계측 분석 실험 과정 강의 토론 논문

요약: 기기 분석 실험 교수에 존재하는 문제를 분석하고, 기기 분석 실험 교수에서의 보조 교육 수단의 응용을 검토하며, 시뮬레이션 기술을 교육에 도입하고, 마이크로수업을 합리적으로 사용하고, 네트워크 교육 플랫폼을 구축하는 등의 대책을 제시했다.

키워드: 계측기 분석 실험; 보조 교육 수단 교과과정

기기 분석 실험 수업은 화학 및 관련 전공의 주요 기초 과정 중 하나이다. 과정 내용은 주로 전기화학 분석, 자외선-가시흡수 스펙트럼, 적외선 흡수 스펙트럼, 색상 스펙트럼, 원자 흡수 스펙트럼, 형광 스펙트럼 등의 모듈을 포함한다. 본 과정의 학습을 통해 학생들은 기기 분석 방법의 기본 원리에 대한 이해를 깊게하고, 기기의 기본 구조와 사용 방법을 파악하고, 실험 조건을 합리적으로 선택하고, 실험 데이터를 올바르게 처리하고, 실험 결과를 표현할 수 있으며, 후속 과정과 앞으로의 전문직을 위한 기초를 마련할 수 있다.

1 기기 분석 실험 교육의 주요 문제

1. 1 하드웨어 자원 부족, 학생 실습 교육 부족.

기기 분석 실험에 사용된 각 대형 기기의 가격은 수천 원에서 수만, 심지어 수십만 위안까지 다양하다. 많은 대학들은 경비와 장소 제한을 받아 수업에 필요한 모든 설비를 구성할 수 없거나 1 ~ 2 세트만 전체 사제가 사용할 수 있다. 따라서, 기기 분석 실험 교육은 하드웨어 자원의 부족으로 인해 독립 조작을 기초 실험으로 채택할 수 없고, 각 학생이 실험에 참여하게 하고, 선생님의 시범이나 학생을 통해서만 보조 조작을 통해 교육 임무를 완수할 수 있다. 적외선 스펙트럼 실험과 같이, 학생들이 할 수 있는 작업은 대부분 고체 샘플 압력판이다. 액조색 스펙트럼 실험에서 학생들의 주요 임무는 용액, 초음파 탈기, 미공막 여과막을 준비하는 것이다. 기기 매개변수의 설정, 샘플링 등 기기 조작과 관련된 부분은 대부분 교사가 시연하며, 학생들은 기구를 조작할 기회가 거의 없다.

1.2 정밀 기기의 특수성은 학생의 사용을 제한한다.

정밀 기기의 조작 기술 요구 사항이 높기 때문에 사용자는 기기 성능에 익숙하고 조작 절차를 능숙하게 익혀야 실제 조작을 할 수 있다. 일단 부적절하게 사용하면 장비가 손상될 뿐만 아니라 유지 보수 비용이 상대적으로 높기 때문에 유지 관리 시간이 비교적 길어 일상적인 교육에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 기기 분석 실험 교육에서, 보통 큰 순환의 형태로 교학을 조직한다. 장비가 양호한 작업 상태에 있고 고장의 발생을 피하거나 줄이기 위해 대부분의 교사들은 수업시간에만 직접 시연하고, 학생들이 기기를 마음대로 켜고, 기기 버튼을 자유롭게 돌리고, 기기의 작동 매개변수를 마음대로 바꿀 수 없도록 한다. 이런 상황에서 학생들은 시범을 간략하게 읽을 수 있을 뿐, 이상적인 학습 효과를 얻을 수 없다.

1.3 운영 능력 배양에 중점을 두고 내부 구조의 소개를 무시합니다.

기기 분석 실험의 교육 목표는 실험 원리를 파악하고, 기기의 구조, 각 부분의 역할, 기기의 사용, 유지 관리 및 유지 보수를 이해하는 것이다. 기존 조건 하에서, 대부분의 학교는 학생들이 수업이 끝난 후 기기의 기계 조작 방법을 습득할 수 있도록 해야 이상적인 교육 효과를 얻을 수 있지만, 학생들은 기기의 내부 구조와 원리에 대해 아는 것이 매우 적고, 일상적인 유지 관리와 유지 관리를 알지 못하며, 능력은 당연히 충분한 단련을 받지 못한다. 이는 앞으로의 업무에 도움이 되기에는 부족하고, 직업교육, 기술형 인재 양성의 실제 수요를 만족시키기도 어렵다.

