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摘要:由于受到实验场所和实验设施的限制,很多学校的实验开设率和实验教学效果很不理想。本文利用网上虚拟实验室进行化学实验,再结合传统实验教学,既能提高高等职业院校学生的设计能力和创新意识、以及独立解决题的能力,又能完善化学整体教学方案,提高了教学效果。
关键词:模拟教学;化学教学;教学改革
中图分类号:O6 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2015)02-0062-01
近几年来,扩招给高校实验教学带来了巨大的压力,尤其是以培养高素质技能型人才的各级高职院校,专业技能培养的过程有大量的实践教学环节,需要大量的教学设备及教学指导人员。其中许多化学实验由于装置复杂、药品稀贵、操作技术要求高、危险性大、反应速率过慢等原因而无法进行,在一定程度上影响了实习教学过程的完整性。模拟化学化工实验室将为开发此类实习教学提供了一个有效途径。此外,建立计算机模拟化学实验室,有利于化学化工实验的绿色化改革;有利于培养学生综合实验能力;有利于提高化学化工实验室建设的投资效益。
一、传统实验教学存在的问题
(一)实验室建设节奏难以适应教学要求
传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备,存在前期投入大、后期维护费用高,开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题,致使实验教学无法有效开展。加上近几年高校扩招,学生数量急剧增加,而各类教学和实验场所、设施建设步伐无法跟上,这就造成实验开设率低,效果差,严重影响整体教学质量。
(二)教师指导难以到位
有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生,传统的实验指导方法是教师在实验过程中巡查并对发现的操作问题予以个别纠正和指导,无法把握学生的实验整体情况。设计性和探究性试验更是难以开展,创新能力的培养更是无从谈起。
(三)教学目标难以落实
培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验,有些实验教学方法单一、操作训练不足,知识学习和实验动手操作相互分离,学生缺乏学习主动性和创造性等问题,创新能力难以提升。
二、模拟教学系统在化学实验教学中的应用
针对传统实验教学中存在的问题,在教育部的支持下,一些教学和科研单位研究出了开放式网上虚拟实验室的解决方案。经过在一些本专科学校的实践推广,收到了很好的效果。
开放式网上虚拟实验室采用多媒体技术在计算机上建立虚拟实验室环境,提供可操作的虚拟实验仪器,试管、烧杯、酒精灯、铁架台、烧瓶、锥形瓶、集气瓶、漏斗、导管等这些真实实验室中的器具,在仿真实验室中也有尽有。我们可以自由的搭建实验仪器、添加药品,并让它们进行反应。用户可以完全自由的搭建各种实验设施。
开放式网上虚拟实验室使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验,同时提供网络实验教学的一体化管理功能。开放式网上虚拟实验室又分为课程实验仿真系统和虚拟实验教学管理系统两个部分,在此基础上可建立虚拟实验室。
(一)课程实验仿真系统
课程实验仿真系统与真实实验台类似。用来供学生自己动手配置、连接、调节.和使用实验仪器没备进行实验。实验仿真平台允许根据平台上提供的器材自由搭建任意合理的典型实验,或实验系统案例,这一点是实验仿真平台有别于一般实验教学课件的重要特征。典型实验通常是由精通相关课程的教师设计的。要求学生在此基础上进行实验.可满足教师对各层次实验教学的需求。实验仿真平台也为学生自由搭建实验模犁提供了可能。学生既可通过实验仿真平台动手操作。又可自主设计实验,有利于培养设计能力和创新意识。与器材库(或仪器、设备、材料库)类似,虚拟实验平台通常拥有一个器材栏。用于各类虚拟实验器材的管理。学生可以把器材从器材栏中移到实验台上.或者从实验台上把器材收回到器材栏。
(二)虚拟实验教学管理系统
