新思维和风险意识上。由于企业的分析检测水平差异较大，所以一些标准方法所涉及的仪器设备企业往往并不具备，这时需要学生具有创新能力，能调整或改进实验方案和方法。有时面对企业的新产品时，比如原料改变，导致干扰物的变化或生产新的产品，此时需要学生能创造性的提出新方案和改进措施。实验环节的结果正确与否并不会产生不良后果，但是实践中工业分析的结果则产生很大责任，错误结果可能导致企业损失，甚至面临法律问题。因此必须让学生提高风险意识。通过地沟油、三聚氰胺事件等具体的案例和实践体验来帮助学生认识岗位责任与岗位风险，提高职业道德意识和风险意识。

通过课程改革，学生学习的积极性得到提高，体验到工业分析的实用性，培养了学生的严谨与缜密思维、系统思维和实操能力水平有很大提升，并形成了一定的创新思维，培养了学生工业分析的职业道德与风险意识。