1.4 보조 교수법은 목표성이 없다.

정보화 시대가 도래함에 따라 하드웨어 자원이 부족한 상황에서 교사는 인터넷상의 교육용 동영상 보조 교육을 이용할 수 있으며, 학생들이 실험 원리와 기기 구조를 파악하는 데도 어느 정도 역할을 할 수 있다. 그러나 기기 설비 유형에 따라 소프트웨어와 하드웨어의 조작 절차도 크게 다르다. 학생들은 인터넷 동영상을 보았는데, 아마도 우리 학교의 실험 설비로 시작할 방법이 없을 것이다. 예를 들어 바이두가 발견한 자외선 가시분광 광도계의 교육용 동영상은 대부분 72 1, 722, 752, UV756MC 모델입니다. 가스 크로마토 그래프의 교육용 비디오는 주로 GC 120M 과 AGIL 입니다. 액체 크로마토 그래프, 원자 흡수 분광 광도계, 원자 형광 분광계, GC-MS 등의 기기의 온라인 교육 자원은 매우 제한적이다. 위의 문제에 대해 실제 상황에 따라 우리 학교에 적합한 보조 교수법을 선택하고 개발하여 교육 자원의 부족을 보완하는 것이 실행 가능한 방법이다.

2 보조 교수법은 기기 분석 실험 교수에서의 응용이다.

2. 1 시뮬레이션 기술을 교육에 도입

분석 기기 시뮬레이션 기술은 컴퓨터 기술, 네트워크 기술, 시뮬레이션 기술 및 정보 기술을 활용하여 컴퓨터에 실제 분석 기기와 정확히 동일한 가상 분석 시스템 [1] 을 구축하는 것입니다. 이미지와 애니메이션을 통해 장치의 특성을 설명하고, 솔리드의 실제 동작을 표시하고, 실제 작업 과정을 시뮬레이트할 수 있습니다. 현재 국내 대형 분석 기기의 시뮬레이션 기술은 이미 성숙되었다. 이북 경동방 시뮬레이션 소프트웨어 기술유한공사가 개발한 대형 분석 기기 시뮬레이션 운영 체제 시리즈 소프트웨어를 예로 들면 자외선 스펙트럼, 적외선 스펙트럼, 가스 스펙트럼, 원자 흡수 분광계, 고효율 액조색계, GC-MS 분석기의 시뮬레이션을 다루고 있습니다. 이 시스템은 컴퓨터 가상 시뮬레이션 기술을 사용하여 개발되었습니다. 이 소프트웨어는 기계 모델, 가상 장면의 사실성이 높고 실제 실험 데이터베이스 지원이 있어 해당 실험 현상을 자동으로 시뮬레이션하여 실제 실험과 유사한 실험 결과를 얻을 수 있습니다. 조작 방식은 유연하고 사실적이며, 시뮬레이션 조작 과정은 실제 기기 조작 과정과 매우 비슷하다. 학생들은 실제 분석 기기에서처럼 컴퓨터에서 시뮬레이션 기술을 통해 구축된 가상 실험 운영 플랫폼을 통해 값비싼 분석 기기 장비의 시뮬레이션 작업을 수행할 수 있습니다. 일상적인 훈련, 정기 시험 및 기술 경쟁의 요구를 충족시킬 뿐만 아니라 기기의 내부 구조와 원리를 분석하는 데 큰 편리함을 제공합니다. 모의 훈련실 건립은 학교의 기존 기계실을 이용하여 증축하고 그에 상응하는 조작 소프트웨어를 구입할 수 있다. 시뮬레이션 기술은 장비 증가에 비해 투자가 적고, 소비가 적고, 수명이 길며, 유지 관리가 편리하다는 장점이 있습니다. 전통적인 교수법과 비교했을 때, 대형 분석 기기 시뮬레이션 소프트웨어의 도입은 장비 수와 학생 수 사이의 갈등을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 학교 하드웨어 자원의 부족을 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 내부 구조, 실험 원리 등의 관련 지식을 이미지, 입체적으로 분석할 수 있다. 시뮬레이션 기기를 반복적으로 조작하면 실험 비용이 증가하지 않을 뿐만 아니라, 조작이 부적절하고 매개변수가 잘못 설정되었을 때 기기를 손상시키지 않고 안전 문제가 발생하며, 학생들이 가능한 한 빨리 기기 설비의 조작 기술을 전면적으로 파악할 수 있도록 도와준다.

