实验室教学主题研讨论文

仪器分析实验课程教学探讨论文

摘要: 分析仪器分析实验课程教学中存在的问题，探讨辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用，提出将仿真技术引入教学、合理运用微课、建设网络教学平台等对策。

关键词: 仪器分析实验;辅助教学手段;课程教学

仪器分析实验课程是化学类及相关专业开设的主要基础课程之一，课程内容主要包括电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、色谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法等模块。通过这门课程的学习，学生可以加深对有关仪器分析方法基本原理的理解，掌握仪器的基本结构及使用方法，合理选择实验条件，正确处理实验数据和表达实验结果，为后续课程的学习及未来职业岗位的胜任奠定一定基础。

1仪器分析实验教学存在的主要问题

1．1硬件资源不足，学生缺乏实操训练

仪器分析实验所用大型仪器每台价格少则几千元，多则几万元，甚至几十万元。许多院校受到资金和场地的限制，无法配置课程所需的全部设备，或者仅有1～2台面向全体师生。因此，硬件资源的不足，导致仪器分析实验教学不能像基础实验那样，采用独立操作的方式，让每位学生都参与实验，只能靠教师演示或让学生做些辅助性的操作来完成教学任务。例如:在红外光谱实验中，学生可以进行的操作大多是固体样品的压片;在液相色谱实验中，学生的主要任务是配置溶液、用超声除去气体、用微孔滤膜过滤等。而仪器参数的设置、进样等涉及仪器操作的部分大多由教师演示，学生则少有动手操作仪器的机会。

1．2精密仪器的特殊性使学生使用受到限制

精密仪器的操作技术要求高，使用人员只有在熟悉仪器性能和熟练掌握操作规程的前提下，才能进行实际操作。一旦使用不当，不仅会造成仪器损坏，而且相对高昂的维护费用和相对较长的维护时间会给日常教学带来严重影响。因此，在仪器分析实验教学中，通常采用大循环方式组织教学。大多数任课教师为了保证设备处于良好的运行状态，避免或减少故障的发生，在课上只是亲自演示，不允许学生随意开启、关闭仪器，随意旋转仪器按钮，随意改变仪器工作参数。在这种情况下，学生只能走马观花地看演示，达不到理想的学习效果。

1．3注重培养操作能力，忽视介绍内部结构

仪器分析实验的教学目标为掌握实验原理，了解仪器构造、各部分功能，以及仪器的使用、维护和保养。多数学校在现有条件下，收获较为理想的教学效果也只是学生能在课程结束后掌握机械操作仪器的方法，而学生对仪器的内部结构和原理却了解甚少，也不懂常规维护和保养，能力自然不能得到充分锻炼。这对日后工作帮助显然不够，难以满足职业教育技能型人才培养的实际需求。

1．4辅助教学手段针对性不强

随着信息化时代的来临，在硬件资源不足的情况下，教师可以借助互联网上的教学视频来进行辅助教学，对学生掌握实验原理、仪器构造也能起到一定效果。但由于仪器设备型号不同，软件、硬件操作规程差别较大，学生观看互联网上的视频后，面对本校的实验设备可能还是无从下手。例如:利用百度搜索到的紫外可见分光光度计的教学视频多为721、722、752、UV756MC型号;气相色谱仪教学视频主要是GC120M、AGILENT6890N型;而液相色谱仪、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、气质联用仪等仪器的网络教学资源十分有限。针对以上问题，根据实际条件，选择、开发适合本校的辅助教学手段，用来弥补教学资源的不足，不失为一条可行之路。

2辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用

2．1将仿真技术引入教学

分析仪器仿真技术是利用计算机技术、网络技术、仿真技术和信息技术，在计算机上建立一套与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统［1］。它能够借助图像、动画来描述设备的特性，显示实体的真实动作，模仿真实操作过程。国内大型分析仪器仿真技术现已成熟，以由北京东方仿真软件技术有限公司开发的大型分析仪器仿真操作系统系列软件为例，它涵盖紫外分光计、红外分光计、气相色谱装置、原子吸收光谱、高效液相色谱、色质联用分析仪仿真等内容。该系统采用计算机虚拟仿真技术进行开发。软件具备机理模型，虚拟场景逼真度高，且以真实实验数据库作为支撑，能够自动模拟相应的实验现象，得到与真实实验相似的实验结果。操作方式灵活真实，仿真操作过程与真实仪器操作过程极其相似。学生可以通过仿真技术在计算机上建立的虚拟实验操作平台，完成对昂贵分析仪器设备的模拟操作，就如同在真实的分析仪器上操作。它不仅能够满足日常训练、常规考核以及技能大赛等需求，也为剖析仪器的内部结构、原理提供极大方便。仿真实训室的建立可利用校内现有计算机机房进行扩充，购买相应操作软件。这与添置设备相比，仿真技术投入少、消耗低、使用周期长、维护方便。大型分析仪器仿真软件的引入，与传统的教学方式相比，不仅能满足设备数量与学生数量之间巨大差距的矛盾，弥补办学硬件资源的不足，还可对设备的内部结构、实验原理等相关知识进行形象剖析和立体化讲解。仿真仪器的反复操作不仅不会增加实验成本，遇到操作不当、参数设置不正确时，也不会损坏仪器、出现安全问题，能够帮助学生尽快、全面掌握仪器设备的操作技能。

