夏河山,程 萍

(鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南 鄭州 451460)

分析化學是高職食藥監(jiān)管專業(yè)課程體系的重要組成部分，起到了承上啟下(前有基礎化學、后有食品藥品理化檢驗等課程)的作用。本課程理論知識學習及專業(yè)儀器設備操作訓練能夠培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新思維，以及運用分析化學理論知識解決實際問題的能力。實驗作為分析化學課程的重要組成，是將理論與實踐相融合的具體應用[1-3]。如何更好實施分析化學實驗教學，關系到創(chuàng)新人才培養(yǎng)，值得每一位分析化學教師在日常教學活動中思考與改進。

一、食藥監(jiān)管專業(yè)分析化學實驗教學現(xiàn)狀與存在的問題

(一)實驗教學課時少

分析化學實驗涵蓋化學分析實驗和儀器分析實驗，是藥學、中藥、食藥監(jiān)管等專業(yè)的必修實驗課，在相關專業(yè)課程體系中占有重要地位。目前我校食藥監(jiān)管專業(yè)分析化學教學總學時為64學時，其中理論教學38學時、實驗教學26學時。實驗教學共有14個實驗項目，其中13個化學分析項目、1個儀器分析項目。在教學實施過程中，通常只能完成化學分析部分的內容，儀器分析部分根本無法進行，最多只能讓學生觀摩老師的操作，甚至連觀摩操作也難以做到。

(二)實驗設備不完善

總體來看，本實驗課程安排的應用型和驗證性實驗相對偏多，操作過程步驟復雜，數(shù)據(jù)整理計算煩瑣，所需儀器設備種類繁多，由于受到實驗經(jīng)費和場地限制，氣相色譜、高效液相色譜等儀器分析部分所需的儀器設備數(shù)量有限，根本無法滿足實驗教學對于儀器的數(shù)量需求。

(三)實驗教學內容缺乏創(chuàng)新

目前進行的實驗大多為經(jīng)典的驗證性實驗，通常是教師先做簡短講解，然后學生各自回實驗臺自行實驗，因此操作受到場地、設備等因素制約，無法開展綜合性和創(chuàng)新性實驗。對于部分學生來講，進行這種單純理論知識驗證只是被動重復，實驗過程照本宣科，實驗結果也沒有深究，學生上實驗課興趣不是很高[4]。

(四)實驗考核不夠全面

實驗考核的目的是檢驗學生對知識的掌握情況和動手操作能力，目前普遍采用的考核評價手段是將實驗納入期末筆試考試，學生平時的實驗操作過程與實驗報告撰寫僅作為考核輔助部分。很顯然，這種評價手段不能全面、科學評價學生實驗情況[4]。

二、虛擬實驗技術在食藥監(jiān)管專業(yè)分析化學實驗教學中的實際運用

(一)建立虛擬實驗室網(wǎng)絡運行平臺

鑒于傳統(tǒng)實驗教學存在的諸多問題和近年新冠肺炎疫情影響，一些高校相繼開展了虛擬仿真實驗室、移動虛擬實驗平臺等智能化教學資源建設，目的是利用平臺的開放性、交互性和可擴展性等特點，充分發(fā)揮在線教學的科技優(yōu)勢。學生在手機端即可輕松實現(xiàn)現(xiàn)代化信息技術與實驗教學的深度融合，彌補了傳統(tǒng)線下實驗教學的不足，創(chuàng)新了實驗教學流程。目前已有國內高校研發(fā)出了基礎化學、分析化學等實驗課程的虛擬仿真教學平臺[5]，學生可在平臺上自主完成理論知識學習、模擬分析實驗操作、問題交互等任務。教師通過平臺全方位跟蹤教學動態(tài)，學生及時反饋教學評價，師生之間形成立體交互互動模式產(chǎn)生高效思維碰撞，實現(xiàn)教師與學生、軟件與硬件的多維度互動。這種新型智慧化實驗教學模式為學生創(chuàng)造了一個可以完全自主學習的環(huán)境，有效調動學生學習興趣，促進化學理論知識掌握與實驗能力延伸。

(二)分析化學實驗模擬軟件的研制

通過與校外有實力的軟件開發(fā)公司或校內教師合作，開發(fā)出符合學校實際及專業(yè)課程需求的虛擬實驗軟件，特別是針對日常教學中無法或完成較為困難的儀器分析實驗，以及具有有毒有害、易燃易爆實驗內容的實驗項目，制作成交互式教學軟件，上傳至網(wǎng)絡教學平臺供學生開放使用，可有效克服常規(guī)實驗條件不足的困難，激發(fā)學生學習興趣。

(三)采用線上線下相結合的教學模式開展實驗教學

在傳統(tǒng)教學模式的基礎上，將分析化學實驗課的部分環(huán)節(jié)引入網(wǎng)絡，形成線上線下相結合的教學模式。采用線上學習模式進行課前預習，教師可將實驗內容分解成若干部分，將各部分錄成視頻，上傳至線上教學平臺，供學生在實驗課前自行觀看，學生對該實驗的原理、儀器設備、操作步驟等提前熟悉，可以讓學生帶著問題和猜想進入實驗活動。

在實驗課堂上，通過分組實驗讓每一位成員參與到實驗項目中，培養(yǎng)學生細致入微的觀察能力，團隊成員通過討論實際操作過程中遇到的問題相互糾錯，驗證實驗目的、原理和步驟，達到共同進步的目的。

例如，分析化學實驗課程中的氣相色譜儀、高效液相色譜儀實驗在過去常規(guī)教學中，都是由教師講解原理、操作步驟并演示給學生看，學生基本上沒有操作的機會。利用虛擬實驗軟件進行模擬時，可以將儀器的各個部件(如進樣器、色譜柱、檢測器等)單獨拆分開來，讓學生認識、組裝、應用，并且可以無限次重復進行，畫面生動逼真，學生能清楚觀察到實驗過程和現(xiàn)象，大大激發(fā)了學生的學習興趣和探索欲望。

對于在課堂上由于時間有限無法完成的任務，可將任務上傳到線上平臺，學生可以在教師的指導下利用課余時間繼續(xù)完成。

在實驗任務完成后，教師批改學生線上提交的實驗報告，整理匯總存在問題，并及時反饋與學生交流討論，這樣可以客觀、全面反映學生的學習效果，方便老師根據(jù)學生學習情況進行下一階段實驗教學。

在期末測試階段，可以利用教學平臺讓學生在沒有任何提示的情況下獨立完成某一實驗的所有操作，教師根據(jù)操作情況和所用時間給出分數(shù)，可以有效彌補實驗部分難以開展考核的不足。

三、結語

在食藥監(jiān)管專業(yè)分析化學實驗教學中將實驗教學與虛擬仿真技術相結合，把現(xiàn)代多媒體技術運用于實踐教學中，建立虛擬化學實驗室，并根據(jù)專業(yè)教學要求特點對實驗內容進行整合優(yōu)化，對教學方法進行改進提高，不僅節(jié)約了學校教學資源、豐富了實驗內容，而且使學生對理論知識的理解更加透徹，激發(fā)了學生的創(chuàng)造能動性，提高了分析化學實驗課教學質量。

需要注意的是，虛擬實驗雖然能夠起到輔助教學的作用，但無法完全取代動手實驗，更不能使學生獲得基本的實驗操作技能，只有將虛擬與現(xiàn)實、現(xiàn)代與傳統(tǒng)教學方法有機結合，才能最大程度發(fā)揮作用，最終達到提高教學質量的目的。