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:
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雷霖，女，汉族，1971年8月出生，湖南省沅陵县人，中共党员，文学硕士，副教授，校级青年骨干教师。1989年毕业于怀化师专（现怀化学院）中文系，从事中学语文教学，2000年于湖南师大继续教育学院中文系进修本科，2002年考入湖南师范大学文学院攻读中国现当代文学硕士学位，2005年毕业进入怀化学院中文系任教至今。 讲授课程：中国现当代文学等。研究方向：鲁迅研究、女性文学和当代文学的趋势。 1.《现代乡村小说和谐文化资源研究》。2.《写作课程与教学模式的结构性调整》。3.《读者意识与中国现代小说转型研究》。 1、《从有到无：心灵秩序重建的凌空之舞—论长篇小说〈吉宽的马车〉对农民工题材的突围性书写》，《中国文学研究》（核心），2008年第三期。2、《理性与感性的相遇——再从电影,<色·戒>谈起》（核心），《电影文学》，2008年第六期。3、《煮自己的肉”——鲁迅作品的身体叙事》，《湖南科技学院学报》，2008年第五期。4、《萧红小说中的身体之喻》，《吉首大学学报》，2007年第三期。5、《价值立场和自我超越的双重缺乏——<彷徨>中知识分子精神特征新论》，《湖南文理学院学报》，2007年第一期。6、《意义的焦虑——从彷徨意义的焦虑——从<彷徨>看鲁迅五四启蒙主义的悲剧体验》，《怀化学院学报》，2007年第十二期。7、《有意味的形式——<缓慢>与<倾城之恋>的时间叙事解读》，《长沙大学学报》，2008年第二期。8、《爱与内在自由的双重错失——析<伤逝>的悲剧体验》，《湘南学院学报》，2007您第一期。9、《自我与他者：不乐观的叙事——<狂人日记>别读》，《怀化学院学报》，2006年第四期。
专业特长及近期研究方向：西部地区旅游业可持续发展、旅游规划与开发教学课程：旅游规划与开发、客源国概况、导游英语听与说、园林艺术、经济地理、城市与区域旅游规划主要论著：◎著作◎主编◎论文1.双语教学感悟.大学教育科学，2005.42.坚持以人为本，推进高校教师师德建设.陕西师范大学学报（专辑），2005.6（核刊）3.论多媒体技术在旅游管理专业教学中的应用.长春师范学院学报，2007.34.对《旅游规划与开发》课程教学改革的思考.高等教育研究，2007年第2期5.对新疆民族旅游资源开发与文化保护的思考.工业技术经济，2007.3 （核刊）6.论石河子旅游景区的空间功能布局.商场现代化，2007.9（核刊）7.中国发展旅游扶贫的思考.湖南农业大学学报（社科版），2006.7（4）8.论西部大开发中石河子旅游业的可持续发展.哈尔滨商业大学学报，2006.91（6）9.对旅游回扣现象的思考.山东科技大学学报（社科版），2006.7（4）10.西部大开发对石河子地区旅游资源开发的对策探讨.资源开发与市场，2007.211.2008年北京奥运会对中国旅游业的影响.资源开发与市场，2007.312.论西部地区民俗旅游开发对解决“三农”问题的意义.焦作大学学报，2007.113.经济发达地区与欠发达地区旅游开发模式探讨.江汉大学学报（社科版），2006.614.论石河子旅游客源市场的开发策略. 中国屯垦旅游论坛文集，2007.515.对《旅游规划与开发》课程教学改革的思考.边疆经济与文化，2009.716.案例教学在《旅游规划与开发》课程中的应用.经济研究导刊，2010.217.对高校教育科研选题的思考.长沙大学学报，2010.918.旅游管理专业双语教学的对策探索.安徽工业大学学报，2010.1219.旅游管理专业实践教学体系的设计思路.焦作大学学报，2010.1220.