高職食品類專業儀器分析課程信息化教學技術手段運用實踐研究

曾智文 李翔

（1. 湖南環境生物職業技術學院，公共基礎課部，湖南 衡陽421005；2. 湖南環境生物職業技術學院，醫藥技術學院，湖南 衡陽421005）

0 引言

“互聯網+教育”模式的推廣為高職院校專業教學改革創設了有利契機，將MOOC平臺、混合式教學模式、虛擬仿真技術等信息化教學技術手段融入高職教學課堂，有助于延伸現有教學平臺、給予學生充足的自主學習空間，同時系統強化學生的實踐技能培養與訓練，滿足學生的個性化學習需求，提升教學實效性。

1 高職食品類專業儀器分析課程信息化改革的必要性分析

在教育信息化2.0 背景下，將信息技術手段融入高職各教學環節中能夠更好地實現教學改革目標。高職食品類專業的儀器分析課程涉及到大量常用儀器與新型精密儀器，然而受各院校教學資源配置、實訓條件等因素的影響，多數高職院校仍無法保障在各工位均配備有色譜類儀器、原子吸收分光光度計等大型精密分析儀器，導致實訓環節呈現為以教師演示操作為主導的模式，學生個體實操鍛煉無法得到深入開展[1]。通過引入信息技術手段搭建在線教學平臺、創設虛擬仿真實驗環境，有助于進一步增強學生對于各類儀器使用方法的熟練掌握水平，推動高職儀器分析課程實踐教學模式與內容改革，為學生朝向崗位工作的順利過渡創設有利條件。

2 信息化教學技術手段在儀器分析課程中的具體運用實踐探討

2.1 基于MOOC平臺實行教學模塊分解

高職院校需結合教學形式變化與具體授課內容進行教學模塊的重新設計，可將儀器分析網絡課程的授課內容劃分為電位分析法、紫外-可見光光度法、紅外吸收光譜法等模塊，并且在各教學模塊之下延伸出具體教學任務。以電位分析法模塊為例，該模塊下包含pH計和離子計的認知、pH計測定原理、pH計的基本操作、飲用水氟離子含量測定四項教學任務，由學生在MOOC平臺上通過觀看課件視頻完成在線學習、課后作業與測試，同時可在平臺討論模塊上進行師生、生生研討互動，獲取教師專業指導，并且利用虛擬仿真實驗室進行具體操作演練，完成整體學習過程[2]。借助MOOC平臺能夠有效實現傳統課堂學習模式向在線教育平臺的有效遷移，進一步提升教學質量。

2.2 依據教學目標完成自主學習流程

2.2.1 學情分析

以某高職院校食品類專業為授課研究對象，該專業學生在接受過一段時間的系統性學習后已具備一定的知識基礎，但由于院校在儀器配置上呈現出不足，難以針對儀器進行真實故障設置，導致學生不善于將現已學習的知識運用于實際問題的解決中。

2.2.2 教學目標確定

圍繞知識、能力、素質三個層面進行目標設計，一方面指導學生根據色譜圖、儀器不同部件的運轉情況進行綜合分析，縮小檢測范圍、確定維修方向；另一方面指導學生將診斷分析法應用在故障原因分析與故障位置排查上，保障學生能夠解決實際檢測問題。

2.2.3 自主學習流程設計

以模擬“液相工程師”的自主學習任務為例，在課前準備環節，教師可發布以“分析液相色譜儀的故障癥狀”為主題的任務，要求學生自主查閱文獻資料或利用教師在學習平臺上分享的學習資源，結合癥狀嘗試分析故障誘因、編制具體解決方案，完成故障排除導引表。在提交故障排除導引表的基礎上，學生可利用仿真軟件進行故障檢驗、故障排除的模擬，在軟件中點擊問題部件完成材料、部件的清洗或更換，由軟件自動提示故障是否順利解除，供學生自主完成實踐練習活動。

隨后教師可開放微課資源，引導學生觀看講解有關液相色譜故障排查思路的授課視頻，在討論模塊就自身在故障排除過程中出現的問題進行集中探討，并重新生成故障排除導引表、在仿真軟件中完成模擬，在此期間教師可針對個別在故障排除中存在問題的學生進行針對性指導，幫助學生解決自主學習過程中存在的問題，提交最終版本的故障排除導引表。

接下來教師需匯總、提煉出學生存在的相同故障現象與問題，隨機抽選學生以“專家”身份進行在線講解，引導學生重新回顧問題解決過程、在利用語言描述的過程中再次深化對問題的認知，供學生相互借鑒、交流學習經驗，同時在完成線上討論后開放完整的問題列表，開展在線測試比賽，并根據學生比賽結果推選出實操能手。

最后由學生在網絡平臺中針對本次課程學習與測試情況開展自我評價，同時針對隨機抽選出的不同“專家”的講解情況進行綜合評價，推選出最佳“專家”，并由教師結合班級整體課堂表現給予不同學生個體針對性評價，整合評價結果錄入到學生在線學習成績中，完成自主學習流程設計。

2.3 混合式教學模式的具體實施過程

在創新引入網絡在線教育模式的基礎上，高職院校應積極推動線上線下教學模式相融合，將混合式教學模式應用于現有教學體系中，更好地實現教育信息化目標。首先在任務組織環節，由教師在線上學習平臺中發布教學視頻課件，指導學生通過課件學習掌握儀器外形特征、主要部件、實訓項目原理、實訓分析流程與具體的上機操作內容；其次在仿真訓練環節，教師利用仿真平臺為學生展示實驗內容、儀器操作流程、常見錯誤操作以及實驗注意事項，配合實戰演練鍛煉學生的操作能力，同時激發其主動學習的熱情、提升線上學習效率；再次是圍繞真實項目開展儀器操作練習，依托線下實戰訓練考察學生完成真實工作任務的能力；最后是仿真考核與評價，基于仿真系統指導學生以一人一機的形式獨立完成考核項目，在規定時間內向系統提交模擬操作數據，由系統自動生成評分，并由教師匯總學生的在線學習與討論(10%)、在線測試與作業完成情況(20%)、仿真考核與實訓項目報告(20%)以及期中、期末考核成績(50%)，生成最終評價結果。

2.4 運用虛擬仿真軟件開展儀器操作

虛擬仿真軟件的應用可有效克服儀器分析在線教育課程在交互問題與學生專注力集中方面的現存困境，依托虛擬仿真實驗室與VR技術激發學生的學習興趣，實現教學內容、實踐操作的可視化呈現。例如某高職院校為食品類專業儀器分析課程引入了虛擬仿真軟件，軟件涵蓋紅外分光光度計、紫外分光光度計、氣相色譜光譜儀等系統，由以下兩個模塊組成：其一是理論測試模塊，主要用于呈現出儀器組成、檢測原理等內容，利用動畫形式實現測定原理的可視化呈現；其二是儀器操作模塊，例如紫外分光光度計仿真系統涵蓋仿真現場操作、仿真工作站兩大模塊，其中仿真現場模塊包含進樣、實驗樣品配置等子模塊，仿真工作站由光譜掃描、定量測定、分析報告等子模塊組成，為學生儀器操作技能培養創設了有利條件[3]。

3 結語

鑒于食品類專業的儀器分析課程具有較強的實踐性，因此高職院校應積極加強信息化教學技術手段的運用、深化傳統授課模式改革，利用MOOC平臺、混合式教學、虛擬仿真技術手段搭建起學生自主學習平臺，為學生實踐操作技能的提升創設便捷條件，培養出具備專業知識與實踐檢測能力的高技能操作人才。