淺談儀器分析仿真在教學中的應用

摘 要：本文介紹了儀器分析仿真教學的現狀及存在的一些問題，分析了儀器分析仿真教學的可行性及其重要性，闡述了如何利用仿真軟件進行教學，以及儀器分析仿真教學的建設。

關鍵詞:仿真 儀器分析 實訓 應用 設備 模擬操作 高職院校 專業技能

高職院校的目的是培養高技能、高素質的人才，教學中重視實踐性，培養學生實際動手能力和解決實際問題的能力。仿真教學的實踐性是獨特的，通過它，可以和理論教學一體化，可以讓學生對知識的掌握更加融會貫通，并要求學生加強專業技能的訓練，甚至有利于綜合能力的鍛煉和提升。隨著社會的發展和進步，企業越來越重視學生的專業技能水平和綜合素質，我們職業院校在教學中應更要體現出針對性，突出實踐性。

一.儀器分析仿真教學的現狀分析及存在的問題

儀器分析仿真實訓課是一門實踐性很強的課程。它的任務是使學生掌握儀器分析化學的基本理論、儀器的基本構成部件、基本實驗操作技能及其在其他化學化工方面的應用；學會應用儀器的檢測分析方法，在實驗教學中真正實現知識和技能的傳授與能力和素質培養的相互促進和統一，為將來從事與分析專業有關的崗位工作打下堅實的基礎。

目前，根據我們石化系的儀器分析仿真實訓課中存在的主要問題談一談：

1.由于現代工業分析對分析儀器的性能要求越來越高，從而所進購的價格越來越昂貴，就我們長煉煉油廠的幾個工業分析單位來說，如催化劑化驗中心、環境監測站、中心化驗室近年來已經更換了一批比較先進的實驗設備儀器。由于學院教學的開支有限，大型的分析儀器根本無法配置，實訓室現有的氣相和液相色譜設備數量有限，不能完全滿足學生的操作要求。

2.由于學院暫時的硬件條件有限，每個班的人數較多，況且機器運行狀況不一，以致有時候不能完全滿足每位學生的訓練要求，也導致老師不能很好地掌握每位學生的訓練操作情況。

3.現有的儀器分析仿真版本比較落后，而且分析儀器更新較快，仿真軟件的開發設計完全跟不上。這樣從很大程度上制約了實踐教學的發展和人才培養質量的提高。

4.考試成績的考核形式單一，由于還沒開發出教師機系統，考試測定的可行性不高，老師無法知道每位考生的具體情況。

5.由于沒有設置設計性、綜合性的實訓項目，學生在做訓練時，只需按歩操操作就行，這樣在操作過程中學生基本無需動腦思考，更不需要創造性的探索，只需要記住相應的操作條件就可，而且大部分學生只知道某種儀器的單獨操作，而不知道幾種儀器聯用技術等等。

二. 儀器分析仿真實訓教學的可行性

目前高職院校普遍存在著實訓設備投入不足的現象，隨著高職院校越來越受到政府部門和社會的重視，招生規模不斷地擴大，設備數量不足、大型設備缺乏和落后等現狀與技能型人才培養實際需要的矛盾更加突出。通過運用仿真實訓教學的思想理念，去構建大型分析儀器仿真實訓教學系統，是一條有效解決當前高職化工類專業儀器分析實訓教學設備遠遠不能滿足實訓要求這一突出問題的方法。

三.儀器分析仿真實訓教學的重要性

儀器分析仿真是以儀器分析理論教學為基礎，通過計算機技術建立一個虛擬的操作平臺，可以讓學生通過計算機實現模擬現場的操作，通過項目訓練，以提高學生相應的專業技能操作水平。儀器分析仿真在我們系工業分析與檢測專業中是不可或缺的一門專業課程，下面我就它在課程體系中的作用談一談：

1.構建虛擬操作平臺以助學生模仿實際操作

實驗室的建設畢竟有限，大型的儀器分析設備或試劑購價昂貴，有些儀器很難配置，這也是我們同類高職院校所面臨的問題。通過仿真系統，學生可以模擬現場操作，能很好地與實踐結合，通過對實驗操作環節或條件的探討，有利于開發學生的創新思維能力，比如：氣相色譜仿真中，載氣類型的選擇、載氣的流速及溫度設置、色譜柱溫的設置等，學生通過分組討論和摸索，總結出合適的操作條件，或者讓學生自己設計出一套操作方案。這樣學生的興趣不僅提高了，而且思維也會變得更加開闊。