2.2 마이크로 수업의 합리적 사용

기기 분석 실험에서 하드웨어 자원의 부족을 겨냥하여 제한된 교육 자원을 전통적인 교육 환경에 통합하여 그 역할을 극대화하기 위해서는 교사가 진지하게 대해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, 템플릿, 과학명언) 기술적인 관점에서 볼 때, 마이크로수업이라는 유연하고 두드러진 새로운 교육 모델은 효과적인 방법이다. 마이크로수업은 다양한 교육 자원의 유기적 조합이며, 교육용 비디오를 주요 전달체로 하여 교사가 교육 활동 과정에서 어떤 지식점이나 교학 고리에 대한 교육과 학습을 반영한다. 기기 분석 실험 관련 마이크로수업 개발, 인터넷 및 비디오 기술을 통해 비디오, 사진, PPT 등을 통해 실습 프로그램의 운영 기술을 시각적으로 시각화할 수 있어 학생들이 반복적으로 시청할 수 있도록 하며, 전문 기술에 대한 학생들의 이해와 숙달에 더욱 유리하다 [2]. 또한 교실 수업을 과외 활동으로 확장할 수 있으며, 학생들은 수업 전 방과 후 전자 장비로 실습 과정의 교육 내용을 탐색하여 목표 학습을 할 수 있습니다. 교육용 영상은 마이크로수업의 핵심 구성 요소로서 5 ~ 8 분 동안 주제가 두드러진다. 사후 제작 후 비디오 및 보조 리소스의 총 용량은 일반적으로 수십 조 개이며, 비디오 형식은 온라인 네트워크 재생을 지원하는 스트리밍 미디어 형식 (예: RM, wmv, flv) 이어야 합니다. 비디오법은 기기 분석 실험의 마이크로수업을 만들어 기기의 부품, 손잡이, 조작 방법, 훈련 내용을 완벽하게 전시하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어 고체 샘플의 엠보싱 과정은 적외선 스펙트럼 실험에서 분광 광도계의 사용을 모두 기록할 수 있다. 가스 크로마토 그래프, 고성능 액체 크로마토 그래피, 원자 흡수 분광 광도계와 같은 대형 장비의 경우 완전한 실험은 시간이 오래 걸리지만, 마이크로수업의 제작은 동작 노드에 따라 여러 단위로 나뉘어 조각화된 지식점을 기록할 수 있다. 절차는 일치해야지, 쉽게 건너뛰어서는 안 된다. 영상 후기 제작에 키워드를 넣어 자막 형식으로 해석하기 어려운 부분을 보완한다. G5 가스 크로마토 그래프의 작동을 예로 들자면, 1, 기기 구조, 주로 가스 제어 시스템, 기기 컨트롤 패널, 샘플러, 색상 스펙트럼 기둥 상자, 감지기 (제어 회로 포함) 등을 설명할 수 있습니다. 둘째, 시작 작업 순서 및 캐리어 흐름 조정을 설명하는 시작 방법입니다. 셋째는 샘플 측정으로, 주로 메인 메뉴 기능과 온도, 브리지 전류 설정 방법을 소개한다. 가열 시간이 길기 때문에 이 과정을 생략했다. 네 번째는 샘플링 작업입니다. 다섯째, 종료 방법, 주 메뉴로 돌아가서 브리지 전류를 설정하고 정전류 소스 냉각을 끄고 호스트를 종료하는 방법을 설명합니다. 여섯째, 소프트웨어 작동 섹션, "Camtasia" 화면을 사용하여 소프트웨어 작업 과정을 완전히 기록할 수 있습니다. 기기 조작의 녹음 과정은 설비의 전모를 갖추어야 할 뿐만 아니라, 세부 사항에 주의를 기울여야 하며, 학생들이 전체 설비에서 관련 버튼이나 손잡이를 정확하게 찾아 조작 방법을 똑똑히 볼 수 있도록 해야 한다.

