大洋水中痕量金屬潔淨分析虛擬仿真實驗是廈門大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：大洋水中痕量金屬潔淨分析虛擬仿真實驗
- 建設院校： 廈門大學
- 課程負責人： 蔡毅華
- 授課教師：劉春蘭、陳丁、方旅平、王瓊
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
痕量金屬是海洋生物生長所必需微量營養元素，其在海洋碳、氮循環以及食物網能流與物流中都起著重要的調控作用。通過對固碳作用的調節，其對大氣CO2儲 量有著明顯的影響，從而表現出顯著的氣候效應。人類在被海洋連結成為命運共同體的背景下，痕量金屬元素在遠海、大洋水體中的時空分布特徵及遷移等問題成為氣候變遷的核心科學問題之一。
新興的痕:量金屬潔淨分析技術的廣泛運用，要求我們在海洋科學專業本科教學中將水體中痕量金屬潔淨分析等內容引入教學體系，使教學區域從近岸延伸至遠海、深海，使學生掌握海洋科學前沿分析技術，引領學生強化環境保護和人類命運共同體意識，深入領會習總書記的全球治理觀。但在現實實驗室中開展該實驗面臨諸多難點:
(1)現實實驗難以開展。大洋水體潔淨,痕量金屬的濃度通常為皮摩爾至納摩爾級，遠低於近岸海域，甚至會低於近岸空氣中的含量，環境氣溶膠中的沾污對測定結果影響大，採樣、分析過程中的污染對其是極嚴峻的考驗，因此，難以利用.本科教學實驗條件開展該實驗。
(2)高成本、高風險。遠洋航次科考船空間有限，費用可觀，天氣影響大，人員和設備安全保障要求高，海上操作需較高的專業性、熟練度,難以滿足本科現場教學需要。
(3)空間、儀器台(套)數有限。痕量金屬潔淨分析使用的超淨室面積小，設備昂貴，維護難。大型儀器( ICP-MS )造價昂貴、操作複雜、運轉和維護成本較高，儀器台(套)數有限，本科生很難有機會動手操作。
(4)大型綜合。本實驗涵蓋痕量金屬潔淨採樣、檢測及特徵分析全過程，實驗周期長，全流程要求課時數多，實驗教學課堂時間有限，無法讓學生通過多次重複實驗來達到熟練操作的程度。
因此，海洋化學專業課程長期以來對於水體中痕量金屬的測定分析這個知識點僅停留在理論講授階段，缺乏必要的實驗實踐操作。.
隨著網際網路技術的引入及現代教育方式的改變，信息化教學手段為實驗課程的教學改革提供了全新的切入點，將最新科研成果引入教學，設計大洋水中痕量金屬潔淨分析虛擬仿真實驗課程，緊密結合《化學海洋學》國家精品線上課程、《海洋化學專門化實驗》省級一流課程開展線上線下混合式教學，形成虛擬與現實相結合、線上與線下相互補、講授與釋疑相交融的新型教學模式，可拓展海洋化學專業課程的廣度和深度、完善教學體系、激發課堂活力、切實提高教學效果，助力實現海洋學科卓越人才培養的目標。
教學目標
秉承廈門大學“自強不息、止於至善”的校訓，弘揚“愛國、革命、自強、科學”精神，緊密圍繞海洋學科培養目標，服務於“雙一流”學科建設，致力於培養具有國際視野及紮實實驗技能的海洋學科拔尖人才，本實驗的教學目標主要分為以下幾個層次:
知識目標:
1.全面了解大洋水體中痕量金屬的潔淨採樣及潔淨檢測的全過程;
2.熟練掌握潔淨採樣及檢測所需設備、器皿的防沾污處理方法;
3.掌握痕量超淨實驗室(千級)的使用方法及往意事項;
4.了解大型多通道葵花式潔淨采水器的使用方法;
5.掌握流動注射-固相萃取實驗原理並熟悉其操作要領。
能力提升:
1.互動性強的實驗操作，培養理論知識套用能力;
2.課前科研論文閱讀，強化對科學問題的提煉及獨立思考能力;
3.線上線下交流，培養團隊合作、語言表達能力;
4.自主實驗設計，培養科學探究及創新能力。
價值引領:
1.通過講述老-輩海洋科學家不忘初心使命、 克服艱難險阻、攀登科學高峰的事跡，引導學生們傳承發揚老一輩海洋人的科學精神; .
2.通過比較不同區域痕量金屬分布特徵，引領學生強化生態保護和人類命運共同體意識;
3.通過揭示海洋科學研究對制定和實施碳中和路徑以及發展關鍵科技的支撐作用，聯繫習近平總書記在聯合國大會上提到的碳中和目標，闡述中國對環境問題的自主貢獻力量，堅定文化自信，並引導學生為建設海洋強國做出積極的貢獻。