要开展虚拟实验教学,就需要通过虚拟实验教学管理系统向学生、教师、教务管理员和系统管理员提供实验教学管理功能。实验答疑与交流教师和学生通过教学论坛进行互动交流,学生可将实验中的经验、教训、收获和问题在论坛上发布,教师可将实验中的不足提出来,师生共同探讨。教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息,以便调整实验教学的进度和深度。学生也可从中吸收别人的经验,快速提高自己的能力。
通过虚拟实验教学管理系统,教师既可搭建典型实验或调取实验案例,方便地向学生布置实验任务,还可在实验结束后查看学生的实验结果,给出实验成绩和评价。虚拟实验管理是虚拟实验教学系统的重要特征,是虚拟实验教学系统与一般仿真系统的主要区别。采用网络化的虚拟实验管理可以有效地提高虚拟实验技术在教学上的应用效果。
三、模拟教学系统的效果
(一)有利于完善完整的教学体系
实验仿真系统模拟真实实验中所使用的实验器材和设备,提供与真实实验相似的实验环境并实现了网上开放式实验管理功能。用仿真软件组建的虚拟实验室,在实践教学中有益于拓宽实验渠道,有助于增加学生动手实践机会,是现有实验教学的有益补充。
开放式网上虚拟实验室可以促进学生学用结合,实验的安排更加灵活方便且不受时间空间限制,实现真正意义上的开放实验室。虚拟实验可减少实验设备的维护强度和费用,缓解当前实验设备不足,实现理论教学和实践教学的有机融合。通过建立虚拟实验室,可以解决各专业的实验教学问题,完善现有实验教学体系。
(二)有利于提高学生的学习兴趣
现在职业院校普遍存在学习动力不足、学习目标不明确、学习主动性差等问题,开展虚拟实验教学,在教给学生基本的操作方法后,学生通过在一个模拟的实验环境中完整地把一个布置的实验任务完成,就像攻克一个游戏难关一样,获得很大的成就感和荣誉感,从而激发出强烈的学习热情和兴趣。
(三)有利于提高学生分析问题和解决问题的能力
在虚拟实验室,学生接受实验任务后,从制定计划、步骤、选取仪器和药品、实验实施、记录都独立完成,再通过实验答疑与交流、总结,学生分析问题和解决问题的能力会得到很大地提高。
参考文献:
[1]李政 仿真实验室在化学检验工培养中的建设及应用 《新一代·上半月》,2010年08期
[2]张琳 仿真教学法在旅游管理专业教学中的应用 《科技信息》,2011年11期
关键词:模拟教学;化学教学;教学改革
中图分类号:O6 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2015)02-0062-01
近几年来,扩招给高校实验教学带来了巨大的压力,尤其是以培养高素质技能型人才的各级高职院校,专业技能培养的过程有大量的实践教学环节,需要大量的教学设备及教学指导人员。其中许多化学实验由于装置复杂、药品稀贵、操作技术要求高、危险性大、反应速率过慢等原因而无法进行,在一定程度上影响了实习教学过程的完整性。模拟化学化工实验室将为开发此类实习教学提供了一个有效途径。此外,建立计算机模拟化学实验室,有利于化学化工实验的绿色化改革;有利于培养学生综合实验能力;有利于提高化学化工实验室建设的投资效益。
一、传统实验教学存在的问题
(一)实验室建设节奏难以适应教学要求
传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备,存在前期投入大、后期维护费用高,开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题,致使实验教学无法有效开展。加上近几年高校扩招,学生数量急剧增加,而各类教学和实验场所、设施建设步伐无法跟上,这就造成实验开设率低,效果差,严重影响整体教学质量。
(二)教师指导难以到位
有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生,传统的实验指导方法是教师在实验过程中巡查并对发现的操作问题予以个别纠正和指导,无法把握学生的实验整体情况。设计性和探究性试验更是难以开展,创新能力的培养更是无从谈起。
(三)教学目标难以落实
