【摘要】針對(duì)目前儀器分析課程存在的問題，在充分調(diào)查學(xué)生對(duì)課程現(xiàn)狀的意見與建議后，應(yīng)用CAI、網(wǎng)絡(luò)資源等多種現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室，將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)結(jié)合，形成《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中真正的互動(dòng)及各種教學(xué)資源的有效利用。

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn)室;立體化;教學(xué)模式

根據(jù)2010年《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的精神，以就業(yè)能力為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能并重，優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)體系，創(chuàng)新實(shí)踐育人模式成為了目前高校教育教學(xué)的重點(diǎn)。

《儀器分析》在高校教學(xué)設(shè)置中是一門具有實(shí)踐性的重要基礎(chǔ)和專業(yè)課程，在教學(xué)中需既重視理論知識(shí)的傳授，更重視實(shí)踐操作的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的《儀器分析》課程教學(xué)模式以教師為中心，教學(xué)方法和手段單一，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高。同時(shí)，由于經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)空間的限制，大型精密儀器的購(gòu)買和使用成為了高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的“短板”，因此，引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段，整合教學(xué)資源，優(yōu)化該課程的教學(xué)模式迫在眉睫。

虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)成為了高校儀器分析課程教學(xué)改革的方向之一。國(guó)內(nèi)外多所大學(xué)如霍普金斯大學(xué)、上海交通大學(xué)、大連理工大學(xué)等都已對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)行了研究，并建設(shè)了一些適合于藥學(xué)、化學(xué)專業(yè)的虛擬實(shí)驗(yàn)室[1]。但基于課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室的《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式研究尚未被提出，這值得我們深入研究和探討。

1.核心概念的界定

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)室

虛擬實(shí)驗(yàn)室亦稱為合作實(shí)驗(yàn)室，最早由美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)的Willian Wolf教授于1989年提出的，最初是為了方便不同實(shí)驗(yàn)室的科研人員遠(yuǎn)程協(xié)作或共享數(shù)據(jù)[2]。

虛擬實(shí)驗(yàn)室的本質(zhì)是借助于圖形圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)操作流程等，在計(jì)算機(jī)上所營(yíng)造的可輔助或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)各個(gè)操作環(huán)節(jié)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，是現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化和虛擬化，是可為學(xué)生提供高仿真模擬度的、全程參與的操作平臺(tái)。

1.2 立體化教學(xué)模式

立體化教學(xué)模式是一種以課程為單元，以能力培養(yǎng)為軸心，以教學(xué)資源為平臺(tái)，動(dòng)用所有教學(xué)元素的立體化、全方位的教學(xué)體系[3]。其中，教學(xué)資源立體化是指教學(xué)過程中紙質(zhì)和數(shù)字化教學(xué)資源相結(jié)合;教學(xué)方式立體化是指采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式、類比式等多方式完成教學(xué)過程;教學(xué)手段立體化是指在傳統(tǒng)課堂授課的基礎(chǔ)上，融合CAI（Computer Assisted Instruction，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）技術(shù)、課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)資源等現(xiàn)代教育技術(shù)，多種手段相輔相成，最終形成教、學(xué)一體的格局。

2.課程虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

目前我們自行開發(fā)軟件，構(gòu)建“原子吸收”、“紅外光譜”課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室。該虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建包括以下板塊：儀器組成與構(gòu)造展示板塊、儀器原理介紹板塊、實(shí)驗(yàn)操作與模擬分析板塊，并在此基礎(chǔ)上探討建立《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式。

2.1 儀器組成與構(gòu)造展示板塊

“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室包含銳線光源、原子化系統(tǒng)（火焰、石墨爐）、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等四大部分?！凹t外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室展示傅里葉變換型紅外光譜，包括光源、邁克爾遜干涉儀、吸收池、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等五大部分。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到相應(yīng)系統(tǒng)時(shí)將每部分放大展示，并顯示文字說明，以便讓學(xué)生更好的了解儀器組成與結(jié)構(gòu)。

2.2 儀器原理介紹板塊

此板塊主要介紹原子吸收光譜法和紅外光譜法。原子吸收光譜法主要介紹朗伯比爾定律、共振吸收線、峰值吸收法等基本理論，紅外光譜法主要介紹分子振動(dòng)方式和紅外光譜產(chǎn)生的基本條件。主要是幫助學(xué)生強(qiáng)化記憶，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作的完成。

操作者通過鼠標(biāo)完成虛擬儀器中光路的動(dòng)態(tài)演示，可以直觀了解實(shí)驗(yàn)原理。同時(shí)，軟件中集成“原子吸收”、“紅外光譜”操作的演示視頻，能夠讓學(xué)生對(duì)不清楚的操作進(jìn)行自學(xué)。

