创客教育视野下仪器分析学习课程设计方案

1、创客教育视野下仪器分析课程设计-设计论文创客教育视野下仪器分析课程设计【摘要】本文针对仪器分析课程教学改革的现状及存在的问题，基 于创客教育视野提出与专业紧密结合的“项目任务”仪器分析课程内容改进方 案，阐述服务于课程教学的创客教育环境设计，开发出仪器分析创客实验项目。关键词创客教育仪器分析课程设计【中图分类号】G 【文献标识码】A【文章编号】0450-9889(2016)10C-0084-02一、创客教育概述创客(Mak-er)，即一群有想法，敢创新，并为将自己的创意变为现实 而不断努力的人。其最早来源于美国麻省理工学院的一个关于微观装配实验室的 课题，该课题的理念是创新，以客户需求为中心，

2、核心研究内容是个人设计、个 人制造，所有参与此课题的人员都可以称为“创客”。“创客”特指具有创新理念、自主创业的人。创客运动进入中国与“大众创业、万众创新”的倡议有机结合，激发了 亿万民众的创新创业热情，更引燃了无数青年大学生的创新创业激情。在高等教育层面，创客文化与教育结合后形成了创客教育，并在全球教 育界被广泛引入和研究。2016年2月，中国电子学会现代教育技术分会创客教 育专委会聚集了创客、创客教育界的 20余位专家和实践者共同定义了创客教育 的内涵：创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式, 使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能

3、力和创新能力的一种素质教育 创客教育在职业教育中目前处于起步阶段，还未列入高校课程标准体系，在学校也仅仅是处于萌芽状态，在计算机类的社团中稍有涉及，还远不足以 展现其应用价值。职业教育以培养高技能应用型人才为目标，强调“做中学”， 创客教育正是“做中学(Learni ng by Doi ng )”的延伸，不仅注重动手能力， 更加注重创新思维。创客教育依托信息技术，学生一方面通过网络资源获得原有 的工艺设计，丰富自己的头脑，从而启发新的创作思路；另一方面又通过网络分 享交流自己的创新想法，不断地修正与提高，最终付诸实施，创造热情高涨。鉴 于此，创客教育应尽早地进入职业教育的课堂，将创客教育的理念

4、融合到学生的 人才培养方案中，以学校推行混合式教学改革为载体，不局限于工程技术类和艺 术设计类学科，将创客教育整合于各个学科的教与学过程。总体上，创客教育对素质教育的发展意义重大。创新归根结底是人的创 新，人创新能力的培养是以兴趣为导向的素质教育。通过“创客教育”的实施， 学生的想象力和创造天赋得以发展， 学习兴趣和愉悦的体验感得以增强， 动手创 造力不断提高，这完全符合当代建设创新型社会过程中对素质教育模式提出的要 求。二、仪器分析课程改革现状仪器分析课程作为环境工程技术专业的基础课程，一般是由化学分析专 业的教师来任教的，由于知识结构的不一致，课程教授的内容比较宽泛，往往只 是简单地教会一

5、种仪器的使用方法，对其在后续的课程中是如何应用的往往介绍 不足，这直接导致学生的学习兴趣低下，难以达到良好的教学效果。近几年，也 有很多学者对仪器分析课程进行了一系列的教学改革，也在强调课程教学内容与 专业背景的结合，学生创造性解决问题能力的培养，但专业背景与课程教学内容如何衔接，如何通过教学内容的优化来吸引学生的学习兴趣、如何通过教学提升 学生的专业认知；如何引导学生发现问题，开发出创新实验项目进而解决问题进 一步提高学习兴趣，在以后更为连续持久的项目实践中提高创新能力， 仍是当前 教学研究需要思考和解决的重要问题。 为此，本文以环境工程技术专业的仪器分 析课程为例，试图基于“创客教育”理念

6、构建仪器分析课程创客学习环境，并通过优化教学设计，达到培训学生创造性解决问题的能力。三、仪器分析课程设计（一）创客环境的构建。具体如下：1. 前期准备。（1 ）创客空间的建设。开放全部的仪器分析和化学分析实验室，满足学生实施创新想法的仪器条件及交流心得体会的场所，同时安排专人管理，为学生随时解决仪器使用过程中可能遇到的问题；创建微信公众号，禾I用新建实训大楼网络全覆盖的优势， 线上线下同时互动，虚实结合，实现全方位的 互动协作。（2）仪器分析基础知识的普及。以学校推行混合式教学改革为契机， 对仪器分析实行混合式教学改革，通过混合式教学改革平台发布教学内容， 实现 仪器分析基础知识线上自学，为学

7、生更多的投入创新实践腾出时间。 为提高自学 兴趣和减低学习难度，仪器分析基础知识以单个知识点的微课形式制作。2. 教学任务部署。教师通过混合式教学平台或微信平台发布教学任务，主要说明教学内容和组织安排。教学内容主要以微课程形式发布，包含每一种仪 器涉及原理的回顾和实验操作环节的指导。3具体实施。对学生进行分组，一般 2-3人为一个小组，分组时实现学 习兴趣高的同学与兴趣低的同学有机结合， 从而带动兴趣低的同学；鼓励各小组 间的交流和协作，学有余力的小组也可以参与到其他小组的学习任务中，从不同 的角度设计实验方案。在实施的过程注意营造人人参与实验项目的学习氛围， 每 一个小组成员都是必不可少的一

