新时代“工学结合”模式下的高职仪器分析实训教学改革＊

黎春怡，胡鑫鑫，王丹菊

（茂名职业技术学院，广东 茂名525000）

“仪器分析”是培养工业分析类专业学生分析检测能力的基础和核心课程，根据对茂名地区60 多家石油化工企业的调研表明，“分析仪器的使用及维护能力”是岗位人员在整个产品生产、质量检验、质量控制过程中需具备的核心能力。然而分析仪器的工作原理艰涩难懂，知识比较零散，理论与实际缺乏关联[1]，使得多数学生存在畏学心理。

根据《国家职业教育改革实施方案》“坚持知行合一、工学结合”“及时将新技术、新工艺、新规范纳入教学标准和教学内容”的指导思想，以及职业教育“高素质劳动者和复合型技术技能人才”的培养目标，本教学团队将教师的教研项目、科研项目结合企业技术改造的需求进行整合，开发了“离子色谱法快速测定水中阴离子”的实训项目。在3 周的仪器分析实训课程中，要求学生根据企业的要求建立分析方法、进行准确性评价，并验证新方法法与企业现行方法的一致性，为今后化工企业实现离子色谱测定水中阴离子的工业应用提供参考。通过本实训项目的开发，提高团队教师的教学和服务能力，也培养学生自主创新能力和团队协作精神。

1 工作任务引入

硫酸根、氯化物、硝酸根、磷酸根是循环冷却水的重要控制指标，目前茂名化工生产企业大多采用容量法测定硫酸根、氯化物，可见分光光度法分析硝酸根、磷酸根，样品需要经过多步预处理，操作复杂、试剂用量大、费时，难以满足生产的需要[2]。为此，茂名市长业化工公司提出技改方向，希望建立一种快速、简便、实用的分析方法，且检测结果与现行分析方法结果一致。

目前，在环境监测领域水质分析的各种方法中，离子色谱法应用广泛[3]，可分析无机和有机阴、阳离子以及高极化分子等，且能同时测定多种离子、所需试剂量少，提高了分析的时效性，满足现代化工生产需要，并达到节能和优化人力资源的目的[4-5]。最终教学团队与长业公司确定建立离子色谱快速分析阴离子的方法，在团队教师根据公司的要求，结合学生的实际情况，将该技改项目开发成为学生实训项目，学生以完成工作任务的形式开展实训。

2 任务策划

2.1 任务分发及准备

为使学生了解科研方法和企业岗位的实际工作，在学期初即将工作任务布置给学生，要求学生完成以下任务：查阅文献及书籍，了解离子色谱仪的结构及工作原理；仔细阅读企业岗位的操作规程，了解企业测定循环水阴离子的现行分析方法、流程及控制指标；查阅相关文献及国家（或行业）标准，并在教师的指导下设计离子色谱快速测定工业循环水中阴离子的初步试验方案，以及色谱参数优化方案。

2.2 仪器操作导学

为使学生能顺利自主地进行任务，首先通过学习通上的仪器操作视频和工作站使用视频了解仪器的使用方法，接着由教师现场讲解仪器及其工作站的使用及注意事项，然后学生以2 人为1 个小组，通过建立方法文件、样品文件以及标样进样等步骤学习离子色谱仪和工作站的基本操作。在大多数学生能独立操作仪器后，开始实施工作任务。

2.3 确定实施方案

第一步，由学生根据国家标准或行业标准，以及查阅的文献，设计初步试验方案，确定基本色谱条件；第二步，要求学生设计单因素试验，对色谱条件，比如色谱柱类型、淋洗液类型、淋洗液配比、淋洗速度以及进样量等参数进行优化，建立离子色谱快速测定工业循环水中阴离子的检测方法；第三步，在建立检测方法后，要求学生进行精密度和准确度检验，要求学生查阅相关书籍，了解精密度和准确度的检验方法，然后设计重复试验和加标试验方法来考察新方法的准确度；第四步，评价新方法的适用性，要求学生了解企业提供待测水样的性质和特点，启发学生思考“待测水样与建立方法所用的标准样有何异同？能否直接分析？需不需要进行预处理？”等。同时，指导学生设计比对试验，以及如何通过t检验进行新方法与现行方法的结果一致性判断。