2.3 實(shí)驗(yàn)操作與模擬分析

“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室中包括“火焰原子吸收光譜法測(cè)定水中的含鈣量”的模擬實(shí)驗(yàn)分析過程。“紅外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室包括“未知試樣（C8H10）的定性分析”、“未知試樣（C7H9N）的定性分析”兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)分析過程。該板塊為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過計(jì)算機(jī)操作，模擬實(shí)驗(yàn)過程，完成定性或定量分析，進(jìn)一步理解儀器工作原理。

在完成實(shí)驗(yàn)操作中，關(guān)鍵操作步驟設(shè)有陷阱，只有當(dāng)學(xué)生嚴(yán)格按照操作規(guī)程完成，該實(shí)驗(yàn)評(píng)分才為滿分，否則，軟件會(huì)自動(dòng)減分，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束告之操作不當(dāng)?shù)牟襟E。如此，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，直至最終掌握儀器的使用流程。

同時(shí)，在“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室中存入常見元素如鎂、鈣、鋅、銅、鉛等分析線數(shù)據(jù)，“紅外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室中存入常見有機(jī)物的紅外吸收光譜圖，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，完成分析測(cè)定，為開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

3.《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

3.1 《儀器分析》課程的特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的主要弊端

《儀器分析》課程是我校環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝及無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程主要內(nèi)容是利用現(xiàn)代分析儀器，根據(jù)物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行定性、半定量和定量分析，主要包括光學(xué)分析法、色譜分析法和電化學(xué)分析法。

在《儀器分析》課程的傳統(tǒng)教學(xué)中，通常采用“傳授—強(qiáng)化—記憶”的教學(xué)模式進(jìn)行，并且理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在不同時(shí)間、空間獨(dú)立進(jìn)行的。該模式中，教師占主導(dǎo)地位，教學(xué)內(nèi)容是單向信息傳輸[4]，能使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接受大量的信息。但傳統(tǒng)模式中教學(xué)形式單一、理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同步[5]、實(shí)驗(yàn)儀器不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以示教為主、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，導(dǎo)致學(xué)生無法有效掌握專業(yè)技術(shù)知識(shí)，嚴(yán)重影響了該課程的教學(xué)效果，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力，并在一定程度上影響教學(xué)質(zhì)量的提高和人才的培養(yǎng)。

3.2 《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的調(diào)查

Tyler（1949）曾指出：學(xué)生的“需要”與“興趣”是教育目標(biāo)的主要來源之一[6]。因此，以學(xué)生需求為導(dǎo)向，滿足學(xué)生求知，提高授課效果，優(yōu)化教學(xué)模式是非常重要的。我們?cè)O(shè)計(jì)了“《儀器分析》課程教學(xué)現(xiàn)狀問卷調(diào)查表”，在充分了解學(xué)生對(duì)課程現(xiàn)狀的意見與建議后，確定立體化教學(xué)模式的構(gòu)建。

3.3 《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的構(gòu)建

在課堂教學(xué)模式的研究中，基于本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和該課程教學(xué)大綱，將板書、CAI技術(shù)，實(shí)驗(yàn)視頻、課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)手段相結(jié)合。利用板書提高教師即興講解的闡述效果;利用CAI技術(shù)和實(shí)驗(yàn)視頻提高視聽效果，增加課堂信息量;利用課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室演示儀器裝置、原理及使用方法，與學(xué)生互動(dòng)，使理論和實(shí)踐操作的學(xué)習(xí)同步，促進(jìn)專業(yè)知識(shí)的掌握。同時(shí)采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式、類比式等立體化教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而理解相關(guān)的原理和概念。

在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究中，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。主要體現(xiàn)在以下幾方面：①預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)。為解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)停留在對(duì)單純文字的理解這一問題，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)，自主觀看并運(yùn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室，使其明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解儀器工作原理。②虛擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)同步。借助虛擬實(shí)驗(yàn)室，先對(duì)學(xué)生進(jìn)行示教實(shí)驗(yàn)，如看完原子吸收實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，即刻將學(xué)生帶入實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，對(duì)實(shí)物進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。這時(shí)教師重點(diǎn)介紹儀器的工作原理，再進(jìn)行儀器基本操作，加深感性認(rèn)知。③實(shí)驗(yàn)和規(guī)范操作同步。教師完成示教后，以虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器，可安排學(xué)生直接在計(jì)算機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)操作，不熟悉的部分還可反復(fù)運(yùn)行，規(guī)范并強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的研究中，保留具有代表性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再利用虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)越性，教師給學(xué)生劃定題目范圍或鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)熱門話題自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，按照真實(shí)儀器正常運(yùn)

行的過程進(jìn)行探索性仿真操作，逐步開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過程中，使學(xué)生經(jīng)歷完整的科研實(shí)踐體驗(yàn)：查閱文獻(xiàn)-確定選題-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-操作實(shí)驗(yàn)-處理數(shù)據(jù)-完成報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維的能力，為今后走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