新疆农业旅游资源开发对解决“三农”问题的对策探讨.安徽农业科学，2011.2（核刊）21.双语教学：基于《客源国概况》课程的实践研究.山西农业大学学报，2011.822.《旅游规划与开发》课程教学方法改革的构想.宜宾学院学报，2011.523.《旅游规划与开发》课程实践教学模式的构建.宿州教育学院学报，2012.124.石河子150团驼铃梦坡沙漠生态旅游区进一步开发的对策.焦作大学学报，2012.3◎外文论文◎书评、序言获奖:1.“政法学院第五届课堂教学优秀奖”比赛活动中，获二等奖，2006年10月2.《客源国概况》课件获“第四届全国多媒体大赛中荣获大学组优秀奖”，2004年10月3.《旅游规划与开发》课件获校级优秀奖，2008年10月4.石河子大学年度考核优秀，2009年6月5.《旅游规划与开发》课程教案获政法学院“优秀教案”，2010年6月6.指导毕业论文获政法学院“优秀论文”，2010年6月7.石河子大学“教学实践研究”奖，2011年1月8.政法学院“考核优秀”，2011年6月9.政法学院优秀论文“指导教师”，2011年6月10.石河子大学“教学研究实践奖”， 2012年1月11. 石河子大学“263”青年骨干教师，2009年5月-2012年5月荣誉奖(Honors):海外讲座与学术交流:科研项目（项目编号）:1.主持教育部“春晖计划”课题项目：西部大开发对石河子地区旅游业可持续发展的影响，项目编号：S2005-1-65001，2006年1月-2008年6月
长沙学院的院校代码为11077，院校代号是全国各高校录取时为方便考生填报志愿而加注的由数字组成的代号串，即院校代码或学校代码。院校代码就如同是学校的一个身份证号，方便查询学校信息。
代号编排
院校代码由教育部统一编排，号码有5位。各省教育考试院为方便高考生填报志愿，将有在本地区（包含省、直辖市，自治区）招生计划的高校重新编排，号码有4位。由于每年高校办学情况有变动，故高校代码有调整。
学校简介：
长沙学院（ChangshaUniversity），简称“长大”，是经中华人民共和国教育部批准的全日制普通高等本科院校，实行省市共建共管、以长沙市为主管理的体制，属于湖南省“双一流”高水平应用特色学院，入选教育部首批新工科研究与实践项目、湖南省2011计划，是国家“十三五”应用型本科产教融合发展工程规划高校、全国高校实践育人创新创业基地、CDIO工程教育联盟成员单位。
截至2021年3月，学校占地约1970亩，校舍建筑面积约40万平方米，藏书142.66万册；全日制本科生15412人，联合培养硕士、博士研究生423人。截至2022年4月，学校设有14个学院，开设49个本科专业。
历史沿革
长沙学院办学起源于1970年开办的长沙市革命委员会教师培训班、1978年开办的长沙市湘江师范学校大专班、1979年开办的湖南省长沙基础大学和1983年开办的长沙大学。1986年，湖南省长沙基础大学改名为长沙职业技术师范专科学校。1994年，长沙市湘江师范学校并入长沙职业技术师范专科学校；1996年，长沙职业技术师范专科学校并入长沙大学。2004年，长沙大学升格为本科，并更名为长沙学院。
学科体系
截至2020年12月，学校拥有省重点学科5个，湖南省“双一流”应用特色学科7个，联合培养硕士点建设4个。
学术资源
截至2019年12月，长沙学院图书馆建筑面积近3万平米，馆藏纸本文献138万余册，纸质期刊1700余种；拥有数据库45个，其中湖南省高校数字图书馆共建共享数据库17个。
《长沙大学学报》为双月刊，其中1、3、4、6期为哲学社会科学版，2、5期为自然科学版，栏目设有哲学社会科学版：长沙文化研究（重点特色栏目）、经济管理、政法历史、语言文学艺术、教育教学等；自然科学版：基础研究、工程与机械、电子与计算机、管理科学、教育教学、体育研究等。
