在線模擬仿真平臺在《儀器分析》課程中的應(yīng)用

在線模擬仿真平臺在《儀器分析》課程中應(yīng)用的重要性

開展基于工作過程開發(fā)的突破口

將工作過程作為重要導(dǎo)向是課程開發(fā)的主要指導(dǎo)思想，鑒于工作過程的課程把工作過程和教育教學(xué)過程有機(jī)結(jié)合，利于學(xué)生建立理論知識，從而發(fā)展各方面的能力，儀器分析課程在開展基于工作導(dǎo)向的開發(fā)過程中還有問題，比如創(chuàng)造工作情境與模擬環(huán)節(jié)中，實(shí)踐工作場景無法得到保障，實(shí)踐操作中設(shè)備不夠與儀器設(shè)備滯后等，導(dǎo)致課程優(yōu)勢在執(zhí)行中有所束縛。在線模擬仿真平臺的運(yùn)用，可以攻克學(xué)生僅僅可以看，而無法動手操作的缺陷，讓所有學(xué)生均可以具體分析檢測工作，給教學(xué)情境設(shè)定提供條件，演變成儀器分析課程開展基于工作過程導(dǎo)向改革的一個重要突破口。

推動理論與實(shí)踐一體化教學(xué)

在線模擬仿真平臺能夠讓學(xué)生快速掌握好儀器操作過程以及分析條件的選擇。對實(shí)驗(yàn)室已具備的儀器，學(xué)生能夠在做好模擬仿真實(shí)驗(yàn)以后，在實(shí)驗(yàn)室展開實(shí)際操作，可以大大降低對儀器造成的損害。而針對實(shí)驗(yàn)室不具備的儀器，能夠經(jīng)過在線模擬仿真平臺加以模擬，在某種程度上讓學(xué)生了解與掌握相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，促使理論和實(shí)踐操作相融。

在線模擬仿真平臺在《儀器分析》課程中的應(yīng)用

在線模擬仿真平臺是借助計(jì)算機(jī)創(chuàng)造各種虛擬環(huán)境模擬真實(shí)環(huán)境，同時(shí)按照真實(shí)環(huán)境中的理論與實(shí)際操作情況在模擬仿真的環(huán)境中操作與驗(yàn)證、設(shè)計(jì)與運(yùn)行的一種教學(xué)方法。由于在線模擬仿真平臺能夠采用聲音與圖像等各種信息提供逼真的虛擬環(huán)境，讓人好似身臨其境，而且可以提供多人在線學(xué)習(xí)，使用頻率較高，容易維護(hù)，當(dāng)前我國諸多高校為提升化學(xué)專業(yè)類課程教學(xué)效果，均按照自身需求構(gòu)建了在線模擬仿真平臺。在線模擬仿真平臺實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)際儀器操作相同，涵蓋了實(shí)驗(yàn)室場景、儀器操作、采集和分析數(shù)據(jù)，其可以直觀把音樂與聲效等相融，加強(qiáng)學(xué)生臨場感與交互意識，學(xué)生經(jīng)過儀器分析在線模擬仿真平臺能夠掌握教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，涵蓋學(xué)習(xí)儀器設(shè)施設(shè)備的操作指南與安全事項(xiàng)等內(nèi)容，而且系統(tǒng)可以提示可能會產(chǎn)生的安全問題與操作失誤造成的損害，繼而降低真實(shí)操作中由于操作不準(zhǔn)確導(dǎo)致儀器設(shè)備受損，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。并且，在線模擬仿真平臺運(yùn)用在儀器分析課程中，能夠有效彌補(bǔ)儀器設(shè)備的不足，體現(xiàn)出實(shí)際操作中無法觀察到的細(xì)節(jié)與原理。

以白酒主要成分的測定分析實(shí)驗(yàn)而言，在該化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要使用液——質(zhì)聯(lián)用儀，其是一種大型的精密儀器，價(jià)格高昂，必須要安排專人維護(hù)與保養(yǎng)。假設(shè)使用以往的教學(xué)方法講述儀器基本原理、結(jié)構(gòu)與定量實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對結(jié)果展開分析，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中是被動的，無法參加到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中去，讓學(xué)生感覺枯燥，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)積極性差，操作能力缺失，無法把學(xué)習(xí)到的知識使用在實(shí)踐中。

