《現(xiàn)代表征技術(shù)》立體化教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐

冉建華 畢曙光 姜會(huì)鈺 李明

摘 要 針對(duì)《現(xiàn)代表征技術(shù)》教學(xué)中存在的問(wèn)題，構(gòu)建理論教學(xué)-實(shí)驗(yàn)教學(xué)-虛擬仿真實(shí)驗(yàn)-研究課題立體化的教學(xué)體系，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念，加大學(xué)生選擇空間，增強(qiáng)師生互動(dòng)，推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合，充分利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式，提升學(xué)生的實(shí)踐能和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)造就一批多樣化、創(chuàng)新型人才提供有力支撐。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代表征技術(shù) 立體化教學(xué)體系 虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在高等教育現(xiàn)代化和信息化的新形勢(shì)下，高等學(xué)校要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)科專(zhuān)業(yè)與信息技術(shù)深度融合，凝練出一批優(yōu)質(zhì)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，不斷深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，全面提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。虛擬仿真看中的是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”之后的“智能+教育”，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課是一種新的教育生產(chǎn)力，破解了高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)中的老大難問(wèn)題，解決了原先“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”問(wèn)題。

《現(xiàn)代表征技術(shù)》是我校一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在日常研究和實(shí)際工作中，如何利用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)去分析解決理論或?qū)嶋H問(wèn)題的能力。構(gòu)建理論教學(xué)-實(shí)驗(yàn)教學(xué)-虛擬仿真實(shí)驗(yàn)-研究課題立體化的教學(xué)體系，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念，加大學(xué)生選擇空間，增強(qiáng)師生互動(dòng)，推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合，充分利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式，提升學(xué)生的實(shí)踐能和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)造就一批多樣化、創(chuàng)新型人才提供有力支撐。

1《現(xiàn)代表征技術(shù)》教學(xué)存在的問(wèn)題

《現(xiàn)代表征技術(shù)》是我校一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在日常生活和實(shí)際工作中，如何利用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)去分析解決理論或?qū)嶋H問(wèn)題的能力。這門(mén)課程是學(xué)生開(kāi)展課題科研的基礎(chǔ)，課程面向的學(xué)科領(lǐng)域有：化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等，主要介紹常用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)、儀器操作、分析方法與實(shí)際應(yīng)用。但在目前教學(xué)條件下，存在諸多困難：

（1）學(xué)生理論基礎(chǔ)差，對(duì)枯燥的知識(shí)沒(méi)興趣，不愿主動(dòng)學(xué)習(xí)。儀器基本原理和機(jī)構(gòu)涉及的知識(shí)點(diǎn)多，無(wú)法形象教學(xué)，內(nèi)容枯燥。

（2）受儀器臺(tái)套數(shù)和實(shí)際教學(xué)學(xué)時(shí)限制，儀器操作實(shí)驗(yàn)基本以演示實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生很難有機(jī)會(huì)親自動(dòng)手操作。

（3）大型儀器操作高度自動(dòng)化、內(nèi)部器件又大都被封閉，學(xué)生在每一個(gè)短短的教學(xué)單元內(nèi)很難做到熟練操作儀器、并深刻理解儀器工作原理。

（4）核磁共振譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、凝膠滲透色譜儀等設(shè)備，由于價(jià)格昂貴，我校目前沒(méi)有購(gòu)置，更有一些高成本的大型儀器（如掃描電鏡、透射電鏡、電感耦合等離子體光譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀等），在學(xué)校測(cè)試中心，目前尚不能用于研究生教學(xué)。

（5）學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及水平得不到顯著提升，很難滿(mǎn)足企業(yè)崗位及今后從事創(chuàng)新研究的需求。

2多層次立體教學(xué)體系的構(gòu)建

針對(duì)目前《現(xiàn)代表征技術(shù)》課程存在的問(wèn)題，我們構(gòu)建理論教學(xué)-實(shí)驗(yàn)教學(xué)-虛擬仿真-研究課題多層次立體化的教學(xué)體系，加大學(xué)生選擇空間，增強(qiáng)師生互動(dòng)，推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合。

2.1虛實(shí)互補(bǔ)，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容

在現(xiàn)有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，依據(jù)儀器分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，分層次增設(shè)新的儀器分析教學(xué)內(nèi)容。

2.2虛實(shí)結(jié)合，提升實(shí)操能力

課程將以實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)為主，虛實(shí)結(jié)合，盡可能通過(guò)開(kāi)放共享的方式，增加學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，教學(xué)采用理論課講授與實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練相結(jié)合的方式，以理論課講授指導(dǎo)具體實(shí)驗(yàn)操作。

理論課占整個(gè)學(xué)時(shí)的四分之一，由主講老師以及各儀器老師講授和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。講授采用多種形式，其中包括互聯(lián)網(wǎng)+（學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)站查閱相關(guān)儀器介紹、原理、功能和應(yīng)用等）、多媒體課件教學(xué)等。

實(shí)驗(yàn)課是課程的核心內(nèi)容，學(xué)生在現(xiàn)有分析測(cè)試儀器中根據(jù)興趣并結(jié)合所涉及的課題，選擇不同類(lèi)型的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并參與整個(gè)儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程。

2.3校企合作，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源

教師、學(xué)生和合作企業(yè)，不僅從虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中獲益，而且還共同開(kāi)發(fā)和創(chuàng)造新的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和各類(lèi)教學(xué)資源。通過(guò)開(kāi)發(fā)各種適合于新時(shí)代大學(xué)生的教學(xué)資源，引入大量的科研案例，采用豐富的動(dòng)畫(huà)演示和實(shí)驗(yàn)錄像，能更直觀地理解基本原理、更輕松地掌握測(cè)試方法、更精確地進(jìn)行結(jié)果分析。

2.4虛實(shí)結(jié)合，創(chuàng)新教學(xué)模式

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生頭腦中只有抽象的理論知識(shí)，缺乏感性認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)室時(shí)會(huì)感到無(wú)從下手，或操作不熟練、效率低。對(duì)此，教師在分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)弊端和應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)理論的基礎(chǔ)上，采用循序漸進(jìn)的方式，把虛擬實(shí)驗(yàn)、儀器實(shí)驗(yàn)和研究課題進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，充分考慮大學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律構(gòu)建適合于虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，逐步提高。

3結(jié)語(yǔ)

針對(duì)《現(xiàn)代表征技術(shù)》存在的問(wèn)題，構(gòu)建理論教學(xué)-實(shí)驗(yàn)教學(xué)-虛擬仿真實(shí)驗(yàn)-研究課題立體化的教學(xué)體系，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念，推進(jìn)信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合。充分利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)造就一批多樣化、創(chuàng)新型人才提供有力支撐。課程的改革讓學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高創(chuàng)新能力，也為學(xué)校完全學(xué)分制條件下的教學(xué)改革提供一條可行的方法和途徑。

*通訊作者：李 明

基金項(xiàng)目：研究生教研項(xiàng)目201901007，201901005，201901006;武漢紡織大學(xué)校級(jí)教研項(xiàng)目2018JY028，2018JY016。

作者簡(jiǎn)介：冉建華（1985-），女，山東泰安，漢，雙碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：功能紡織品和染料降解;通訊作者：李明（1980-），男，湖北荊門(mén)，漢，博士，副教授，研究方向：資源材料與循環(huán)利用。

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