高職食品類專業(yè)儀器分析課程信息化教學(xué)技術(shù)手段運(yùn)用實(shí)踐研究

曾智文 李翔

（1. 湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，公共基礎(chǔ)課部，湖南 衡陽(yáng)421005；2. 湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，醫(yī)藥技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng)421005）

0 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式的推廣為高職院校專業(yè)教學(xué)改革創(chuàng)設(shè)了有利契機(jī)，將MOOC平臺(tái)、混合式教學(xué)模式、虛擬仿真技術(shù)等信息化教學(xué)技術(shù)手段融入高職教學(xué)課堂，有助于延伸現(xiàn)有教學(xué)平臺(tái)、給予學(xué)生充足的自主學(xué)習(xí)空間，同時(shí)系統(tǒng)強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐技能培養(yǎng)與訓(xùn)練，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，提升教學(xué)實(shí)效性。

1 高職食品類專業(yè)儀器分析課程信息化改革的必要性分析

在教育信息化2.0 背景下，將信息技術(shù)手段融入高職各教學(xué)環(huán)節(jié)中能夠更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革目標(biāo)。高職食品類專業(yè)的儀器分析課程涉及到大量常用儀器與新型精密儀器，然而受各院校教學(xué)資源配置、實(shí)訓(xùn)條件等因素的影響，多數(shù)高職院校仍無(wú)法保障在各工位均配備有色譜類儀器、原子吸收分光光度計(jì)等大型精密分析儀器，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)為以教師演示操作為主導(dǎo)的模式，學(xué)生個(gè)體實(shí)操鍛煉無(wú)法得到深入開(kāi)展[1]。通過(guò)引入信息技術(shù)手段搭建在線教學(xué)平臺(tái)、創(chuàng)設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，有助于進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于各類儀器使用方法的熟練掌握水平，推動(dòng)高職儀器分析課程實(shí)踐教學(xué)模式與內(nèi)容改革，為學(xué)生朝向崗位工作的順利過(guò)渡創(chuàng)設(shè)有利條件。

2 信息化教學(xué)技術(shù)手段在儀器分析課程中的具體運(yùn)用實(shí)踐探討

2.1 基于MOOC平臺(tái)實(shí)行教學(xué)模塊分解

高職院校需結(jié)合教學(xué)形式變化與具體授課內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)模塊的重新設(shè)計(jì)，可將儀器分析網(wǎng)絡(luò)課程的授課內(nèi)容劃分為電位分析法、紫外-可見(jiàn)光光度法、紅外吸收光譜法等模塊，并且在各教學(xué)模塊之下延伸出具體教學(xué)任務(wù)。以電位分析法模塊為例，該模塊下包含pH計(jì)和離子計(jì)的認(rèn)知、pH計(jì)測(cè)定原理、pH計(jì)的基本操作、飲用水氟離子含量測(cè)定四項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，由學(xué)生在MOOC平臺(tái)上通過(guò)觀看課件視頻完成在線學(xué)習(xí)、課后作業(yè)與測(cè)試，同時(shí)可在平臺(tái)討論模塊上進(jìn)行師生、生生研討互動(dòng)，獲取教師專業(yè)指導(dǎo)，并且利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行具體操作演練，完成整體學(xué)習(xí)過(guò)程[2]。借助MOOC平臺(tái)能夠有效實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)模式向在線教育平臺(tái)的有效遷移，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。

2.2 依據(jù)教學(xué)目標(biāo)完成自主學(xué)習(xí)流程

2.2.1 學(xué)情分析

以某高職院校食品類專業(yè)為授課研究對(duì)象，該專業(yè)學(xué)生在接受過(guò)一段時(shí)間的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)后已具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)，但由于院校在儀器配置上呈現(xiàn)出不足，難以針對(duì)儀器進(jìn)行真實(shí)故障設(shè)置，導(dǎo)致學(xué)生不善于將現(xiàn)已學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。

2.2.2 教學(xué)目標(biāo)確定

圍繞知識(shí)、能力、素質(zhì)三個(gè)層面進(jìn)行目標(biāo)設(shè)計(jì)，一方面指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)色譜圖、儀器不同部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行綜合分析，縮小檢測(cè)范圍、確定維修方向；另一方面指導(dǎo)學(xué)生將診斷分析法應(yīng)用在故障原因分析與故障位置排查上，保障學(xué)生能夠解決實(shí)際檢測(cè)問(wèn)題。

2.2.3 自主學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)

以模擬“液相工程師”的自主學(xué)習(xí)任務(wù)為例，在課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，教師可發(fā)布以“分析液相色譜儀的故障癥狀”為主題的任務(wù)，要求學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)資料或利用教師在學(xué)習(xí)平臺(tái)上分享的學(xué)習(xí)資源，結(jié)合癥狀嘗試分析故障誘因、編制具體解決方案，完成故障排除導(dǎo)引表。在提交故障排除導(dǎo)引表的基礎(chǔ)上，學(xué)生可利用仿真軟件進(jìn)行故障檢驗(yàn)、故障排除的模擬，在軟件中點(diǎn)擊問(wèn)題部件完成材料、部件的清洗或更換，由軟件自動(dòng)提示故障是否順利解除，供學(xué)生自主完成實(shí)踐練習(xí)活動(dòng)。

