《现代表征技术》立体化教学体系的构建与实践

2020-08-10 09:25:42 科教导刊·电子版 2020年15期

冉建华 毕曙光 姜会钰 李明

摘 要 针对《现代表征技术》教学中存在的问题,构建理论教学-实验教学-虚拟仿真实验-研究课题立体化的教学体系,落实以学生为中心的理念,加大学生选择空间,增强师生互动,推进信息技术和教育教学深度融合,充分利用虚拟仿真技术创新实践教学方式,提升学生的实践能和创新精神,为培养造就一批多样化、创新型人才提供有力支撑。

关键词 现代表征技术 立体化教学体系 虚拟仿真实验 实验教学

中图分类号:G642 文献标识码:A

在高等教育現代化和信息化的新形势下,高等学校要进一步加强学科专业与信息技术深度融合,凝练出一批优质的虚拟仿真实验教学资源,不断深化实验教学改革,全面提高学生的实践能力和创新精神。虚拟仿真看中的是“互联网+教育”之后的“智能+教育”,虚拟仿真实验实训课是一种新的教育生产力,破解了高等学校实验、实习、实训中的老大难问题,解决了原先“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”问题。

《现代表征技术》是我校一门重要专业课,重点培养学生在日常研究和实际工作中,如何利用现代分析测试技术去分析解决理论或实际问题的能力。构建理论教学-实验教学-虚拟仿真实验-研究课题立体化的教学体系,落实以学生为中心的理念,加大学生选择空间,增强师生互动,推进信息技术和教育教学深度融合,充分利用虚拟仿真技术创新实践教学方式,提升学生的实践能和创新精神,为培养造就一批多样化、创新型人才提供有力支撑。

1《现代表征技术》教学存在的问题

《现代表征技术》是我校一门重要的专业课,重点培养学生在日常生活和实际工作中,如何利用现代分析测试技术去分析解决理论或实际问题的能力。这门课程是学生开展课题科研的基础,课程面向的学科领域有:化学、材料学、生物学、环境科学等,主要介绍常用现代分析测试技术的基本原理、仪器结构、仪器操作、分析方法与实际应用。但在目前教学条件下,存在诸多困难:

(1)学生理论基础差,对枯燥的知识没兴趣,不愿主动学习。仪器基本原理和机构涉及的知识点多,无法形象教学,内容枯燥。

(2)受仪器台套数和实际教学学时限制,仪器操作实验基本以演示实验为主,学生很难有机会亲自动手操作。

(3)大型仪器操作高度自动化、内部器件又大都被封闭,学生在每一个短短的教学单元内很难做到熟练操作仪器、并深刻理解仪器工作原理。

(4)核磁共振谱仪、气质联用仪、凝胶渗透色谱仪等设备,由于价格昂贵,我校目前没有购置,更有一些高成本的大型仪器(如扫描电镜、透射电镜、电感耦合等离子体光谱-质谱联用仪等),在学校测试中心,目前尚不能用于研究生教学。

(5)学生的实验技能及水平得不到显著提升,很难满足企业岗位及今后从事创新研究的需求。

2多层次立体教学体系的构建

针对目前《现代表征技术》课程存在的问题,我们构建理论教学-实验教学-虚拟仿真-研究课题多层次立体化的教学体系,加大学生选择空间,增强师生互动,推进信息技术和教育教学深度融合。

2.1虚实互补,充实教学内容

在现有课程内容的基础上,依据仪器分析测试技术的发展趋势,分层次增设新的仪器分析教学内容。

2.2虚实结合,提升实操能力

课程将以实验操作技能培训为主,虚实结合,尽可能通过开放共享的方式,增加学生亲自动手实验的机会,教学采用理论课讲授与实验操作技能训练相结合的方式,以理论课讲授指导具体实验操作。

理论课占整个学时的四分之一,由主讲老师以及各仪器老师讲授和实验指导相结合的方式进行。讲授采用多种形式,其中包括互联网+(学生可通过网站查阅相关仪器介绍、原理、功能和应用等)、多媒体课件教学等。

实验课是课程的核心内容,学生在现有分析测试仪器中根据兴趣并结合所涉及的课题,选择不同类型的仪器进行实验,并参与整个仪器实验教学的全过程。

2.3校企合作,开发教学资源

教师、学生和合作企业,不仅从虚拟仿真实验中获益,而且还共同开发和创造新的虚拟仿真实验和各类教学资源。通过开发各种适合于新时代大学生的教学资源,引入大量的科研案例,采用丰富的动画演示和实验录像,能更直观地理解基本原理、更轻松地掌握测试方法、更精确地进行结果分析。

2.4虚实结合,创新教学模式

在传统实验教学中,学生头脑中只有抽象的理论知识,缺乏感性认识,在实验室时会感到无从下手,或操作不熟练、效率低。对此,教师在分析传统实验教学弊端和应用现代教学理论的基础上,采用循序渐进的方式,把虚拟实验、仪器实验和研究课题进行有机结合,充分考虑大学生的认知规律构建适合于虚拟和现实相结合的教学模式,实现优势互补,逐步提高。

3结语

针对《现代表征技术》存在的问题,构建理论教学-实验教学-虚拟仿真实验-研究课题立体化的教学体系,落实以学生为中心的理念,推进信息技术和教育教学深度融合。充分利用虚拟仿真技术创新实践教学方式,提升学生的实践能力和创新精神,为培养造就一批多样化、创新型人才提供有力支撑。课程的改革让学生发挥学习的主动性、培养学习兴趣、提高创新能力,也为学校完全学分制条件下的教学改革提供一条可行的方法和途径。

*通讯作者:李 明

基金项目:研究生教研项目201901007,201901005,201901006;武汉纺织大学校级教研项目2018JY028,2018JY016。

作者简介:冉建华(1985-),女,山东泰安,汉,双硕士,高级实验师,研究方向:功能纺织品和染料降解;通讯作者:李明(1980-),男,湖北荆门,汉,博士,副教授,研究方向:资源材料与循环利用。

参考文献

[1] 祁文静,胡萍萍.虚拟仿真技术在地方师范院校仪器分析教学中的应用研究[J].广东化工, 2020,47(412):199-200.

[2] 贾彦荣,周宝成,徐火英.仪器分析虚拟仿真实验系统的应用与构建研究[J]. 浙江理工大学学报(社会科学版), 2016,36(03):303-307.

[3] 黎晨晨,刘宁,吴春,聂芊,赵丹.虚拟仿真技术在仪器分析实验教学中的应用研究[J].实验室科学,2019,22(05):235-237.

[4] 张万群,邵伟,柯玉萍.大型仪器分析实验教学多层次培训体系的建立与实践[J].化学教育,2018,39(10):24-27.

[5] 白云霞,刘新亮.虚拟仿真技术在《现代仪器分析》实验教学中的应用[J].轻工科技,2019,35(04): 152-153.

[6] 田向荣,高艳清,高保卫.研究型教学在“仪器分析”课程中的实践探索[J].黑龙江教育,2020(02):26-28.