仿真软件在高职食品专业仪器分析课程中的应用

黄 维 谷 燕 刘红梅 刘 燕 李 豪

（马鞍山师范高等专科学校，安徽 马鞍山 243041）

高职食品与营养检测专业所学能力中食分析检测能力是非常重要的，想要具备这一能力，专业必修课《仪器分析》是必需好好学习并且掌握的课程。仪器分析课程在人才培养和提高学生科学素质方面起着不可忽视的作用[1]。而《仪器分析》课程涉及物理学、电子学、化学及计算机技术等很多学科及理论，我校食品专业高职学生普遍基础知识较为薄弱。《仪器分析》课程知识比较抽象、内容较为复杂，学生在学校过程中不容易理解和掌握，所以缺乏学习兴趣，学习的效果也不太好。

仪器分析的理论及技术和现代的食品分析检测密切相关，学生能够掌握仪器分析的基本理论、基本技术和方法是培养目标很重要的一部分，所以仪器分析课程是食品专业的必修课程[2]。想要学好仪器分析课程，必须做好仪器分析相关的实验。实验可以让学生加强理解仪器使用的基本原理，掌握实验基础知识和基本操作技能。实验结束之后还可以分析处理实验数据，得到真实可信的实验结果。学生掌握了仪器实验基本原理等知识，正确使用仪器进行实际问题的解决，可以为以后学习及科研等打下良好的基础。

1 我校仪器分析实验教学实施过程中存在的一些问题

1.1 分析仪器正向着高科技性、操作个人化、智能化发展，所以使它的价格越来越昂贵。由于受到教学开支的限制，我校现仅有部分分光光度计等基本实验教学设备，无法配置更为高端的设备。现在主要采用的教学方式是先介绍理论部分的知识，然后去合作单位见习仪器的操作步骤，学生无法直接进行操作。这样难以调动学生的主动性和创造性，实验教学的发展和人才培养质量的提高都受到了很大程度的制约。

1.2 某些实验实际操作费用高昂,材料损耗较大，考虑到教学经费的问题学校无法一一开设，但是这些实验对学生以后的发展是很有需要的。

1.3 实验教学教师接触新仪器和高档仪器的机会不少，没有丰富的实践经验。学生在学习过程中无法积极有效从指导教师处获得有效地指导，无法更为深入地理解仪器设备的运行情况，无法深入阐述各类试验参数的理论影响和实际作用。

1.4 实验学时数偏少，无法保证知识与技能的巩固。现行教学计划，为减轻学生负担，压缩学时，本来就不够的实验学时更加显得不充裕。

1.5 实验考试方式具有局限性。现有实验考试的方式采用以学生去见习之后写的实验报告作评价，导致一些学生照着书抄写或者抄别的同学的报告。对学生没有压力，使学生对平时实验够不重视。

1.6 实验用到的很多大型仪器都价格较高，而且结构很多都是完全封闭的形式，从外面看不同仪器的差别不明显。仪器的内部构造学生很难观测到，导致学生对仪器结构性能的认识比较肤浅[3]。

以上的这些问题都限制我校对学生职业技能的培养，改革传统的实验教学势在必行。在传统的仪器分析实验教学中引入了“仿真教学”可以解决以上问题。我校经费不足以支持大型仪器的具体操作，有了仿真仪器就可以让学生不直接接触真实仪器，通过操作软件就可以达到类似的效果，提高教学质量。

2 开展仪器分析仿真实验教学的必要性和重要性

所谓分析仪器的仿真教学就是利用建立分析仪器的数学模型，利用计算机技术、网络技术、仿真技术和信息技术，在计算机上建立起一套反应性与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统进行教学[4]。学生通过操作虚拟仪器分析软件，可以得到与真实仪器类似的丰富的操作经验。仪器分析仿真教学在中的优越性可以从以下几个方面看出：

2.1 增强学习兴趣，提高学习效率

仿真模拟环境的直观、可操作性大大的增加了学生的学习兴趣，让他们对原本陌生的仪器有一个具象的认识。仿真软件可以提供形象直观、内容丰富、生动逼真的学习环境，提供图文并茂、动静结合的实验内容，学生可以同时看到声音、图像、动画等内容，得到多感官的体验。

2.2 大大降低实验成本，减轻经费支出

仿真软件在电脑上运行，只要建设一个仿真实验室，购买相关仿真软件，并进行相关的培训，无需价格昂贵、高精密仪器，高要求的实验室设备，成本较低，可以满足大批量的学生操作实习。还大大降低了实验教学成本，减少了实验品的消耗，而且基本不存在环境污染的问题，对一些因为担心造成环境负担的实验同样可以进行。

2.3 功能强大，操作方便，易学易用

仿真软件大大提高了学生分析问题和解决问题的能力，同时也减轻了教师授课的压力。

在分析仪器仿真系统中教师可以很方便地查看仪器介绍的文字说明、图片、原理演示、动画及录像，从而将一些难以讲解明白的结构、工作原理和操作形象逼真地表现出来，轻松提高教学效果。学生可以直接在计算机上通过仿真软件了解相关仪器的结构、原理，还可以进行具体的实验模拟操作，从而掌握了不同仪器的使用方法。

2.4 满足大批量的教学、竞赛需求

分析仪器仿真软件系统可以在普通都电脑上运行，可以缓解由于学校没有足够数量的仪器无法满足多人同时教学的尴尬，每个学生都有独立的电脑进行操作，独立完成具体的操作，提高教学质量[5]。关于仪器分析使用的高职相关竞赛一直都有举行，并且有仿真软件操作的比赛部分，用的仿真软件大多由同一公司提供，引入仿真软件进行实验教学可让学生在比赛中与其他学生处于同一水平，平时的学习也可增强学生相关方面的竞争力。

2.5 考核方法的改革

教学中可利用软件提供的平台逐渐完善了考核制度。利用仪器仿真软件的智能评分系统，教师可以便捷地对学生技能掌握程度进行考核。智能评分系统能检测学生操作情况，并给出各种形式的成绩单，以作为考核依据。利用仿真软件自带的题库和标准化试卷，还可对学生进行“在线评测”。仿真软件可以同时对班级同学进行考核，所需时大大缩短，可以进行“随堂考核、随时考核”，减小了教师工作量，增强了考核成绩的客观性。

随着计算机技术的飞速发展，同时各个院校内的信息网络、电脑设备等硬件条件也在不断改善，可以预见有较高实际教学作用的教学仪器分析仿真软件一定会得到越来越广泛的认可和应用。仿真教学在职业学校的应用，提高了教学效率，增强了职业学校的办学能力，是职业学校发展的助推器。

［1］冯启明.加强实践教学,培养学生工程实践与创新能力[J].高教研究，2011,3：47-49.

［2］关海宁，徐桂英，刀小琴.仪器分析方法在食品检测分析中的应用[J].中国食物与营养，2006(6)：40-42.

［3］于京华，葛慎光，魏琴，罗川南，朱元娜.仪器分析实验教学的改革与实践[J].理工高教研究，2008(2)：137-138.

［4］田文德，丁辉，姚飞.分析仪器的计算机仿真[J].现代科学仪器，2001（3）：41-49.

［5］王织云.高职仪器分析仿真实验教学的探讨[J].广州化工，2009(7)：222-223.