3 任务实施

3.1 建立分析方法[6-7]

根据实施方案，学生进行试剂领取，然后按照实施方案进行配制标准样。运行离子色谱仪及工作站，建立方法和样品项；学生使用标准样进行单因素试验，对色谱条件进行优化，建立“离子色谱快速测定水中阴离子”的分析方法，要求各组分分离度均大于1.5，分析时间短于20 min。分析方法建立后，建立标准曲线，4 种阴离子的线性相关系数均要求大于0.999，如果其中1 种离子的标准曲线没有达到要求，则要重新进样分析，直至标准曲线的线性达到要求。

3.2 方法评价

分析方法建立之后，学生还要根据设计的实施方案对分析方法进行重复性、准确性以及与现行方法结果一致性分析。首先要进行的是重复性分析，分别以3 个不同浓度的标准样及工业循环水试验进样分析，每个样品做3 次平行测定，分别进行5 次重复试验。然后根据相对标准偏差评价测定结果的重复性，要求重复性小于等于1.67%。如果重复性达不到要求，则说明该方法的稳定性不符合要求，学生需要寻找原因，并重新对色谱条件进行优化。当重复性达到要求后，还要考察方法的准确性。学生分别对标样和实际水样加标试验，基质与加标试样各进行3 次试验，每次试验进行3次平行测定，然后计算加标回收率，要求加标回收率在95%～105%之间，考察方法的准确性。最后，将离子色谱法与企业现行分析方法进行结果比对，以评价结果的一致性。用优级纯试剂配制2 种浓度的混合溶液，随机抽取4 个实际水样，分别以离子色谱法和企业现行分析方法分别检测4 种阴离子的含量，并对检测结果进行比较，同时用SPSS 21 统计分析软件对两种方法进行均值t检验。

4 任务实施成果

学生完成上述工作任务后，对试验结果进行分析，出具检测报告。同时，要求对操作步骤进行整理，总结操作注意事项，最后编写方法操作规程，形成工作任务的成果。

5 任务考核评价

任务考核评价主要考察学生任务完成的全过程、任务实施的成果以及其中表现的职业核心能力和关键能力。在任务实施的过程中，要求学生按照企业的工作要求设计数据记录和检测报告表格，并如实填写试验数据；任务结束后，要求就工作任务实施过程和结果分析模拟学术报告进行工作汇报。根据整个过程中学生的团队合作精神等进行学生互评（30%）；指导教师根据学生的综合表现进行教师评价（60%）；最后，学生的检测报告则由企业技术人员根据其合理性、检测结果与企业上报结果的一致性进行企业评价（10%）。

6 实训教学效果

基于真实工作任务的仪器分析实训项目的开展，让学生将理论学习与技能操作有机结合起来，通过小组讨论的自主探究学习方式增强了自主学习意识和团队协作能力，能更好地激发学生的学习兴趣和创新意识。同时，在完成任务的过程中，学生理解并逐渐学会了相关工作方法，培养了职业核心能力，有利于在将来进入工作岗位中顺利开展工作。

7 总结

将企业的技术开发项目与实训教学相结合的实训项目，很好地培养了学生自主思考和自主学习能力，培养了学生的创新能力，也大大促进了职业核心能力的养成。但在实际教学中，这类实训项目的开展存在困难，主要有以下两点：①对教师的综合素质尤其是分析仪器的使用与维护能力、创新能力提出了更高的要求；②学校的大型分析仪器数量少，学生基础薄弱，实训教师巡回指导学生完成任务也存在较大难度，难以满足所有学生的实训要求，只能组织学习能力强的学生参与这类实训。如何解决这些困难，让学生通过实训项目了解企业的生产工作内容，从而真正实现教学内容与工作内容“零对接”，将是我们要深入探索的问题。