2.3 네트워크 교육 플랫폼 구축

"국가 중장기 교육 개혁과 발전 계획 개요 (20 10-2020)" 는 "네트워크 교육 자원 체계 건설 강화, 온라인 학습 과정 개발, 네트워크 교육 모델 혁신" 을 제안했다. 인터넷 교육 플랫폼은 교육 방식의 혁신을 실현하고 양질의 교육 자원의 보급과 향유를 촉진하는 중요한 경로와 기본 보장 [4] 입니다. 네트워크 교육 지원 플랫폼은 인터넷을 기반으로 네트워크 교육을 위한 종합적인 지원 서비스를 제공하는 소프트웨어 시스템의 총칭으로, 네트워크 교육을 지원하는 하드웨어 시설 및 소프트웨어 시스템을 포함합니다. 네트워크 교육 플랫폼은 주로 주문형 교육 플랫폼과 대화형 네트워크 교육 플랫폼을 포함합니다. 주문형 교육 플랫폼은 교육 자원의 빠른 이전을 가능하게 하며, 학생들은 언제든지 오디오 비디오 코스웨어를 요청하고 전자 수업 방안을 열람할 수 있다. 대화형 교육 플랫폼을 통해 교사와 학생은 인터넷을 통해 교류할 수 있고, 교사는 교육 플랫폼을 활용하여 학생들의 학습 상황을 추적하고, 학생의 학습 상황에 따라 교과 내용을 선택적으로 발표할 수 있다. 네트워크 교육 플랫폼의 건설에는 하드웨어 건설과 소프트웨어 건설이 포함됩니다. 하드웨어 시설에는 주로 전방위적인 캠퍼스 광대역 네트워크, 모든 기능을 갖춘 네트워크 멀티미디어 교실, 서버, 멀티미디어 교재 및 소프트웨어 스토리지 장치가 포함됩니다. 소프트웨어는 주로 교육 시스템 플랫폼입니다. 교사는 기기 분석 과정의 코스웨어, 교안, 전문 자료, 마이크로수업을 플랫폼에 업로드하여 학생들이 스스로 공부할 수 있도록 할 수 있다. 학생들은 먼저 인터넷 플랫폼을 통해 기기 조작 마이크로수업을 보고, 기기 구조와 조작 요령을 숙지한 다음, 컴퓨터에서 조작하여 교수를 더욱 표적화할 수 있다. 현재 국내의 많은 고교나 회사들이 자신의 요구에 맞는 온라인 교육 플랫폼 제품을 개발하고 있다. 예를 들면 베이징 사범대학에서 개발한 Vcalss, 상하이 교통대학의 답안 교육 시스템 플랫폼이 모두 도입될 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언)

2.4 기타 보조 수단의 사용

기기 분석 실험 수업의 특징에 따르면, 교사는 대형 기기 조작 흐름도 제작, 인쇄, 접착하여 기기 옆에 놓는 등 간단하고 쉬운 보조 수단을 선택할 수도 있다. 학생은 사용하기 전에 주의 깊게 읽고 지시에 따라 조작해야 한다. 대학생들이 스마트폰을 거의 다 가지고 있는 현재 상황에 대해 선생님도 온라인 교육 플랫폼 없이 위챗 수업을 통해 학생들에게 마이크로수업과 동영상을 보낼 수 있다. 또한 학생들이 큐알（QR）코드 스캔을 통해 수업 후 관련 교육용 비디오를 보면서 독학할 수 있는 이기수 소프트웨어를 통해 동영상을 생성할 수 있습니다.

3 결론

기기 분석 실험 수업은 실천성이 매우 강한 수업으로, 분석 기기에 대한 요구가 매우 높다. 교육 자원이 제한된 경우, 보조 교육 수단을 적극적으로 탐구하여 학생들이 배운 지식을 심도 있고 직관적으로 이해하고 습득할 수 있도록 돕고, 실습 능력과 독립 조작 능력을 향상시키고, 학생들이 독립적으로 장비를 디버깅하고 사용할 수 있도록 기초를 다지고, 교육의 질을 높이는 목적을 달성한다.

저자: 리우 단위: 금주 사범 대학

참고 자료:

전문덕, 야오비 휘인. 분석기기의 컴퓨터 시뮬레이션 [J]. 현대과학기기, 200 1 (3): 4 1-49.

[2] 후 불가사리, 장 chunxia, 장 chunyan. 직업훈련교수에서의 마이크로수업의 응용연구 [J]. 창사학원 학보, 2015 (3):125-126.

[3] 유일. 환경 공학 및 기술 전문 교육에 마이크로 클래스 적용 [J]. 하얼빈 직업 기술 대학 저널, 20 16 (2): 42-44.

[4] 허. 개발 및 적용. ActRes 대화형 네트워크 교육 플랫폼 [J]. 장쑤 공대학보, 20 15 (4): 82-86.

을 눌러 섹션을 인쇄할 수도 있습니다