更新理念 創(chuàng)新思維 建設(shè)數(shù)字化實驗室

王海燕

【摘 要】本文以油料化驗實驗課程特點為出發(fā)點，利用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了創(chuàng)建數(shù)字化實驗室的構(gòu)想，從而完成實驗室建設(shè)與管理和實驗教學(xué)的科學(xué)化、數(shù)字化和現(xiàn)代化，以提高實驗教學(xué)效率和實驗室管理水平提供新的思路。

【關(guān)鍵詞】油料實驗室 ? ?實驗室管理 ? ?實驗教學(xué)

當(dāng)今，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展為教學(xué)條件建設(shè)提供了新的機遇，這一點在油料實驗教學(xué)的建設(shè)中顯得尤為突出。

一、油料化驗課程特點及培訓(xùn)現(xiàn)狀

“油料化驗”實驗課是培養(yǎng)基層單位油料化驗技術(shù)人員的主要專業(yè)課程。這門課程科學(xué)性、實踐性、針對性很強。

（一）油料化驗課程危險性大、責(zé)任性大

油料化驗課程的主要內(nèi)容是教授學(xué)員利用儀器設(shè)備按照統(tǒng)一規(guī)定的實驗方法檢驗油料理化性質(zhì)是否符合其質(zhì)量指標(biāo)。而油料是一種特殊的物質(zhì)，它易燃、易爆，易揮發(fā)，且具有一定的毒性。而且油料著火蔓延迅速，急劇的燃燒就是爆炸。另外，化驗油品離不開大量的化學(xué)試劑，如乙醚、石油醚、苯等，這些均為易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸的物品，這些都給實驗課程增加了很大的火災(zāi)危險性。除了火災(zāi)危險性，化驗人員也面臨著中毒、腐蝕、觸電等危險。因為化驗過程中經(jīng)常要用到濃酸、濃堿等具有強腐蝕、強揮發(fā)性的試劑，還要用到大量的電器設(shè)備。因此學(xué)員的人身安全與場所的火災(zāi)危險性成為本課程的突出特點。

（二）油料實驗室規(guī)模大，任務(wù)重，師資力量需求大

我院油料實驗室每年承擔(dān)400余學(xué)時油料化驗教學(xué)任務(wù)，教學(xué)壓力最為繁重。

按照要求，實驗室要設(shè)有至少5個操作間、1個天平間、1個實驗準(zhǔn)備間、2個儀器試劑儲存間，總建筑面積約400平方米。繁重的教學(xué)任務(wù)與大規(guī)模的實驗室管理不但要有強大的師資力量隊伍做支撐，還要有充足的物質(zhì)和資金保障來維護實驗室的建設(shè)與管理。

（三）建立數(shù)字化油料實驗室是提高教學(xué)質(zhì)量、降低危險的最佳手段

實驗課程教學(xué)與實驗室管理中的諸多矛盾迫使油料實驗教學(xué)實行全面改革。行之有效的方法之一是從實驗室建設(shè)入手，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，建立功能強大的數(shù)字化實驗室。數(shù)字化實驗室的建立將改變傳統(tǒng)的教學(xué)與管理模式，擴大信息的來源與查詢范圍。它可提供良好學(xué)習(xí)與交流的平臺，實現(xiàn)計算機管理、教學(xué)、操作和考核降低勞動，節(jié)約課時，降低危險，提高效率。

二、數(shù)字化油料實驗室的構(gòu)成

數(shù)字化油料實驗室的構(gòu)成基本分兩部分：儀器設(shè)備管理系統(tǒng)及實驗教學(xué)系統(tǒng)。

（一）儀器設(shè)備管理系統(tǒng)的數(shù)字化建設(shè)

主要包括：1.儀器設(shè)備檔案系統(tǒng)（編號、賬號、出入庫時間、使用情況、完好狀態(tài)、原理及使用方法和范圍、使用注意事項、當(dāng)現(xiàn)存數(shù)量不足時，能發(fā)出報告）;2.每種化驗所需的全部儀器設(shè)備。為了方便每次實驗的儀器準(zhǔn)備以及避免小儀器的丟失，應(yīng)建立可按化驗項目查詢的儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫。

（二）實驗教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)字化建設(shè)