8、分子。 同时，培养严谨诚信的科学态度，引用的 外部资源都必须严格注明出处。4.任务检查与系统总结。教师在教学实施的过程做到细致监控，动态掌控学生的实施完成情况，随时做好答疑和共性问题汇总，同时根据教学内容，每完成一类环境污染物的检测技术学习后进行各小组答辩，充分交流和系统总结， 从而拓宽学生思维。（二）与专业应用紧密结合及适应创客教育的教学内容设计。依据专业 和就业方向，选取了现实工作中常用的仪器，以分析领域为界限，同时紧扣创新 实验，将课程教学内容分成五个任务模块（见表 1），使学生在学习的过程中能 够感受到该课程同所学专业的紧密相关性，同时激发学生的创造能力。（三）开发创客教育环境下的创新

9、实验项目。学习的目的在于应用，创新创造来源于生活，我们从身边事做起，开发出一系列创新实验项目（见表 2）， 极大地提高了学生的学习热情，同时培养了学生分析问题、解决问题、团队协作 和创新能力，取得良好的教学效果。表2创客教育视野下创新实验项目序号项目名称所学检测设备1校园“足妙湖”湖水浊度和色度的测定UV-IJis2校园“飞梦湖”湖水中£ P含员的测定UV-Lis3校园"飞梦湖”湖水的酸度、繃度及总硬度的测宦电化学分析法4气胡“湖”湖水的门川蚣HHI),飼测丘电化学分析決5番石橢叶吸附水体小噴金屈的研究AAS. MS6宾训宰中汛“浓度测罡1 V-I；ih7汽车尾气屮的氮碱化

10、物的成分及浓庞测逻UV-Lis.IRS校园土壤中Hg. Pb和的测定Ag MS9校园土壤中村机物的测定GC. HPf r M<10校园芒果农药残阳含虽检测CC. HPtZ IR1学校食堂空心菜中阿维葡看前检测(X、HiK, (1：12学校食堂诸肉中瘦肉特的检测GC. HPH IK表1仪器分析课程内容设计ff务模块分析方號涉及的理论知识点i环境污染 物分离分析 技术1气相色谱&(GC) 2髙效液檢色谱注 (HPED知识点1；色港分析的原理知识点2心 和HPLC的結构及维护知识点3：色谱检测器.色谱拄及扛二 考时选型知识点4：分析技术知识点矢应用技术2环境污染 物结构鉴 崔技术1紫外

11、可见吸收光谱 ifc(rv-Vh)2,红外吸收光谱法 (IK)3 质谱法(MS)知识点1： I V和用帕哦理知识点2： MS的原珅及其连用技术血识点头仪器结构及其分析领域知识点4：谱图分析知识点P样品制备及制处理技术3环境帝染 物元索分析 技术原子吸收比谱法(AAS)知识点】：；LIS的原理及结构知识点宀原子化器的类型知识点3：样品的前处理、分析条件的 送择及参数的调试；知识点4分祈技术4坏境污染物 电化学分析技术1. 电位分折法2. 库伦分析旅知识点1：啞理及电扱的选型知识点2：仪器结构及其分析领域知识点3：仙技术5坏境污染 物热分析 技术热旅分析技术(TG-DTG)却识戌1：原理及仪器结检

12、：知识点2：图谱认识及具:分讦淬一知识点工分析技术四、结论与展望第一，在创客教育视野下设计与专业应用相结合的课程内容，使学生系统地认识到所学课程与本专业及以后就业岗位的紧密关系，明确了以后工作中要用到什么，消除了学习迷惘，激发了他们的学习兴趣。第二，在创客教育视野下设计的创新实验项目，对于培养学生的创新能力、团队协作能力和自我学习能力均有重要意义。例如，经过创新项目的训练， 对部分学生后续参加全国职业院校技能大赛“茶叶中重金属含量检测”、“茶叶中农药残留检测”等项目效果明显。第三，目前，国务院将加快构建众创空间作为推进大众创新创业工作的首要重点任务，教育部对深化高校创新创业教育改革、努力造就大

13、众创业、万众 创新生力军提出了具体要求，给创客教育带来了新的发展机遇。全面探索创客教 育教学内容和方法体系使之高效地应用于各级各类教育中，将是下一步研究的重 点。参考文献1 百度百科仓U客 EB/OL .http : ntent2今日头条.创客时代，教育，该如何正确把握EB/OL .http :3 赵广元，王文庆，蔡秀梅创客教育视野下“计算机网络”课程实 验设计J 现代教育技术，2015 (9)4 万俊杰，何锦强，吴艳教、学、研结合在环境仪器分析课程 改革的探索J广东化工，2013 (4)5袁霖，李尊华，袁先友等生物工程专业%仪器分析实验(课程教 学改革探索J广东化工，2013 (19 )6 钟金锋，覃小丽，张甫生，等食品仪器分析课程“应用型