仿真軟件在高職食品專業儀器分析課程中的應用

黃 維 谷 燕 劉紅梅 劉 燕 李 豪

（馬鞍山師范高等專科學校，安徽 馬鞍山 243041）

高職食品與營養檢測專業所學能力中食分析檢測能力是非常重要的，想要具備這一能力，專業必修課《儀器分析》是必需好好學習并且掌握的課程。儀器分析課程在人才培養和提高學生科學素質方面起著不可忽視的作用[1]。而《儀器分析》課程涉及物理學、電子學、化學及計算機技術等很多學科及理論，我校食品專業高職學生普遍基礎知識較為薄弱。《儀器分析》課程知識比較抽象、內容較為復雜，學生在學校過程中不容易理解和掌握，所以缺乏學習興趣，學習的效果也不太好。

儀器分析的理論及技術和現代的食品分析檢測密切相關，學生能夠掌握儀器分析的基本理論、基本技術和方法是培養目標很重要的一部分，所以儀器分析課程是食品專業的必修課程[2]。想要學好儀器分析課程，必須做好儀器分析相關的實驗。實驗可以讓學生加強理解儀器使用的基本原理，掌握實驗基礎知識和基本操作技能。實驗結束之后還可以分析處理實驗數據，得到真實可信的實驗結果。學生掌握了儀器實驗基本原理等知識，正確使用儀器進行實際問題的解決，可以為以后學習及科研等打下良好的基礎。

1 我校儀器分析實驗教學實施過程中存在的一些問題

1.1 分析儀器正向著高科技性、操作個人化、智能化發展，所以使它的價格越來越昂貴。由于受到教學開支的限制，我校現僅有部分分光光度計等基本實驗教學設備，無法配置更為高端的設備。現在主要采用的教學方式是先介紹理論部分的知識，然后去合作單位見習儀器的操作步驟，學生無法直接進行操作。這樣難以調動學生的主動性和創造性，實驗教學的發展和人才培養質量的提高都受到了很大程度的制約。

1.2 某些實驗實際操作費用高昂,材料損耗較大，考慮到教學經費的問題學校無法一一開設，但是這些實驗對學生以后的發展是很有需要的。

1.3 實驗教學教師接觸新儀器和高檔儀器的機會不少，沒有豐富的實踐經驗。學生在學習過程中無法積極有效從指導教師處獲得有效地指導，無法更為深入地理解儀器設備的運行情況，無法深入闡述各類試驗參數的理論影響和實際作用。

1.4 實驗學時數偏少，無法保證知識與技能的鞏固。現行教學計劃，為減輕學生負擔，壓縮學時，本來就不夠的實驗學時更加顯得不充裕。

1.5 實驗考試方式具有局限性。現有實驗考試的方式采用以學生去見習之后寫的實驗報告作評價，導致一些學生照著書抄寫或者抄別的同學的報告。對學生沒有壓力，使學生對平時實驗夠不重視。

1.6 實驗用到的很多大型儀器都價格較高，而且結構很多都是完全封閉的形式，從外面看不同儀器的差別不明顯。儀器的內部構造學生很難觀測到，導致學生對儀器結構性能的認識比較膚淺[3]。

以上的這些問題都限制我校對學生職業技能的培養，改革傳統的實驗教學勢在必行。在傳統的儀器分析實驗教學中引入了“仿真教學”可以解決以上問題。我校經費不足以支持大型儀器的具體操作，有了仿真儀器就可以讓學生不直接接觸真實儀器，通過操作軟件就可以達到類似的效果，提高教學質量。

2 開展儀器分析仿真實驗教學的必要性和重要性

所謂分析儀器的仿真教學就是利用建立分析儀器的數學模型，利用計算機技術、網絡技術、仿真技術和信息技術，在計算機上建立起一套反應性與真實分析儀器完全相同的虛擬分析系統進行教學[4]。學生通過操作虛擬儀器分析軟件，可以得到與真實儀器類似的豐富的操作經驗。儀器分析仿真教學在中的優越性可以從以下幾個方面看出：

2.1 增強學習興趣，提高學習效率

仿真模擬環境的直觀、可操作性大大的增加了學生的學習興趣，讓他們對原本陌生的儀器有一個具象的認識。仿真軟件可以提供形象直觀、內容豐富、生動逼真的學習環境，提供圖文并茂、動靜結合的實驗內容，學生可以同時看到聲音、圖像、動畫等內容，得到多感官的體驗。

2.2 大大降低實驗成本，減輕經費支出

仿真軟件在電腦上運行，只要建設一個仿真實驗室，購買相關仿真軟件，并進行相關的培訓，無需價格昂貴、高精密儀器，高要求的實驗室設備，成本較低，可以滿足大批量的學生操作實習。還大大降低了實驗教學成本，減少了實驗品的消耗，而且基本不存在環境污染的問題，對一些因為擔心造成環境負擔的實驗同樣可以進行。

2.3 功能強大，操作方便，易學易用

仿真軟件大大提高了學生分析問題和解決問題的能力，同時也減輕了教師授課的壓力。

在分析儀器仿真系統中教師可以很方便地查看儀器介紹的文字說明、圖片、原理演示、動畫及錄像，從而將一些難以講解明白的結構、工作原理和操作形象逼真地表現出來，輕松提高教學效果。學生可以直接在計算機上通過仿真軟件了解相關儀器的結構、原理，還可以進行具體的實驗模擬操作，從而掌握了不同儀器的使用方法。

2.4 滿足大批量的教學、競賽需求

分析儀器仿真軟件系統可以在普通都電腦上運行，可以緩解由于學校沒有足夠數量的儀器無法滿足多人同時教學的尷尬，每個學生都有獨立的電腦進行操作，獨立完成具體的操作，提高教學質量[5]。關于儀器分析使用的高職相關競賽一直都有舉行，并且有仿真軟件操作的比賽部分，用的仿真軟件大多由同一公司提供，引入仿真軟件進行實驗教學可讓學生在比賽中與其他學生處于同一水平，平時的學習也可增強學生相關方面的競爭力。

2.5 考核方法的改革

教學中可利用軟件提供的平臺逐漸完善了考核制度。利用儀器仿真軟件的智能評分系統，教師可以便捷地對學生技能掌握程度進行考核。智能評分系統能檢測學生操作情況，并給出各種形式的成績單，以作為考核依據。利用仿真軟件自帶的題庫和標準化試卷，還可對學生進行“在線評測”。仿真軟件可以同時對班級同學進行考核，所需時大大縮短，可以進行“隨堂考核、隨時考核”，減小了教師工作量，增強了考核成績的客觀性。

隨著計算機技術的飛速發展，同時各個院校內的信息網絡、電腦設備等硬件條件也在不斷改善，可以預見有較高實際教學作用的教學儀器分析仿真軟件一定會得到越來越廣泛的認可和應用。仿真教學在職業學校的應用，提高了教學效率，增強了職業學校的辦學能力，是職業學校發展的助推器。

［1］馮啟明.加強實踐教學,培養學生工程實踐與創新能力[J].高教研究，2011,3：47-49.

［2］關海寧，徐桂英，刀小琴.儀器分析方法在食品檢測分析中的應用[J].中國食物與營養，2006(6)：40-42.

［3］于京華，葛慎光，魏琴，羅川南，朱元娜.儀器分析實驗教學的改革與實踐[J].理工高教研究，2008(2)：137-138.

［4］田文德，丁輝，姚飛.分析儀器的計算機仿真[J].現代科學儀器，2001（3）：41-49.

［5］王織云.高職儀器分析仿真實驗教學的探討[J].廣州化工，2009(7)：222-223.