對于儀器分析課程教學(xué)所需，在以生為主，提升學(xué)生各方面能力的教學(xué)理念引導(dǎo)下，專業(yè)教師和技術(shù)工作人員使用現(xiàn)代化信息技術(shù)，采用3DMax等工具制作仿真資源，使用Unity3d當(dāng)成3D引擎，使用C#語言且用Visual Studio工具開發(fā)程序，整合構(gòu)成液——質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對白酒主要成分測定定量分析在線模擬仿真教學(xué)軟件。在這一軟件上學(xué)生能夠經(jīng)過互動預(yù)習(xí)，對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、操作中注意事?xiàng)等加以自主學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生做好預(yù)習(xí)以后，觀看在線模擬仿真實(shí)驗(yàn)操作演示，系統(tǒng)可以模擬實(shí)驗(yàn)操作的各個步驟，同時(shí)增加文字說明與闡釋。學(xué)生掌握好實(shí)驗(yàn)操作程序以后，能夠自行在線操作，模擬液——質(zhì)聯(lián)用技術(shù)液相色譜對各組分樣品的分離與定量分析，同時(shí)運(yùn)用質(zhì)譜技術(shù)定性分析白酒主要成分。在線操作中，假設(shè)學(xué)生發(fā)生操作錯誤的情況，系統(tǒng)會自動提示糾錯。當(dāng)模擬完成，學(xué)生可以經(jīng)過操作歷史與評分系統(tǒng)追蹤，迅速發(fā)現(xiàn)問題，糾正問題，實(shí)驗(yàn)過程是可追溯性的。學(xué)生操作仿真中，軟件能夠?qū)?shí)驗(yàn)里面的數(shù)據(jù)記錄下且處理數(shù)據(jù)，構(gòu)成相應(yīng)的譜圖等，學(xué)生能夠按照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，繼而獲得準(zhǔn)確的分析報(bào)告。

在開展白酒主要成分測定分析實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師需要將課堂教學(xué)和模擬仿真軟件相融，繼而對學(xué)生開展實(shí)際教學(xué)工作。在上課前，規(guī)定學(xué)生在平臺中預(yù)習(xí)，掌握操作重點(diǎn)，回答有關(guān)問題，教師開展線上指導(dǎo)與監(jiān)督。在課堂上教師需要制定教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)學(xué)生線上預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果，有針對性的結(jié)合仿真操作與軟件自帶知識點(diǎn)視頻資源講解理論知識，促使學(xué)生對液——質(zhì)聯(lián)用儀與檢測方式有基礎(chǔ)認(rèn)知，具體了解儀器運(yùn)行機(jī)制。學(xué)生能夠在模擬仿真平臺上對實(shí)驗(yàn)加以反復(fù)模擬操作，體驗(yàn)該儀器操作程序與方法參數(shù)設(shè)定等，接著綜合實(shí)際儀器，由教師進(jìn)行實(shí)際操作，學(xué)生代表實(shí)際操作，從而實(shí)現(xiàn)線上與線下相融的教學(xué)目的。當(dāng)實(shí)驗(yàn)完成后，需要布置作業(yè)，課后學(xué)生能夠進(jìn)行線上復(fù)習(xí)與回答問題，查看教師傳輸?shù)慕虒W(xué)資源，繼而解決實(shí)驗(yàn)中液質(zhì)聯(lián)用儀的儀器較少與設(shè)備耗損等問題。

結(jié)束語

伴隨科技快速發(fā)展與進(jìn)步，在線模擬仿真軟件多被運(yùn)用在各大行業(yè)或領(lǐng)域，諸多高校均主動構(gòu)建了在線模擬仿真平臺，把該平臺引進(jìn)儀器分析課程中，不但能夠?qū)⒔虒W(xué)模式加以創(chuàng)新，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動性與積極性，還能夠彌補(bǔ)儀器分析實(shí)驗(yàn)中的不足，提升學(xué)生實(shí)際操作與分析問題的能力。雖運(yùn)用在線模擬仿真平臺能夠解決以往化學(xué)專業(yè)類課程實(shí)驗(yàn)中的一部分問題，可是不代表在線模擬仿真平臺能夠完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，在實(shí)際教學(xué)中，還需要把在線模擬仿真和實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合起來，保證實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)技能型優(yōu)秀人才。

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