培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验,有些实验教学方法单一、操作训练不足,知识学习和实验动手操作相互分离,学生缺乏学习主动性和创造性等问题,创新能力难以提升。
二、模拟教学系统在化学实验教学中的应用
针对传统实验教学中存在的问题,在教育部的支持下,一些教学和科研单位研究出了开放式网上虚拟实验室的解决方案。经过在一些本专科学校的实践推广,收到了很好的效果。
开放式网上虚拟实验室采用多媒体技术在计算机上建立虚拟实验室环境,提供可操作的虚拟实验仪器,试管、烧杯、酒精灯、铁架台、烧瓶、锥形瓶、集气瓶、漏斗、导管等这些真实实验室中的器具,在仿真实验室中也有尽有。我们可以自由的搭建实验仪器、添加药品,并让它们进行反应。用户可以完全自由的搭建各种实验设施。
开放式网上虚拟实验室使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验,同时提供网络实验教学的一体化管理功能。开放式网上虚拟实验室又分为课程实验仿真系统和虚拟实验教学管理系统两个部分,在此基础上可建立虚拟实验室。
(一)课程实验仿真系统
课程实验仿真系统与真实实验台类似。用来供学生自己动手配置、连接、调节.和使用实验仪器没备进行实验。实验仿真平台允许根据平台上提供的器材自由搭建任意合理的典型实验,或实验系统案例,这一点是实验仿真平台有别于一般实验教学课件的重要特征。典型实验通常是由精通相关课程的教师设计的。要求学生在此基础上进行实验.可满足教师对各层次实验教学的需求。实验仿真平台也为学生自由搭建实验模犁提供了可能。学生既可通过实验仿真平台动手操作。又可自主设计实验,有利于培养设计能力和创新意识。与器材库(或仪器、设备、材料库)类似,虚拟实验平台通常拥有一个器材栏。用于各类虚拟实验器材的管理。学生可以把器材从器材栏中移到实验台上.或者从实验台上把器材收回到器材栏。
(二)虚拟实验教学管理系统
要开展虚拟实验教学,就需要通过虚拟实验教学管理系统向学生、教师、教务管理员和系统管理员提供实验教学管理功能。实验答疑与交流教师和学生通过教学论坛进行互动交流,学生可将实验中的经验、教训、收获和问题在论坛上发布,教师可将实验中的不足提出来,师生共同探讨。教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息,以便调整实验教学的进度和深度。学生也可从中吸收别人的经验,快速提高自己的能力。
通过虚拟实验教学管理系统,教师既可搭建典型实验或调取实验案例,方便地向学生布置实验任务,还可在实验结束后查看学生的实验结果,给出实验成绩和评价。虚拟实验管理是虚拟实验教学系统的重要特征,是虚拟实验教学系统与一般仿真系统的主要区别。采用网络化的虚拟实验管理可以有效地提高虚拟实验技术在教学上的应用效果。
三、模拟教学系统的效果
(一)有利于完善完整的教学体系
实验仿真系统模拟真实实验中所使用的实验器材和设备,提供与真实实验相似的实验环境并实现了网上开放式实验管理功能。用仿真软件组建的虚拟实验室,在实践教学中有益于拓宽实验渠道,有助于增加学生动手实践机会,是现有实验教学的有益补充。
开放式网上虚拟实验室可以促进学生学用结合,实验的安排更加灵活方便且不受时间空间限制,实现真正意义上的开放实验室。虚拟实验可减少实验设备的维护强度和费用,缓解当前实验设备不足,实现理论教学和实践教学的有机融合。通过建立虚拟实验室,可以解决各专业的实验教学问题,完善现有实验教学体系。
(二)有利于提高学生的学习兴趣
现在职业院校普遍存在学习动力不足、学习目标不明确、学习主动性差等问题,开展虚拟实验教学,在教给学生基本的操作方法后,学生通过在一个模拟的实验环境中完整地把一个布置的实验任务完成,就像攻克一个游戏难关一样,获得很大的成就感和荣誉感,从而激发出强烈的学习热情和兴趣。
(三)有利于提高学生分析问题和解决问题的能力
在虚拟实验室,学生接受实验任务后,从制定计划、步骤、选取仪器和药品、实验实施、记录都独立完成,再通过实验答疑与交流、总结,学生分析问题和解决问题的能力会得到很大地提高。
参考文献:
[1]李政 仿真实验室在化学检验工培养中的建设及应用 《新一代·上半月》,2010年08期
[2]张琳 仿真教学法在旅游管理专业教学中的应用 《科技信息》,2011年11期