4.結(jié)論

虛擬實(shí)驗(yàn)室在儀器分析課程立體化教學(xué)模式中的應(yīng)用是一個(gè)全新的課題，實(shí)踐也表明，這種方式大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，但虛擬實(shí)驗(yàn)室作為一種新型的教學(xué)手段，仍處于探索階段，尚有一些不足之處需要完善。

立體化教學(xué)模式的建立，是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)觀念的突破，打破了理論課、實(shí)驗(yàn)課、實(shí)訓(xùn)課的界限，將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)融為一體，在實(shí)踐中教理論，在運(yùn)用中學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中真正的互動(dòng)及各種教學(xué)資源的有效利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧碧如.輔助教學(xué)的虛擬儀器分析實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)探討[J].職業(yè)教育研究，2012（7）：172-173

[2]李育，趙靖霞，楊根金等.探討分析儀器虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)醫(yī)藥科學(xué)，2012，2（23）：163-164

[3]唐文武，王漢青，王志勇等.立體化教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐——以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為視角[J]湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011，16（4）：105-107

[4]王大紅.高職“一體化”教學(xué)模式的探索與實(shí)踐——以《儀器分析》課程為例[J].武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（6）：72-76

[5]郝玉翠，艾智，孟麗軍.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2012，，27（4）：20-22

[6]徐勝臻，曹敏惠，陳長(zhǎng)水等.構(gòu)建農(nóng)林院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)立體化課程體系的研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，16（6）：63-65

唐山學(xué)院教育科學(xué)研究基金項(xiàng)目：編號(hào)JG1402

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虛擬實(shí)驗(yàn)室亦稱為合作實(shí)驗(yàn)室，最早由美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)的Willian Wolf教授于1989年提出的，最初是為了方便不同實(shí)驗(yàn)室的科研人員遠(yuǎn)程協(xié)作或共享數(shù)據(jù)[2]。

虛擬實(shí)驗(yàn)室的本質(zhì)是借助于圖形圖像、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)操作流程等，在計(jì)算機(jī)上所營(yíng)造的可輔助或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)各個(gè)操作環(huán)節(jié)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，是現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化和虛擬化，是可為學(xué)生提供高仿真模擬度的、全程參與的操作平臺(tái)。

1.2 立體化教學(xué)模式

立體化教學(xué)模式是一種以課程為單元，以能力培養(yǎng)為軸心，以教學(xué)資源為平臺(tái)，動(dòng)用所有教學(xué)元素的立體化、全方位的教學(xué)體系[3]。其中，教學(xué)資源立體化是指教學(xué)過程中紙質(zhì)和數(shù)字化教學(xué)資源相結(jié)合;教學(xué)方式立體化是指采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式、類比式等多方式完成教學(xué)過程;教學(xué)手段立體化是指在傳統(tǒng)課堂授課的基礎(chǔ)上，融合CAI（Computer Assisted Instruction，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）技術(shù)、課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)資源等現(xiàn)代教育技術(shù)，多種手段相輔相成，最終形成教、學(xué)一體的格局。

2.課程虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

目前我們自行開發(fā)軟件，構(gòu)建“原子吸收”、“紅外光譜”課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室。該虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建包括以下板塊：儀器組成與構(gòu)造展示板塊、儀器原理介紹板塊、實(shí)驗(yàn)操作與模擬分析板塊，并在此基礎(chǔ)上探討建立《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式。

2.1 儀器組成與構(gòu)造展示板塊

“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室包含銳線光源、原子化系統(tǒng)（火焰、石墨爐）、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等四大部分?！凹t外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室展示傅里葉變換型紅外光譜，包括光源、邁克爾遜干涉儀、吸收池、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等五大部分。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到相應(yīng)系統(tǒng)時(shí)將每部分放大展示，并顯示文字說明，以便讓學(xué)生更好的了解儀器組成與結(jié)構(gòu)。

2.2 儀器原理介紹板塊

此板塊主要介紹原子吸收光譜法和紅外光譜法。原子吸收光譜法主要介紹朗伯比爾定律、共振吸收線、峰值吸收法等基本理論，紅外光譜法主要介紹分子振動(dòng)方式和紅外光譜產(chǎn)生的基本條件。主要是幫助學(xué)生強(qiáng)化記憶，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作的完成。

操作者通過鼠標(biāo)完成虛擬儀器中光路的動(dòng)態(tài)演示，可以直觀了解實(shí)驗(yàn)原理。同時(shí)，軟件中集成“原子吸收”、“紅外光譜”操作的演示視頻，能夠讓學(xué)生對(duì)不清楚的操作進(jìn)行自學(xué)。

