虚拟仿真在无机元素化学教学中的应用

来源:用户上传      作者:张琳 李朝辉

　　【摘要】虚拟仿真教学是一种新型的教学模式，它通过虚拟仿真技术将教学内容以动画视频的形式呈现，显著提高了教学效率与质量。针对目前我国高等院校“无机元素化学”课程教学现状，总结了传统教学过程中的制约因素，并分析了虚拟仿真的教学优势，探讨其在“无机元素化学”理论与实践教学中的应用模式。
　　【关键词】无机元素化学  虚拟仿真
　　【中图分类号】G648.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）08-0164-02
　　随着“互联网+教育”时代的到来，虚拟仿真教学应运而生。虚拟仿真主要以虚拟现实技术、多媒体技术等为基础，结合专业理论知识，构建高度模拟的虚拟环境和实验系统，并以视频、游戏等形式呈现在计算机软件中。虚拟仿真作为辅助教学的新手段，能够极大地提高学生的主动性，使教学质量和效率得到显著提高。
　　一、“无机元素化学”理论与实践教学现状及存在的问题
　　“无机元素化学”这门课程的内容涉及大量元素单质及其化合物的物理、化学性质及各种反应，具有知识体系庞杂，理论知识点繁多的特点。多数教师普遍反映，元素化学要比化学原理更难教，因为这部分涉及到各种化学反应，学生难以从简单的化学方程式深入理解其中反应。再加上传统的课堂教学方式形式单一， 填鸭式的说教更加使学生觉得这门课程索然无味。目前， 国内高校在“无机元素化学”教学中仍普遍采用先理论教学、后少量实验的教学模式，这严重导致了理论和实践教学脱节。此外，近年来本科院校里的课程改革也使得元素化学的课时大幅减少。在这种情况下，就更加有必要发展新的教学方式应用于“无机元素化学”课堂，提高教学质量，培养出更多综合创新型人才。
　　二、虚拟仿真在“无机元素化学”理论与实践教学中的优势
　　虚拟仿真教学将现代化网络信息技术与高等教学高度融合， 采用动画代替实验， 不仅具有良好的重现性，而且还克服了传统实践教学的局限性。鉴于此特点，虚拟仿真能够在有限的时间内， 采用动态模拟的方式展示各种理论知识，使学生理解并掌握更多的教学内容。同时，化学是一门实践性学科，实验必不可少并且深受学生的喜爱。而化学虚拟仿真实验可以弥补传统化学实验教学上的缺陷，在实践中起到强大的作用。在化学虚拟仿真实验系统中，包含丰富的化学实验资源，比如：仪器库、药品库、原理库等。教师可以选择虚拟实验系统中的资源，辅助课堂教学;学生也可以在此系统中进行探究性实验和重复性实验。化学虚拟仿真实验引进课堂，不仅能够丰富教学内容和形式，而且可以激发学生的学习兴趣，培养创新能力。
　　三、化学虚拟仿真实验资源的应用模式
　　虚拟仿真实验资源在无机元素化学教学中的应用。首先，将无机元素化学实验资源制作成虚拟资源。然后，将其进行分类并汇编，构建化学虚拟仿真实验资源库。教师在制作课件时，可以自行选择需要的虚拟实验教学资源。授课时，运用虚拟仿真实验课件，达到提高教学效果的目标。同时，学生也可以利用虚拟资源库进行预习、复习，提高学习兴趣和效率。最后，根据反馈结果，进一步完善虚拟实验资源库。对于化学实验，特别是一些有毒、危险、或者需要大型设备的实验，首选虚拟实验教学资源。郑州大学国家级化学虚拟仿真实验教学中心已建设了包含实习实训、计算化学、高危高害实验、科研成果转化等在内的系列特色虚拟仿真实验项目和基础化学实验、仪器分析实验、综合化学实验等在内的虚拟仿真实验教学体系，实现了虚拟实验对实做实验的“全覆盖、超覆盖”。这也为今后利用虚拟仿真平台开展“无机元素化学”课程奠定了基础。
　　结语
　　无机元素化学知识点繁杂，这就要求教师对课堂进行合理设计，使课堂教学既具有理论深度，又具有趣味性。虚拟仿真教学模式的引入不仅能够显著提高教师教学的效率和学生学习的动力，而且为理论教学提供了强有力的支持。目前，很多高校都已成立了虚拟仿真实验教学中心，但并未完全发挥出其作用。隨着虚拟仿真教学的进一步推广和普及，虚拟与现实相结合的新型教学体系，今后一定能更好地为培养素质型和创造型人才做出贡献。
　　参考文献：
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　　[2]朱国兴.无机化学中元素化学部分的教学[J].课程教育研究，2017（47）：169
　　[3]晁政，刘鸿宇，黄武，等.虚拟仿真教学的发展现状[J].教学园地，2014（19）：168
　　作者简介：
　　张琳 （1978-），女，河南郑州人，博士，讲师，研究方向：无机化学。
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