《現代表征技術》立體化教學體系的構建與實踐

冉建華 畢曙光 姜會鈺 李明

摘 要 針對《現代表征技術》教學中存在的問題，構建理論教學-實驗教學-虛擬仿真實驗-研究課題立體化的教學體系，落實以學生為中心的理念，加大學生選擇空間，增強師生互動，推進信息技術和教育教學深度融合，充分利用虛擬仿真技術創新實踐教學方式，提升學生的實踐能和創新精神，為培養造就一批多樣化、創新型人才提供有力支撐。

關鍵詞 現代表征技術 立體化教學體系 虛擬仿真實驗 實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

在高等教育現代化和信息化的新形勢下，高等學校要進一步加強學科專業與信息技術深度融合，凝練出一批優質的虛擬仿真實驗教學資源，不斷深化實驗教學改革，全面提高學生的實踐能力和創新精神。虛擬仿真看中的是“互聯網+教育”之后的“智能+教育”，虛擬仿真實驗實訓課是一種新的教育生產力，破解了高等學校實驗、實習、實訓中的老大難問題，解決了原先“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”問題。

《現代表征技術》是我校一門重要專業課，重點培養學生在日常研究和實際工作中，如何利用現代分析測試技術去分析解決理論或實際問題的能力。構建理論教學-實驗教學-虛擬仿真實驗-研究課題立體化的教學體系，落實以學生為中心的理念，加大學生選擇空間，增強師生互動，推進信息技術和教育教學深度融合，充分利用虛擬仿真技術創新實踐教學方式，提升學生的實踐能和創新精神，為培養造就一批多樣化、創新型人才提供有力支撐。

1《現代表征技術》教學存在的問題

《現代表征技術》是我校一門重要的專業課，重點培養學生在日常生活和實際工作中，如何利用現代分析測試技術去分析解決理論或實際問題的能力。這門課程是學生開展課題科研的基礎，課程面向的學科領域有：化學、材料學、生物學、環境科學等，主要介紹常用現代分析測試技術的基本原理、儀器結構、儀器操作、分析方法與實際應用。但在目前教學條件下，存在諸多困難：

（1）學生理論基礎差，對枯燥的知識沒興趣，不愿主動學習。儀器基本原理和機構涉及的知識點多，無法形象教學，內容枯燥。

（2）受儀器臺套數和實際教學學時限制，儀器操作實驗基本以演示實驗為主，學生很難有機會親自動手操作。

（3）大型儀器操作高度自動化、內部器件又大都被封閉，學生在每一個短短的教學單元內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、氣質聯用儀、凝膠滲透色譜儀等設備，由于價格昂貴，我校目前沒有購置，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-質譜聯用儀等），在學校測試中心，目前尚不能用于研究生教學。

（5）學生的實驗技能及水平得不到顯著提升，很難滿足企業崗位及今后從事創新研究的需求。

2多層次立體教學體系的構建

針對目前《現代表征技術》課程存在的問題，我們構建理論教學-實驗教學-虛擬仿真-研究課題多層次立體化的教學體系，加大學生選擇空間，增強師生互動，推進信息技術和教育教學深度融合。

2.1虛實互補，充實教學內容

在現有課程內容的基礎上，依據儀器分析測試技術的發展趨勢，分層次增設新的儀器分析教學內容。

2.2虛實結合，提升實操能力

課程將以實驗操作技能培訓為主，虛實結合，盡可能通過開放共享的方式，增加學生親自動手實驗的機會，教學采用理論課講授與實驗操作技能訓練相結合的方式，以理論課講授指導具體實驗操作。

理論課占整個學時的四分之一，由主講老師以及各儀器老師講授和實驗指導相結合的方式進行。講授采用多種形式，其中包括互聯網+（學生可通過網站查閱相關儀器介紹、原理、功能和應用等）、多媒體課件教學等。

實驗課是課程的核心內容，學生在現有分析測試儀器中根據興趣并結合所涉及的課題，選擇不同類型的儀器進行實驗，并參與整個儀器實驗教學的全過程。

2.3校企合作，開發教學資源

教師、學生和合作企業，不僅從虛擬仿真實驗中獲益，而且還共同開發和創造新的虛擬仿真實驗和各類教學資源。通過開發各種適合于新時代大學生的教學資源，引入大量的科研案例，采用豐富的動畫演示和實驗錄像，能更直觀地理解基本原理、更輕松地掌握測試方法、更精確地進行結果分析。

2.4虛實結合，創新教學模式

在傳統實驗教學中，學生頭腦中只有抽象的理論知識，缺乏感性認識，在實驗室時會感到無從下手，或操作不熟練、效率低。對此，教師在分析傳統實驗教學弊端和應用現代教學理論的基礎上，采用循序漸進的方式，把虛擬實驗、儀器實驗和研究課題進行有機結合，充分考慮大學生的認知規律構建適合于虛擬和現實相結合的教學模式，實現優勢互補，逐步提高。

3結語

針對《現代表征技術》存在的問題，構建理論教學-實驗教學-虛擬仿真實驗-研究課題立體化的教學體系，落實以學生為中心的理念，推進信息技術和教育教學深度融合。充分利用虛擬仿真技術創新實踐教學方式，提升學生的實踐能力和創新精神，為培養造就一批多樣化、創新型人才提供有力支撐。課程的改革讓學生發揮學習的主動性、培養學習興趣、提高創新能力，也為學校完全學分制條件下的教學改革提供一條可行的方法和途徑。

*通訊作者：李 明

基金項目：研究生教研項目201901007，201901005，201901006;武漢紡織大學校級教研項目2018JY028，2018JY016。

作者簡介：冉建華（1985-），女，山東泰安，漢，雙碩士，高級實驗師，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，漢，博士，副教授，研究方向：資源材料與循環利用。

參考文獻

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