1.現(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)?，F(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)又包括教學(xué)資源子系統(tǒng)、實驗自學(xué)子系統(tǒng)和實驗輔導(dǎo)子系統(tǒng)。這三個子系統(tǒng)實現(xiàn)了油料實驗課程教—學(xué)—輔導(dǎo)一體化。突出了該教學(xué)系統(tǒng)的交互功能。（1）教學(xué)資源子系統(tǒng)。主要內(nèi)容為油料化驗所有實驗方法標(biāo)準(zhǔn)、油品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各種裝（設(shè)）備用油表、油料使用指標(biāo)以及本學(xué)科最新信息等，以實現(xiàn)實驗教學(xué)資源信息化。（2）實驗自學(xué)子系統(tǒng)。學(xué)員利用這一系統(tǒng)進行課程和實驗項目的預(yù)習(xí)與自學(xué)。（3）實驗輔導(dǎo)子系統(tǒng)。這個系統(tǒng)將《油料化驗》課程要求的30個操作項目的每一個項目，用最簡練的文字把每個操作步驟以流程圖的形式表達(dá)出來，使每個項目簡單明了又不易漏掉細(xì)節(jié)。同時該系統(tǒng)把常見實驗問題和易犯錯誤編輯成問答題，以交互的形式完成實驗輔導(dǎo)過程。

2.虛擬操作系統(tǒng)。針對油料實驗課程危險性大、責(zé)任性大的特點，可建立虛擬操作系統(tǒng)，學(xué)員可通過虛擬仿真實驗先熟悉每個項目的操作過程，一方面，對操作過程的影響因素加深了印象，另一方面，降低了一定的危險性。

3.實驗考核評價系統(tǒng)。建立一套完整的考核和評估模型。最終實現(xiàn)對實驗員操作水平、計算水平、結(jié)果分析水平、理論水平、案例分析水平等的綜合評估，為推薦使用實驗員提供依據(jù)。

4.教學(xué)資料管理系統(tǒng)。該部分收錄優(yōu)秀的課程教案、課程設(shè)計、學(xué)員操作課程記錄以及每年教學(xué)過程當(dāng)中產(chǎn)生的教學(xué)資料，既是一部完整的電子教學(xué)資料，又可供以后工作參考。

三、數(shù)字化油料實驗室的優(yōu)勢

（一）數(shù)字化實驗室的建立提高了教學(xué)效率

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，通過教師講課所傳播出去的信息量只能維持在較低的水平，課堂教學(xué)不可能大幅度提高教學(xué)的容量和密度。而數(shù)字化實驗室中的現(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)具有大容量、快速、準(zhǔn)確地處理和傳遞信息的能力，從而大大提高了教學(xué)效率。

（二）數(shù)字化實驗室的建立實現(xiàn)了交互式個別教學(xué)，提高了教學(xué)質(zhì)量，降低了操作危險性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式強迫全體學(xué)生以同樣的速度進行學(xué)習(xí)，缺乏學(xué)生自定學(xué)習(xí)步調(diào)的機制，而實驗自學(xué)系統(tǒng)則可實現(xiàn)學(xué)員根據(jù)自身情況，在一定的時間內(nèi)自定進度，做到因材施教的個別化教學(xué)。另外，數(shù)字化實驗室可以生動有趣、高質(zhì)量地適時處理各種聲音、語音、圖形、圖像、視頻，同時從不同的方面刺激學(xué)員的感官，創(chuàng)造最好的知識形成氛圍。還有，數(shù)字化實驗室具有很強的交互功能、實時反饋功能。計算機模擬操作避免了學(xué)員與油品、試劑的大量接觸，增加了人員安全系數(shù)。

（三）數(shù)字化實驗室的建立完善了考核系統(tǒng)，使對學(xué)員的評估更科學(xué)，更合理

數(shù)字化油料實驗室建立了全面的考核評價系統(tǒng)，不僅對學(xué)員在基礎(chǔ)理論的掌握、實驗原理的理解、數(shù)據(jù)結(jié)果的計算與處理等方面進行考核，還設(shè)置了操作和案例考核，對學(xué)員各方面的能力給予全面、科學(xué)、合理的評價并存檔，為人才的選拔提供了合理依據(jù)。

（四）數(shù)字化實驗室的建立實現(xiàn)了儀器設(shè)備管理現(xiàn)代化

油料化驗室儀器設(shè)備多，規(guī)模大，管理任務(wù)繁重。數(shù)字化實驗室的建立減輕了管理者的工作負(fù)荷，使儀器、設(shè)備的維護更便捷，節(jié)約了人力物力。

【參考文獻(xiàn)】

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