在線模擬仿真平臺在化工類專業課程中的應用和探索
——以《儀器分析》為例

王曉霞

（東營科技職業學院，山東 廣饒 257335）

一、在線模擬仿真平臺在《儀器分析》課程中應用的重要性

（一）開展基于工作過程開發的突破口

將工作過程作為重要導向是課程開發的主要指導思想，鑒于工作過程的課程把工作過程和教育教學過程有機結合，利于學生建立理論知識，從而發展各方面的能力，儀器分析課程在開展基于工作導向的開發過程中還有問題，比如創造工作情境與模擬環節中，實踐工作場景無法得到保障，實踐操作中設備不夠與儀器設備滯后等，導致課程優勢在執行中有所束縛。在線模擬仿真平臺的運用，可以攻克學生僅僅可以看，而無法動手操作的缺陷，讓所有學生均可以具體分析檢測工作，給教學情境設定提供條件，演變成儀器分析課程開展基于工作過程導向改革的一個重要突破口。

（二）推動理論與實踐一體化教學

在線模擬仿真平臺能夠讓學生快速掌握好儀器操作過程以及分析條件的選擇。對實驗室已具備的儀器，學生能夠在做好模擬仿真實驗以后，在實驗室展開實際操作，可以大大降低對儀器造成的損害。而針對實驗室不具備的儀器，能夠經過在線模擬仿真平臺加以模擬，在某種程度上讓學生了解與掌握相關學習內容，促使理論和實踐操作相融。

二、在線模擬仿真平臺在《儀器分析》課程中的應用

在線模擬仿真平臺是借助計算機創造各種虛擬環境模擬真實環境，同時按照真實環境中的理論與實際操作情況在模擬仿真的環境中操作與驗證、設計與運行的一種教學方法。由于在線模擬仿真平臺能夠采用聲音與圖像等各種信息提供逼真的虛擬環境，讓人好似身臨其境，而且可以提供多人在線學習，使用頻率較高，容易維護，當前我國諸多高校為提升化學專業類課程教學效果，均按照自身需求構建了在線模擬仿真平臺。在線模擬仿真平臺實驗操作和實際儀器操作相同，涵蓋了實驗室場景、儀器操作、采集和分析數據，其可以直觀把音樂與聲效等相融，加強學生臨場感與交互意識，學生經過儀器分析在線模擬仿真平臺能夠掌握教學的每一個環節，涵蓋學習儀器設施設備的操作指南與安全事項等內容，而且系統可以提示可能會產生的安全問題與操作失誤造成的損害，繼而降低真實操作中由于操作不準確導致儀器設備受損，為實驗教學提供優質的服務。在線模擬仿真平臺運用在儀器分析課程中，能夠有效彌補儀器設備的不足，體現出實際操作中無法觀察到的細節與原理。

以白酒主要成分的測定分析實驗而言，在該化學實驗中，需要使用液——質聯用儀，其是一種大型的精密儀器，價格高昂，必須要安排專人維護與保養。假設使用以往的教學方法講述儀器基本原理、結構與定量實驗，同時對結果展開分析，學生在實驗中是被動的，無法參加到實驗學習中去，讓學生感覺枯燥，實驗學習積極性差，操作能力缺失，無法把學習到的知識使用在實踐中。

對于儀器分析課程教學所需，在以生為主，提升學生各方面能力的教學理念引導下，專業教師和技術工作人員使用現代化信息技術，采用3DMax 等工具制作仿真資源，使用Unity3d 當成3D 引擎，使用C#語言且用Visual Studio 工具開發程序，整合構成液——質聯用技術對白酒主要成分測定定量分析在線模擬仿真教學軟件。在這一軟件上學生能夠經過互動預習，對實驗目的、原理、操作中注意事項等加以自主學習。當學生做好預習以后，觀看在線模擬仿真實驗操作演示，系統可以模擬實驗操作的各個步驟，同時增加文字說明與闡釋。學生掌握好實驗操作程序以后，能夠自行在線操作，模擬液——質聯用技術液相色譜對各組分樣品的分離與定量分析，同時運用質譜技術定性分析白酒主要成分。在線操作中，假設學生發生操作錯誤的情況，系統會自動提示糾錯。當模擬完成，學生可以經過操作歷史與評分系統追蹤，迅速發現問題，糾正問題，實驗過程是可追溯性的。學生操作仿真中，軟件能夠將實驗里面的數據記錄下且處理數據，構成相應的譜圖等，學生能夠按照實驗數據分析結果，繼而獲得準確的分析報告。

在開展白酒主要成分測定分析實驗時，教師需要將課堂教學和模擬仿真軟件相融，繼而對學生開展實際教學工作。在上課前，規定學生在平臺中預習，掌握操作重點，回答有關問題，教師開展線上指導與監督。在課堂上教師需要制定教學目標，依據學生線上預習情況統計結果，有針對性的結合仿真操作與軟件自帶知識點視頻資源講解理論知識，促使學生對液——質聯用儀與檢測方式有基礎認知，具體了解儀器運行機制。學生能夠在模擬仿真平臺上對實驗加以反復模擬操作，體驗該儀器操作程序與方法參數設定等，接著綜合實際儀器，由教師進行實際操作，學生代表實際操作，從而實現線上與線下相融的教學目的。當實驗完成后，需要布置作業，課后學生能夠進行線上復習與回答問題，查看教師傳輸的教學資源，繼而解決實驗中液質聯用儀的儀器較少與設備耗損等問題。

三、結束語

伴隨科技快速發展與進步，在線模擬仿真軟件多被運用在各大行業或領域，諸多高校均主動構建了在線模擬仿真平臺，把該平臺引進儀器分析課程中，不但能夠將教學模式加以創新，提升學生學習主動性與積極性，還能夠彌補儀器分析實驗中的不足，提升學生實際操作與分析問題的能力。雖運用在線模擬仿真平臺能夠解決以往化學專業類課程實驗中的一部分問題，可是不代表在線模擬仿真平臺能夠完全取代傳統教學，在實際教學中，還需要把在線模擬仿真和實踐操作有機結合起來，保證實現教學目標，提高教學水平與教學質量，培養技能型優秀人才。