張琳 李朝輝

【摘要】虛擬仿真教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，它通過虛擬仿真技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容以動畫視頻的形式呈現(xiàn)，顯著提高了教學(xué)效率與質(zhì)量。針對目前我國高等院?！盁o機元素化學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀，總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)過程中的制約因素，并分析了虛擬仿真的教學(xué)優(yōu)勢，探討其在“無機元素化學(xué)”理論與實踐教學(xué)中的應(yīng)用模式。

【關(guān)鍵詞】無機元素化學(xué) ?虛擬仿真

【中圖分類號】G648.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）08-0164-02

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代的到來，虛擬仿真教學(xué)應(yīng)運而生。虛擬仿真主要以虛擬現(xiàn)實技術(shù)、多媒體技術(shù)等為基礎(chǔ)，結(jié)合專業(yè)理論知識，構(gòu)建高度模擬的虛擬環(huán)境和實驗系統(tǒng)，并以視頻、游戲等形式呈現(xiàn)在計算機軟件中。虛擬仿真作為輔助教學(xué)的新手段，能夠極大地提高學(xué)生的主動性，使教學(xué)質(zhì)量和效率得到顯著提高。

一、“無機元素化學(xué)”理論與實踐教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

“無機元素化學(xué)”這門課程的內(nèi)容涉及大量元素單質(zhì)及其化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)及各種反應(yīng)，具有知識體系龐雜，理論知識點繁多的特點。多數(shù)教師普遍反映，元素化學(xué)要比化學(xué)原理更難教，因為這部分涉及到各種化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生難以從簡單的化學(xué)方程式深入理解其中反應(yīng)。再加上傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式形式單一， 填鴨式的說教更加使學(xué)生覺得這門課程索然無味。目前， 國內(nèi)高校在“無機元素化學(xué)”教學(xué)中仍普遍采用先理論教學(xué)、后少量實驗的教學(xué)模式，這嚴重導(dǎo)致了理論和實踐教學(xué)脫節(jié)。此外，近年來本科院校里的課程改革也使得元素化學(xué)的課時大幅減少。在這種情況下，就更加有必要發(fā)展新的教學(xué)方式應(yīng)用于“無機元素化學(xué)”課堂，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多綜合創(chuàng)新型人才。

二、虛擬仿真在“無機元素化學(xué)”理論與實踐教學(xué)中的優(yōu)勢

虛擬仿真教學(xué)將現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與高等教學(xué)高度融合， 采用動畫代替實驗， 不僅具有良好的重現(xiàn)性，而且還克服了傳統(tǒng)實踐教學(xué)的局限性。鑒于此特點，虛擬仿真能夠在有限的時間內(nèi)， 采用動態(tài)模擬的方式展示各種理論知識，使學(xué)生理解并掌握更多的教學(xué)內(nèi)容。同時，化學(xué)是一門實踐性學(xué)科，實驗必不可少并且深受學(xué)生的喜愛。而化學(xué)虛擬仿真實驗可以彌補傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)上的缺陷，在實踐中起到強大的作用。在化學(xué)虛擬仿真實驗系統(tǒng)中，包含豐富的化學(xué)實驗資源，比如：儀器庫、藥品庫、原理庫等。教師可以選擇虛擬實驗系統(tǒng)中的資源，輔助課堂教學(xué);學(xué)生也可以在此系統(tǒng)中進行探究性實驗和重復(fù)性實驗?；瘜W(xué)虛擬仿真實驗引進課堂，不僅能夠豐富教學(xué)內(nèi)容和形式，而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

三、化學(xué)虛擬仿真實驗資源的應(yīng)用模式

虛擬仿真實驗資源在無機元素化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。首先，將無機元素化學(xué)實驗資源制作成虛擬資源。然后，將其進行分類并匯編，構(gòu)建化學(xué)虛擬仿真實驗資源庫。教師在制作課件時，可以自行選擇需要的虛擬實驗教學(xué)資源。授課時，運用虛擬仿真實驗課件，達到提高教學(xué)效果的目標。同時，學(xué)生也可以利用虛擬資源庫進行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣和效率。最后，根據(jù)反饋結(jié)果，進一步完善虛擬實驗資源庫。對于化學(xué)實驗，特別是一些有毒、危險、或者需要大型設(shè)備的實驗，首選虛擬實驗教學(xué)資源。鄭州大學(xué)國家級化學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心已建設(shè)了包含實習(xí)實訓(xùn)、計算化學(xué)、高危高害實驗、科研成果轉(zhuǎn)化等在內(nèi)的系列特色虛擬仿真實驗項目和基礎(chǔ)化學(xué)實驗、儀器分析實驗、綜合化學(xué)實驗等在內(nèi)的虛擬仿真實驗教學(xué)體系，實現(xiàn)了虛擬實驗對實做實驗的“全覆蓋、超覆蓋”。這也為今后利用虛擬仿真平臺開展“無機元素化學(xué)”課程奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)語

無機元素化學(xué)知識點繁雜，這就要求教師對課堂進行合理設(shè)計，使課堂教學(xué)既具有理論深度，又具有趣味性。虛擬仿真教學(xué)模式的引入不僅能夠顯著提高教師教學(xué)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，而且為理論教學(xué)提供了強有力的支持。目前，很多高校都已成立了虛擬仿真實驗教學(xué)中心，但并未完全發(fā)揮出其作用。隨著虛擬仿真教學(xué)的進一步推廣和普及，虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的新型教學(xué)體系，今后一定能更好地為培養(yǎng)素質(zhì)型和創(chuàng)造型人才做出貢獻。

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作者簡介：

張琳 （1978-），女，河南鄭州人，博士，講師，研究方向：無機化學(xué)。