更新理念 創新思維 建設數字化實驗室

【摘 要】本文以油料化驗實驗課程特點為出發點，利用信息技術和網絡技術，提出了創建數字化實驗室的構想，從而完成實驗室建設與管理和實驗教學的科學化、數字化和現代化，以提高實驗教學效率和實驗室管理水平提供新的思路。

【關鍵詞】油料實驗室 " "實驗室管理 " "實驗教學

當今，信息技術、網絡技術的迅猛發展為教學條件建設提供了新的機遇，這一點在油料實驗教學的建設中顯得尤為突出。

一、油料化驗課程特點及培訓現狀

“油料化驗”實驗課是培養基層單位油料化驗技術人員的主要專業課程。這門課程科學性、實踐性、針對性很強。

（一）油料化驗課程危險性大、責任性大

油料化驗課程的主要內容是教授學員利用儀器設備按照統一規定的實驗方法檢驗油料理化性質是否符合其質量指標。而油料是一種特殊的物質，它易燃、易爆，易揮發，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試劑，如乙醚、石油醚、苯等，這些均為易揮發、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危險性。除了火災危險性，化驗人員也面臨著中毒、腐蝕、觸電等危險。因為化驗過程中經常要用到濃酸、濃堿等具有強腐蝕、強揮發性的試劑，還要用到大量的電器設備。因此學員的人身安全與場所的火災危險性成為本課程的突出特點。

（二）油料實驗室規模大，任務重，師資力量需求大

我院油料實驗室每年承擔400余學時油料化驗教學任務，教學壓力最為繁重。

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

（三）建立數字化油料實驗室是提高教學質量、降低危險的最佳手段

實驗課程教學與實驗室管理中的諸多矛盾迫使油料實驗教學實行全面改革。行之有效的方法之一是從實驗室建設入手，結合現代網絡信息技術，建立功能強大的數字化實驗室。數字化實驗室的建立將改變傳統的教學與管理模式，擴大信息的來源與查詢范圍。它可提供良好學習與交流的平臺，實現計算機管理、教學、操作和考核降低勞動，節約課時，降低危險，提高效率。

二、數字化油料實驗室的構成

數字化油料實驗室的構成基本分兩部分：儀器設備管理系統及實驗教學系統。

（一）儀器設備管理系統的數字化建設

主要包括：1.儀器設備檔案系統（編號、賬號、出入庫時間、使用情況、完好狀態、原理及使用方法和范圍、使用注意事項、當現存數量不足時，能發出報告）;2.每種化驗所需的全部儀器設備。為了方便每次實驗的儀器準備以及避免小儀器的丟失，應建立可按化驗項目查詢的儀器設備數據庫。

（二）實驗教學系統的數字化建設

1.現代化教學系統。現代化教學系統又包括教學資源子系統、實驗自學子系統和實驗輔導子系統。這三個子系統實現了油料實驗課程教—學—輔導一體化。突出了該教學系統的交互功能。（1）教學資源子系統。主要內容為油料化驗所有實驗方法標準、油品技術標準、各種裝（設）備用油表、油料使用指標以及本學科最新信息等，以實現實驗教學資源信息化。（2）實驗自學子系統。學員利用這一系統進行課程和實驗項目的預習與自學。（3）實驗輔導子系統。這個系統將《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出來，使每個項目簡單明了又不易漏掉細節。同時該系統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過程。

2.虛擬操作系統。針對油料實驗課程危險性大、責任性大的特點，可建立虛擬操作系統，學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。建立一套完整的考核和評估模型。最終實現對實驗員操作水平、計算水平、結果分析水平、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。

4.教學資料管理系統。該部分收錄優秀的課程教案、課程設計、學員操作課程記錄以及每年教學過程當中產生的教學資料，既是一部完整的電子教學資料，又可供以后工作參考。

三、數字化油料實驗室的優勢

（一）數字化實驗室的建立提高了教學效率

傳統教學模式中，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，課堂教學不可能大幅度提高教學的容量和密度。而數字化實驗室中的現代化教學系統具有大容量、快速、準確地處理和傳遞信息的能力，從而大大提高了教學效率。

（二）數字化實驗室的建立實現了交互式個別教學，提高了教學質量，降低了操作危險性

傳統的教學模式強迫全體學生以同樣的速度進行學習，缺乏學生自定學習步調的機制，而實驗自學系統則可實現學員根據自身情況，在一定的時間內自定進度，做到因材施教的個別化教學。另外，數字化實驗室可以生動有趣、高質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員的感官，創造最好的知識形成氛圍。還有，數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員與油品、試劑的大量接觸，增加了人員安全系數。

（三）數字化實驗室的建立完善了考核系統，使對學員的評估更科學，更合理

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

（四）數字化實驗室的建立實現了儀器設備管理現代化

油料化驗室儀器設備多，規模大，管理任務繁重。數字化實驗室的建立減輕了管理者的工作負荷，使儀器、設備的維護更便捷，節約了人力物力。

【參考文獻】

[1]向東.實驗室創新與研究[M].中國地質大學出版社，2009.

[2]姬長生.實驗室建設與管理[M].中國礦業大學出版社，2007.