2006年该刊被评为全国优秀社科学报；2010年获得湖南省“优秀学报一等奖”，“长沙文化研究”栏目获“特色栏目奖”；在第四届全国高校社科期刊评优活动中，被评为“全国高校优秀社科期刊”，是《中国学术期刊（光盘版）》入编期刊、《中国学术期刊综台评价数据库》来源期刊、《中文科技期刊数据库》来源期刊、《万方数据——数字化期刊》入编期刊、《书生数字期刊》入编期刊、《中国报刊订阅指南信息库》收录期刊。
师资队伍
截至2022年4月，学校有教职工1150余人，其中专任教师920余人。专任教师中具有正高级专业技术职务110余人，具有副高级专业技术职务250余人，具有博士学位教师350余人，博士、硕士研究生导师85人。
其中特聘中国工程院院士1人，享受国务院政府特殊津贴专家、教育部“新世纪百千万人才工程”国家级人选、"教育部“新世纪优秀人才支持计划"、全国优秀教师、全国模范教师、全国劳动模范等国家级人才人；有省新世纪“121人才工程”人选、省121创新人才培养工程人选、省“百人计划”、省教学名师、省优秀教师、省“100个科技创新人才”、省芙蓉教学名师、省青年芙蓉学者等90余人次。拥有省级教学团队2个。
教学建设
截至2022年4月，学校拥有国家级一流本科专业1个，教育部特色专业1个，教育部专业综合改革试点项目1个，省级一流本科专业18个，省级特色专业和专业综合改革试点项目8个；教育部大学生校外实践教育基地1个，省实践教学示范中心、省校企合作人才培养示范基地等省级实践教学平台34个；建有国家级精品视频公开课1门、国家精品在线开放课程1门、省级精品课程、省级精品在线开放课程、省级一流本科课程60门。
合作交流
截至2022年4月，长沙学院先后与20多个国家和地区的50多所高校 、研究机构和国际组织建立了合作交流关系，与国外近30多所高校签订了校际交流协议，接收培养外国留学生100多名，有200多人赴海外访问、留学、进修和参加国际学术会议。
学术科研
截至2022年4月，学校建有省部级及以上科研平台21个、市级平台21个。
2010年截至2022年4月，学校获纵向科研项目共计2052项，纵向科研项目经费近2亿元，承担国家自科基金和国家社科基金项目122项，其中国家自科基金重点项目2项，国家自科基金区域创新发展联合基金重点支持项目2项，国家社科基金重大项目1项；承担省部级科研项目828项。
截至2022年4月，获省部级以上科研成果奖励36项，其中高等学校科学研究优秀成果奖（人文社会科学）二等奖（国家级）1项，省科学技术奖18项（包括省科技进步一等奖1项、省科技进步二等奖4项、省科技进步三等奖6项、省自然科学三等奖7项），省哲学社会科学优秀成果奖14项（包括一等奖4项、二等奖6项），文化和旅游部优秀研究成果（旅游类）优秀奖1项；获得国家发明专利授权250项。
优势专业及学科
教育部特色专业建设点（1个）：日语
教育部专业综合改革试点项目（1个）：物业管理
国家级一流本科专业建设点（1个）：旅游管理
湖南省特色专业（3个）：日语、公共事业管理、软件工程
湖南省一流专业（18个）:材料成型及控制工程、生物工程、通信工程、计算机科学与技术、软件工程、物流管理、旅游管理、动画、电气工程及其自动化、法学、机械设计制造及其自动化、公共事业管理、功能材料、土木工程、英语、视觉传达设计、音乐学、广播电视编导、汉语言文学
省级专业综合改革试点项目（5个）：软件工程、物业管理、生物工程、通信工程、土木工程
重点学科
“十二五”期间湖南省重点学科：生物化学与分子生物学、应用化学、机械设计及理论、企业管理
“十一五”期间湖南省重点学科：高等教育学
湖南省“双一流”应用特色学科：生物学、机械工程、材料科学与工程、信息与通信工程、计算机科学与技术、工商管理、设计学