2.3 實(shí)驗(yàn)操作與模擬分析

“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室中包括“火焰原子吸收光譜法測(cè)定水中的含鈣量”的模擬實(shí)驗(yàn)分析過程?！凹t外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室包括“未知試樣（C8H10）的定性分析”、“未知試樣（C7H9N）的定性分析”兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)分析過程。該板塊為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過計(jì)算機(jī)操作，模擬實(shí)驗(yàn)過程，完成定性或定量分析，進(jìn)一步理解儀器工作原理。

在完成實(shí)驗(yàn)操作中，關(guān)鍵操作步驟設(shè)有陷阱，只有當(dāng)學(xué)生嚴(yán)格按照操作規(guī)程完成，該實(shí)驗(yàn)評(píng)分才為滿分，否則，軟件會(huì)自動(dòng)減分，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束告之操作不當(dāng)?shù)牟襟E。如此，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，直至最終掌握儀器的使用流程。

同時(shí)，在“原子吸收”虛擬實(shí)驗(yàn)室中存入常見元素如鎂、鈣、鋅、銅、鉛等分析線數(shù)據(jù)，“紅外光譜”虛擬實(shí)驗(yàn)室中存入常見有機(jī)物的紅外吸收光譜圖，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，完成分析測(cè)定，為開展綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

3.《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

3.1 《儀器分析》課程的特點(diǎn)及傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的主要弊端

《儀器分析》課程是我校環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝及無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程主要內(nèi)容是利用現(xiàn)代分析儀器，根據(jù)物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行定性、半定量和定量分析，主要包括光學(xué)分析法、色譜分析法和電化學(xué)分析法。

在《儀器分析》課程的傳統(tǒng)教學(xué)中，通常采用“傳授—強(qiáng)化—記憶”的教學(xué)模式進(jìn)行，并且理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在不同時(shí)間、空間獨(dú)立進(jìn)行的。該模式中，教師占主導(dǎo)地位，教學(xué)內(nèi)容是單向信息傳輸[4]，能使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接受大量的信息。但傳統(tǒng)模式中教學(xué)形式單一、理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同步[5]、實(shí)驗(yàn)儀器不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以示教為主、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，導(dǎo)致學(xué)生無法有效掌握專業(yè)技術(shù)知識(shí)，嚴(yán)重影響了該課程的教學(xué)效果，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力，并在一定程度上影響教學(xué)質(zhì)量的提高和人才的培養(yǎng)。

3.2 《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的調(diào)查

Tyler（1949）曾指出：學(xué)生的“需要”與“興趣”是教育目標(biāo)的主要來源之一[6]。因此，以學(xué)生需求為導(dǎo)向，滿足學(xué)生求知，提高授課效果，優(yōu)化教學(xué)模式是非常重要的。我們?cè)O(shè)計(jì)了“《儀器分析》課程教學(xué)現(xiàn)狀問卷調(diào)查表”，在充分了解學(xué)生對(duì)課程現(xiàn)狀的意見與建議后，確定立體化教學(xué)模式的構(gòu)建。

3.3 《儀器分析》課程立體化教學(xué)模式的構(gòu)建

在課堂教學(xué)模式的研究中，基于本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和該課程教學(xué)大綱，將板書、CAI技術(shù)，實(shí)驗(yàn)視頻、課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)手段相結(jié)合。利用板書提高教師即興講解的闡述效果;利用CAI技術(shù)和實(shí)驗(yàn)視頻提高視聽效果，增加課堂信息量;利用課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室演示儀器裝置、原理及使用方法，與學(xué)生互動(dòng)，使理論和實(shí)踐操作的學(xué)習(xí)同步，促進(jìn)專業(yè)知識(shí)的掌握。同時(shí)采用啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式、類比式等立體化教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而理解相關(guān)的原理和概念。

在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究中，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課堂虛擬實(shí)驗(yàn)室有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。主要體現(xiàn)在以下幾方面：①預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)。為解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)停留在對(duì)單純文字的理解這一問題，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)，自主觀看并運(yùn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室，使其明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒗斫鈨x器工作原理。②虛擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)同步。借助虛擬實(shí)驗(yàn)室，先對(duì)學(xué)生進(jìn)行示教實(shí)驗(yàn)，如看完原子吸收實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，即刻將學(xué)生帶入實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，對(duì)實(shí)物進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。這時(shí)教師重點(diǎn)介紹儀器的工作原理，再進(jìn)行儀器基本操作，加深感性認(rèn)知。③實(shí)驗(yàn)和規(guī)范操作同步。教師完成示教后，以虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器，可安排學(xué)生直接在計(jì)算機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)操作，不熟悉的部分還可反復(fù)運(yùn)行，規(guī)范并強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的研究中，保留具有代表性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，再利用虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)越性，教師給學(xué)生劃定題目范圍或鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)熱門話題自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，按照真實(shí)儀器正常運(yùn)