隨后教師可開(kāi)放微課資源，引導(dǎo)學(xué)生觀看講解有關(guān)液相色譜故障排查思路的授課視頻，在討論模塊就自身在故障排除過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行集中探討，并重新生成故障排除導(dǎo)引表、在仿真軟件中完成模擬，在此期間教師可針對(duì)個(gè)別在故障排除中存在問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決自主學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提交最終版本的故障排除導(dǎo)引表。

接下來(lái)教師需匯總、提煉出學(xué)生存在的相同故障現(xiàn)象與問(wèn)題，隨機(jī)抽選學(xué)生以“專家”身份進(jìn)行在線講解，引導(dǎo)學(xué)生重新回顧問(wèn)題解決過(guò)程、在利用語(yǔ)言描述的過(guò)程中再次深化對(duì)問(wèn)題的認(rèn)知，供學(xué)生相互借鑒、交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在完成線上討論后開(kāi)放完整的問(wèn)題列表，開(kāi)展在線測(cè)試比賽，并根據(jù)學(xué)生比賽結(jié)果推選出實(shí)操能手。

最后由學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中針對(duì)本次課程學(xué)習(xí)與測(cè)試情況開(kāi)展自我評(píng)價(jià)，同時(shí)針對(duì)隨機(jī)抽選出的不同“專家”的講解情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，推選出最佳“專家”，并由教師結(jié)合班級(jí)整體課堂表現(xiàn)給予不同學(xué)生個(gè)體針對(duì)性評(píng)價(jià)，整合評(píng)價(jià)結(jié)果錄入到學(xué)生在線學(xué)習(xí)成績(jī)中，完成自主學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)。

2.3 混合式教學(xué)模式的具體實(shí)施過(guò)程

在創(chuàng)新引入網(wǎng)絡(luò)在線教育模式的基礎(chǔ)上，高職院校應(yīng)積極推動(dòng)線上線下教學(xué)模式相融合，將混合式教學(xué)模式應(yīng)用于現(xiàn)有教學(xué)體系中，更好地實(shí)現(xiàn)教育信息化目標(biāo)。首先在任務(wù)組織環(huán)節(jié)，由教師在線上學(xué)習(xí)平臺(tái)中發(fā)布教學(xué)視頻課件，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)課件學(xué)習(xí)掌握儀器外形特征、主要部件、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目原理、實(shí)訓(xùn)分析流程與具體的上機(jī)操作內(nèi)容；其次在仿真訓(xùn)練環(huán)節(jié)，教師利用仿真平臺(tái)為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器操作流程、常見(jiàn)錯(cuò)誤操作以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，配合實(shí)戰(zhàn)演練鍛煉學(xué)生的操作能力，同時(shí)激發(fā)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情、提升線上學(xué)習(xí)效率；再次是圍繞真實(shí)項(xiàng)目開(kāi)展儀器操作練習(xí)，依托線下實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練考察學(xué)生完成真實(shí)工作任務(wù)的能力；最后是仿真考核與評(píng)價(jià)，基于仿真系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)生以一人一機(jī)的形式獨(dú)立完成考核項(xiàng)目，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向系統(tǒng)提交模擬操作數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)自動(dòng)生成評(píng)分，并由教師匯總學(xué)生的在線學(xué)習(xí)與討論(10%)、在線測(cè)試與作業(yè)完成情況(20%)、仿真考核與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目報(bào)告(20%)以及期中、期末考核成績(jī)(50%)，生成最終評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.4 運(yùn)用虛擬仿真軟件開(kāi)展儀器操作

虛擬仿真軟件的應(yīng)用可有效克服儀器分析在線教育課程在交互問(wèn)題與學(xué)生專注力集中方面的現(xiàn)存困境，依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室與VR技術(shù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐操作的可視化呈現(xiàn)。例如某高職院校為食品類專業(yè)儀器分析課程引入了虛擬仿真軟件，軟件涵蓋紅外分光光度計(jì)、紫外分光光度計(jì)、氣相色譜光譜儀等系統(tǒng)，由以下兩個(gè)模塊組成：其一是理論測(cè)試模塊，主要用于呈現(xiàn)出儀器組成、檢測(cè)原理等內(nèi)容，利用動(dòng)畫(huà)形式實(shí)現(xiàn)測(cè)定原理的可視化呈現(xiàn)；其二是儀器操作模塊，例如紫外分光光度計(jì)仿真系統(tǒng)涵蓋仿真現(xiàn)場(chǎng)操作、仿真工作站兩大模塊，其中仿真現(xiàn)場(chǎng)模塊包含進(jìn)樣、實(shí)驗(yàn)樣品配置等子模塊，仿真工作站由光譜掃描、定量測(cè)定、分析報(bào)告等子模塊組成，為學(xué)生儀器操作技能培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)了有利條件[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

鑒于食品類專業(yè)的儀器分析課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，因此高職院校應(yīng)積極加強(qiáng)信息化教學(xué)技術(shù)手段的運(yùn)用、深化傳統(tǒng)授課模式改革，利用MOOC平臺(tái)、混合式教學(xué)、虛擬仿真技術(shù)手段搭建起學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生實(shí)踐操作技能的提升創(chuàng)設(shè)便捷條件，培養(yǎng)出具備專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐檢測(cè)能力的高技能操作人才。