2．2合理运用微课

针对仪器分析实验硬件资源不足的问题，如何把有限的实训资源整合到传统教学环境里来，使其最大限度地发挥作用，需要教师认真对待。从技术角度来看，微课这种灵活、主题突出的新型教学模式就是一个有效的方法。微课是以教学视频为主要载体，反映教师在教学活动过程中针对某个知识点或教学环节开展教与学的各种教学资源有机组合。开发仪器分析实验相关微课，借助网络与视频技术，通过视频、图片、PPT等形式，可形象直观地将实训项目操作技能视觉化，供学生反复观看，更有利于学生理解与掌握专业技能［2］。它还能将课堂教学延伸到课外，学生能够在课前、课后利用电子设备浏览实训课教学内容，有针对性地学习。教学视频是微课的'核心组成部分，时长一般在5～8分钟，主题突出，经过后期制作的视频及配套辅助资源的总容量一般为几十兆字节，视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm，wmv，flv)等［3］。仪器分析实验的微课制作可采用“录像法”，把仪器部件、旋钮、操作方法、实训内容完整地展现出来。如对红外光谱实验中固体样品的压片过程、分光光度计的使用，均可全程录制。而对于大型设备，如气相色谱、高效液相色谱、原子吸收分光光度计等，一次完整的实验耗时较长，微课的制作可按动作节点把操作步骤碎片化成不同单元，针对碎片化后的知识点进行录制。步骤要连贯，不能轻易跳过。视频的后期制作中，加入关键词，以字幕的形式补充其不宜讲清楚的部分。以G5气相色谱仪的操作为例，可碎片化成以下几部分录制:一是仪器构造，主要介绍气路控制系统、仪器控制面板、进样器、色谱柱箱、检测器(包括控制电路)等;二是开机方法，介绍开机操作顺序及载气流量的调节;三是样品测定，主要介绍主菜单功能，设置温度、桥电流的方法，由于升温时间较长，过程省略;四是取样进样的操作;五是关机方法，介绍怎样返回至主菜单，设置桥电流，怎样关恒流源降温，最后关主机;六是软件操作部分，可使用“Camtasia”录屏软件，将软件操作过程完整录制下来。仪器操作的录制过程，既要有设备的整体画面，又要注重细节，让学生能够在整套设备中准确找到相关按键或旋钮，同时又能看清操作方法。

2．3建设网络教学平台

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提出，要“加强网络教学资源体系建设，开发网络学习课程，创新网络教学模式”。网络教学平台是实现教育教学方法创新，促进优质教育资源普及共享的重要途径和基础保障［4］。网络教学支持平台是指建立在互联网的基础之上，为网络教学提供全面支持服务的软件系统的总称，包括支持网络教学的硬件设施和支持网络教学的软件系统。网络教学平台主要有点播式教学平台和互动式网络教学平台。点播式教学平台能够实现教学资源的快速传递，学生可以随时点播音频、视频课件，查阅电子教案等教学内容。而互动式教学平台可使师生通过网络进行交流，教师也可利用教学平台对学生的学习情况进行跟踪，并根据学生的学习情况有选择性地发布课程内容。网络教学平台建设包括硬件建设和软件建设。硬件设施主要有全方位的校园宽带网、功能完善的网络多媒体教室、服务器、多媒体教学材料和软件的存储设备。软件方面主要是教学系统平台。教师可将仪器分析课程的课件、教案、专业资料、仪器使用的微课程上传至平台，供学生自主学习。学生可先通过网络平台观看仪器操作的微课程，熟悉仪器结构和操作要领，然后上机操作，这使得教学更具有针对性。目前国内许多院校或公司研制和开发了适合自身需要的网络教学平台产品，如北京师范大学研制的Vcalss、上海交通大学的Answer教学系统平台，都可以引进使用。

2．4其他辅助手段的使用

根据仪器分析实验课程的特点，教师也可选择简单易行的辅助手段，如:制作大型仪器操作流程图，并将其打印、压膜塑封后放在仪器旁边，学生在使用之前需仔细阅读，按照说明进行操作;针对现在高校大学生几乎都有智能手机的现状，在没有网络教学平台的情况下，教师也可将微课、视频通过微信发送给学生;也可通过易企秀软件，生成二维码，学生通过扫描二维码的方式在课后观看相关教学视频进行自学等。

3结束语

仪器分析实验课程是一门实践性很强的课程，对分析仪器的需求较高。在教学资源有限的情况下，我们应当积极探索辅助教学手段的运用，帮助学生深入、直观地理解和掌握所学知识，提高动手能力和独立操作能力，为学生独立调试、使用仪器打下良好基础，从而达到提高教学质量的目的。

作者:柳意 单位:锦州师范高等专科学校

参考文献:

［1］田文德，丁辉，姚飞．分析仪器的计算机仿真［J］．现代科学仪器，2001(3):41－49．

［2］胡海星，张春霞，张春燕．微课在高职实训教学中的应用研究［J］．长沙大学学报，2015(3):125－126．

［3］柳意．微课在环境工程技术专业实训中的应用［J］．哈尔滨职业技术学院学报，2016(2):42－44．

［4］徐旭松．ActRes互动式网络教学平台的开发与应用［J］．江苏理工学院学报，2015(4):82－86．

据学术堂了解，一篇教研论文从构思到修改完成，最终定稿，其撰写过程大致可以分为以下五个步骤。1.确定题目一般说来，在开始研究之时已经确定了课题研究题目，但课题题目和论文题目并不是完全等同的，尤其是一些周期较长、内容较广的教育科研课题，其研究成果往往需要通过几篇论文才能表示出来的。因此，论文撰写的第一步就是要确定题目。它可以和课题研究题目相一致，也可以不一致。不论是否一致，一个好的论文题目都应符合下列要求：（1）新颖。新颖包含着两层意思，一是指抓住最新出现的问题，即要有动向水平。具有开创性的题目，就很新颖。二是指在原有的问题之外，提出新的问题。提出了一个新的研究思路，也具有新颖性。（2）宜小。论文题目一般不宜过大，即切口要小。题目过大，容易写得空泛，初写论文时更是如此。广大教师应该根据自己的教育实践，选择一些小的题目进行写作。（3）准确。这是指论文的题目和内容要名实相符，也就是说，题目要能准确地反映论文所研究的内容。一篇论文的题目可以是明确点明题意的，也可以是不明确点出题意的。无论用哪种形式，题目都应该能确切地反映所要研究的问题，反映所要论述的内容。（4）简明。使人看了一目了然，马上就能明白作者想要论述的问题。如果题目过长，或过于拗口，就会影响阅读者的阅读心理，减弱兴趣。2、教育论文的构思（1）、什么是教育论文的构思构思，是在写作目的确定之后正式动笔之前，对通篇文章的安排设计。构思清楚、巧妙，写出来的论文才能布局巧妙，条理清楚，使论点鲜明，论据充分，论证有力，逻辑性强，学术见解深刻。反之，构思混乱，布局必然混乱，（2）、教育论文与教育经验构思的差异教育论文的构思是通过发散思维，运用概念、判断、推理等方式，对确凿事实进行分析综合、抽象概括，达到对事物本质的认识，并在认识过程中用严密的逻辑推导形式论证其学术观点，使读者相信并接受这个观点；而教育经验的构思则是通过叙述做法，阐明观点，反映事物发展变化的因果关系，揭示教育效果获得的内在机制，并从各种表面的、全部教育事例的总和中找出规律性的联系，从而介绍经验，使读者相信其做法，学习这种经验。（3）、教育论文构思的要求①在何思中要运用谋篇，紧扣中心论点。②在构思中要注意有新意。③在构思中要选好论题，确定论点。④在构思中要把握构思技巧，提高构思水平。3、拟定提纲题目确定之后，就要根据题意，拟定写作提纲，对论文的基本框架和总体布局进行设计、安排。因此，提纲实际上是一篇论文的写作设计蓝图。（1）提纲的种类。提纲一般可分为简单提纲和详细提纲两种。①简单提纲。简单提纲的特点是比较概括，只列出论文各部分的大小标题，对如何具体展开论述则不涉及。②详细提纲。详细提纲除了列出论文各部分的标题外，还在每一个标题下较为详细地写出所要阐述的内容的要点。（2）提纲的要求。一份好的论文写作提纲，一般要求能做到三点：①安排好全文的布局。②安排好材料的使用。③安排好论文的篇幅。4、论文写作拟定了提纲后，就可以按提纲进行写作。但下述四点是写作中具有共性的问题，应加以注意。（1）注意立论、推论和表述的科学性。论文是科学研究的结晶，丧失了科学性，论文就不成其为论文了。因此，在写作中，提出论点，运用概念，进行推论时都应该充分注意是否科学、严谨，任何夸大其辞的表述都会降低论文的质量。（2）注意论点、论据和论述的逻辑性。一篇好的论文，必须论点明确，论据确凿，论述严密，形成三者间的逻辑统一。（3）注意数据和文字表述的有机统一。为了科学、准确地表述研究成果，在一篇论文中必须提供数据。但是，数据只是供作分析的素材，主要的部分还是文字表述。缺乏数据固然会削弱说服力，只有数据则会混同于统计报表。因此，在论文写作中，应该有选择地提供具有代表性的数据，同时，也应该重视对数据的逐层分析，展开充分论述，才能使论文具有较高的可信度和理论深度。（4）注意典型分析和一般分析的结合。在论文撰写中，应该注意两者的结合使用，才能更具有说服力。5、推敲修改论文写完后，不仅对文章的立论、结构要进行认真推敲，而且对每个句子、字词，甚至标点都要细加斟酌，首先，要作严格的自我审阅，自我修改。其次，在文章的修改过程中，还可以请周围的老师或同行审阅，以征求更多的修改意见。俗话说，好文章是磨出来的。一篇高质量的学术论文正是在不断的推敲修改基础上形成的。