2.理實結合以助能力深化

儀器分析仿真課程的設置是在儀器分析理論教學的基礎之上，在仿真系統中，可以很好的結合圖像、動畫、演示錄像對基本原理，基本構成部件進行講說，這樣使得原來呆板的上課形式變得更加生動和形象，以動吸引學生的注意，提高他們的興趣。仿真中的儀器就是參照事物而來，通過項目操作，與崗位對接，也就是有針對性地鍛煉學生的崗位能力，并且通過仿真操作可以積累實踐經驗。

3.教學方法多樣以助提高教學質量

仿真教學可以采取項目式和任務式教學法。在項目式教學法中，每個單獨的實驗項目里有許多小的測試項目，如原子吸收仿真實訓中有：測土壤中總鉻的含量、用工作曲線法測水中鈣（鈉）含量、測水中銅含量，要求學生單獨完成每項實訓任務，每個測試項目的操作條件不一，但是原理一致，通過訓練，要求學生能舉一反三。在任務式教學中，我大致可以分為以下幾種任務：要求掌握基本原理及基本構造，要求熟練掌握操作流程，要求能分析操作條件并會處理操作中出現的一般問題。

4.可以滿足教學和強訓的需要

教學和強訓中使用仿真系統可以大大節省教學資源，不需要每個學生都須花大量的時間來單獨指導，通過主機控制系統，進行一體化講解。

四.儀器分析仿真教學改革的一點建議

1.仿真實訓室的建設

實訓室的建設包括硬件和軟件建設。近年來實訓室投入了幾套色譜設備，但是現有實訓設備條件還是不能滿足學生的要求，很難提全面高學生的技能操作水平。而且具有實用價值的仿真軟件系統的開發跟進較慢。目前國內的仿真軟件普遍存在開發周期長、不能資源共享等缺點，導致不能滿足教學的需求，但我相信隨著各院校對仿真越來越重視，仿真的系統開發會越來越完善。

2.仿真實訓室管理體系有待加強

實訓室要樹立好“衛生清潔”、“行為素養”和“安全操作”三個重要理念，實行等同于崗位化的管理機制。學生在實訓室內需要保持衛生的清潔，進入到色譜實訓室對現場要認真維護，形成一個制度化，規范化的管理體系。實訓過程中培養學生養成團結協作，積極進取，遵循規章制度操作的精神，提升崗位人員的素養。安全是車間作業的頭等大事，在平時的訓練中不斷地給學生灌輸安全理念，任何細小的環節都要重視，不能因個人疏忽造成安全隱患。

3.教師的培養

隨著科技的進步，分析儀器設備也在不斷完善，這也要求教師能及時跟上知識不斷變更的潮流。一方面現在仿真中的儀器大多數已經相對落后，教師應從講臺走進崗位去實踐，多接觸崗位的實際操作，不斷豐富自己的專業知識，才能給學生灌輸專業領域里最新的信息。另一方面，學院應提供給教師更多參與培訓的機會，如果不能及時更新所必需的知識，那就只能做井底之蛙，導致教學質量會受損，也會使和同類高職院校之間教學水平的差距日益拉大。

參考文獻：

[1]王織云.高職儀器分析仿真實驗教學的探討[J].廣州化工，2009年07期

[2]張桂文.在儀器分析實訓管理中應用“6s”管理探討[J].化工職業技術教育，2010年10期

[3]宿高明.淺論高職院校化工仿真實訓平臺之建設[J].職業教育研究， 2008年12期.

[4]蘇旭霞，劉素楠，管立新.開展虛擬仿真實驗促進實驗教學改革[J].科技廣場， 2008年03期.

[5]高敬格，王書強，文露等.虛擬儀器技術在實驗教學中的應用[J].科技情報開發與經濟，2007年17卷16期

[6]馬曉陽.虛擬儀器技術在教學中的應用[J].中國職業技術教育，2006年13期