摘要：由于受到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和實(shí)驗(yàn)設(shè)施的限制，很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)開設(shè)率和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果很不理想。本文利用網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，再結(jié)合傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既能提高高等職業(yè)院校學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)、以及獨(dú)立解決題的能力，又能完善化學(xué)整體教學(xué)方案，提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：模擬教學(xué);化學(xué)教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：O6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2015）02-0062-01

近幾年來，擴(kuò)招給高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了巨大的壓力，尤其是以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的各級(jí)高職院校，專業(yè)技能培養(yǎng)的過程有大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，需要大量的教學(xué)設(shè)備及教學(xué)指導(dǎo)人員。其中許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)由于裝置復(fù)雜、藥品稀貴、操作技術(shù)要求高、危險(xiǎn)性大、反應(yīng)速率過慢等原因而無法進(jìn)行，在一定程度上影響了實(shí)習(xí)教學(xué)過程的完整性。模擬化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室將為開發(fā)此類實(shí)習(xí)教學(xué)提供了一個(gè)有效途徑。此外，建立計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，有利于化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)的綠色化改革;有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?有利于提高化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投資效益。

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（一）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)節(jié)奏難以適應(yīng)教學(xué)要求

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依賴費(fèi)用高昂的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，存在前期投入大、后期維護(hù)費(fèi)用高，開展過程受時(shí)間、地點(diǎn)、人力、物力、財(cái)力等限制問題，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法有效開展。加上近幾年高校擴(kuò)招，學(xué)生數(shù)量急劇增加，而各類教學(xué)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、設(shè)施建設(shè)步伐無法跟上，這就造成實(shí)驗(yàn)開設(shè)率低，效果差，嚴(yán)重影響整體教學(xué)質(zhì)量。

（二）教師指導(dǎo)難以到位

有限的教師很難在有限的時(shí)間內(nèi)細(xì)致地指導(dǎo)大批的學(xué)生，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法是教師在實(shí)驗(yàn)過程中巡查并對(duì)發(fā)現(xiàn)的操作問題予以個(gè)別糾正和指導(dǎo)，無法把握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)整體情況。設(shè)計(jì)性和探究性試驗(yàn)更是難以開展，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是無從談起。

（三）教學(xué)目標(biāo)難以落實(shí)

培養(yǎng)動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)。但是目前學(xué)生主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一、操作訓(xùn)練不足，知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作相互分離，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性等問題，創(chuàng)新能力難以提升。

二、模擬教學(xué)系統(tǒng)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，在教育部的支持下，一些教學(xué)和科研單位研究出了開放式網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室的解決方案。經(jīng)過在一些本?？茖W(xué)校的實(shí)踐推廣，收到了很好的效果。

開放式網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室采用多媒體技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，提供可操作的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器，試管、燒杯、酒精燈、鐵架臺(tái)、燒瓶、錐形瓶、集氣瓶、漏斗、導(dǎo)管等這些真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中的器具，在仿真實(shí)驗(yàn)室中也有盡有。我們可以自由的搭建實(shí)驗(yàn)儀器、添加藥品，并讓它們進(jìn)行反應(yīng)。用戶可以完全自由的搭建各種實(shí)驗(yàn)設(shè)施。

開放式網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一體化管理功能。開放式網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室又分為課程實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)和虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)兩個(gè)部分，在此基礎(chǔ)上可建立虛擬實(shí)驗(yàn)室。

（一）課程實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)

課程實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)類似。用來供學(xué)生自己動(dòng)手配置、連接、調(diào)節(jié).和使用實(shí)驗(yàn)儀器沒備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)允許根據(jù)平臺(tái)上提供的器材自由搭建任意合理的典型實(shí)驗(yàn)，或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)案例，這一點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)有別于一般實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件的重要特征。典型實(shí)驗(yàn)通常是由精通相關(guān)課程的教師設(shè)計(jì)的。要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn).可滿足教師對(duì)各層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)也為學(xué)生自由搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)＠缣峁┝丝赡?。學(xué)生既可通過實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)動(dòng)手操作。又可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。與器材庫（或儀器、設(shè)備、材料庫）類似，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通常擁有一個(gè)器材欄。用于各類虛擬實(shí)驗(yàn)器材的管理。學(xué)生可以把器材從器材欄中移到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上.或者從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上把器材收回到器材欄。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)

要開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就需要通過虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)向?qū)W生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理功能。實(shí)驗(yàn)答疑與交流教師和學(xué)生通過教學(xué)論壇進(jìn)行互動(dòng)交流，學(xué)生可將實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、收獲和問題在論壇上發(fā)布，教師可將實(shí)驗(yàn)中的不足提出來，師生共同探討。教師從中可以得到及時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋信息，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度和深度。學(xué)生也可從中吸收別人的經(jīng)驗(yàn)，快速提高自己的能力。

通過虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，教師既可搭建典型實(shí)驗(yàn)或調(diào)取實(shí)驗(yàn)案例，方便地向?qū)W生布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，還可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)和評(píng)價(jià)。虛擬實(shí)驗(yàn)管理是虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的重要特征，是虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與一般仿真系統(tǒng)的主要區(qū)別。采用網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)管理可以有效地提高虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用效果。

三、模擬教學(xué)系統(tǒng)的效果

（一）有利于完善完整的教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)中所使用的實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上開放式實(shí)驗(yàn)管理功能。用仿真軟件組建的虛擬實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)踐教學(xué)中有益于拓寬實(shí)驗(yàn)渠道，有助于增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，是現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充。

開放式網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)用結(jié)合，實(shí)驗(yàn)的安排更加靈活方便且不受時(shí)間空間限制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的開放實(shí)驗(yàn)室。虛擬實(shí)驗(yàn)可減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)強(qiáng)度和費(fèi)用，緩解當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合。通過建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以解決各專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題，完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

（二）有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

現(xiàn)在職業(yè)院校普遍存在學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)主動(dòng)性差等問題，開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在教給學(xué)生基本的操作方法后，學(xué)生通過在一個(gè)模擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中完整地把一個(gè)布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成，就像攻克一個(gè)游戲難關(guān)一樣，獲得很大的成就感和榮譽(yù)感，從而激發(fā)出強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

（三）有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力

在虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生接受實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，從制定計(jì)劃、步驟、選取儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、記錄都獨(dú)立完成，再通過實(shí)驗(yàn)答疑與交流、總結(jié)，學(xué)生分析問題和解決問題的能力會(huì)得到很大地提高。

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