在线分析仪器及应用教学模式研究与实践(2) - 农业工程技术杂志社投稿

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在线分析仪器及应用教学模式研究与实践(2)

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3 教学模式研究

学生缺乏运用理论知识解决实际工程问题的能力的主要原因是：（1）缺乏实际的工程实践经验，难于将实际工程问题与理论知识结合起来；（2）课程内容涉及到仪器仪表、分析化学、计算机、通讯等技术领域，知识交叉，具有综合性、实践性的特点，目前教学资源不多，实验教学设备几乎没有，仅仅凭借传统课堂讲授等教学方法只能让学生觉得学起来枯燥乏味，知识点繁多，上课听懂下课就忘的局面，教学方法需要针对这些问题进行研究和实践。

3.1 资源建设

为了通过教学内容和教学方法的改革培养学生的工程实践能力，改变传统的教学方式，需要建设培养学生工程素养的教学资源，包括工程案例库、在线视频及相关资源和仿真工程现场的实验设备。案例库建设有助于提高学生对工程问题的认识和理解，帮助其理解工程问题的理论基础和解决办法，逐渐培养解决复杂工程问题的能力。任课教师深入石油、天然气、环保企业调研，收集在线分析仪器及系统的应用案例，经过分析整理，提炼其中典型的在线分析理论、分析仪表相关的内容，形成课程案例库。

由于课程现有的教学资源有限，根据课程教学大纲，确定建设在线课程教学资源，主要包括课件、视频、习题库等资源建设。视频的制作是关键，需要认真分析大纲教学要求，问题导入合理，分解章节知识点，编写教案，完成PPT制作，制作视频，本课程选取石油天然气行业应用较多的红外气体分析仪、紫外气体分析仪、激光气体分析仪、氧分析仪、气相色谱分析仪、热导式气体分析仪、微量水气体分析仪等十余种在线分析仪器，制作了视频，由案例导入，分析在线分析理论和方法。

为了密切结合工程实际，课程的实验环节直接仿真实际工程现场，将天然气净化工艺过程中采用的在线色谱分析仪、微量水分析仪、H2S分析仪等以及锅炉烟气检测系统中采用的红外分析仪及样品处理系统作为课程的实验设备，让学生在实验中身临其境，充分理解和掌握油气在线分析理论和方法。

3.2 教学实施

首先由任课教师根据教学大纲要求，结合实际工程案例或科研课题提出问题，能够体现教学内容的探究性和创新性，尤其是提出并讨论一些工程应用的问题，潜移默化地在课程教学中培养学生解决实际工程问题的能力。学生根据教师提出的工程技术问题，查找资料，观看在线资源，收集整理资料，参与在线讨论，获得理论知识和解决问题的各种办法。在仿真现场实验条件下，将课堂中学习、讨论的理论和方法在实验中实现，在实践中将理论知识、工程技术有机结合。

例如在学习在线微量水分析器时，首先引入某天然气净化厂采用美国AMETEK 3050水露点分析仪分析净化处理后的天然气水分，但是测量数据不准确的案例。学生课前在网上查找类似案例，在课程网站上学习在线微量水分析器的分析原理、内部结构、样品处理过程等。在课堂中任课教师积极开展各种形式的专题讨论，学生以组别形式进行专题讨论，针对专题中出现的问题展开讨论。在研究讨论过程中，对比气质条件和其它生产厂同类微量水分析器的应用情况，发现样气在送入水露点分析仪前未处理干净，天然气中含有的微量醇类、重烃蒸气污染石英晶体传感器吸湿涂层，造成水露点示值偏高，属于样品处理系统未将杂质过滤干净。测量数据不准确还有未采取伴热保温措施，样气中水分随环境温度的升降，在管壁上吸附、解吸，造成测量值忽高忽低等问题。课堂讨论后又在实验室进行工程现场仿真的天然气微量水检测实验，学生在实验中不仅学习微量水分仪的操作，同时学习样气的实际预处理过程，培养学生对实际工程问题的分析和解决能力。

4 结论

“在线分析仪器及应用”课程通过问题导向的教学模式，旨在培养学生掌握在线分析仪器的理论及分析方法，培养创新思维，解决工程实际问题的能力。教学内容的组织方面，根据教学大纲要求，任课教师积极参与行业企业调研，获取现场第一手资料，在教学中通过各种典型案例实施问题导向教学模式。教学方式的改革是通过案例教学、线上线下混合教学、现场仿真实验等教学模式，促进学生积极思考，发现并解决问题，着力提高学生的工程实践能力，实践表明在课程教学中引入问题导向教学模式是培养学生创新能力和工程实践能力的有效途径。

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/qikandaodu/2021/0510/1842.html