1 化学实验课程教学现状
1)缺乏教学手段。 实验前,班主任通过灌输式教学方式向中学生介绍实验内容。 中学生只需做笔记,写下操作步骤和预期结果,就算完成了教学任务。 实验中,导师通常会提前布置好实验设备,中学生只需按照书中介绍的方法和步骤进行操作即可。 只要结果与书上描述一致,实验就完成了,不需要完全理解实验过程和实验现象。 。 长此以往,中学生只会被动接受班主任的指令,不利于中学生素养和能力的培养。
2)对实验持悲观态度。 由于高校化学实验教学缺乏新理念,中学生片面地认为做不做实验并不重要,只要知道结果就可以了。 这些学习态度造成了中学生实验教学逃课、迟到的现象。 对实验的悲观态度也造成中学生不认真观察实验现象,不认真思考实验中的问题,不积极创新和改进实验方法。
3)客观条件的限制影响实验教学效果的客观条件包括两个方面:一是实验仪器遭到破坏,实验场所短缺,实验经费短缺,导致许多实验被取消;二是实验教学经费不足。 二是课堂时间有限。 因此,中学生需要熟悉各种实验仪器并进行实验操作。 很难有时间去分析和思考实验现象,这也影响了实验课程的教学效果。
随着图形学、网络通信、面向对象建模等相关技术的发展,计算机辅助教学(CAI)越来越受到人们的重视。 为了提高学院化学实验教学质量,调动中学生做实验的积极性,我们在学院化学实验教学中引入计算机仿真技术,并借助计算机模拟实验平台设计了仿真实验平台。相关软件。 利用这个平台,中学生可以真实地完成学院化学实验课上的各种实验。 仿真实验平台的引入是对传统实验教学的有效补充。 该平台有以下两个优点:1)班主任可以提前将实验要求、目的、步骤的相关知识放在模拟实验平台上,提前告知中学生实验设备、注意事项、预期实验结果等。让中学生对整个实验过程有一个直观的了解。 通过模拟实验平台,中学生可以重复进行一定的虚拟化学实验,大大提高了实验教学的效率。 2)中学生可以方便地查阅学院化学实验的相关内容,并能长期理解相关实验项目。 虚拟仿真技术的引入克服了传统实验教学的弊端。 中学生在模拟实验平台上的错误操作不会导致虚拟实验设备的破坏,也不会造成中学生的人身伤害。 这样不仅杜绝了真实实验中的安全隐患,而且实现了实验设备的零消耗,节省了实验设备。 成本。 目前,国外很多高校都在研发模拟实验平台,因为各个院校的实际情况和学生结构不同,模拟实验平台也不会完全相同。 根据我校的实际教学情况大学物理仿真实验实验报告,我们有必要开发适合我校的模拟实验平台,以进一步提高学院化学实验的教学质量。
3 基于B/S结构的仿真实验平台设计
3.1 总体结构
根据班主任和中学生提出的教学建议,设计了适合我校的大学化学模拟实验平台,并在模拟实验平台上设置了中学生、教师和管理人员三种角色。 中学生可以通过用户名和密码进入本系统的中学生模块。 中学生模块包括实验前、实验和实验后三部分。 预实验部分,中学生通过预习掌握实验仪器的使用,进一步了解虚拟实验,并为下一步虚拟实验制定计划; 实验部分,班主任组织中学生在规定时间内完成虚拟实验; 实验后部分,中学生分析实验结果和现象,并填写实验报告。 班主任可以通过工号和密码进入本系统的班主任模块。 班主任模块包括教学信息子模块、实验数据子模块、实验结果管理子模块和虚拟实验管理子模块。 教学信息子模块主要用于教学信息,其作用是提醒中学生学习相关教学内容; 实验教材壳模块主要用于发布学院化学实验的教学大纲、相关讲义和注意事项,中学生只能查阅班主任的实验数据; 实验结果管理子模块主要用于教师对中学生的实验结果、实验经验和实验结果进行评价; 虚拟实验管理子模块是该平台的重要组成部分,也是我们设计仿真实验平台的重要组成部分。 内容上,通过虚拟实验管理子模块,班主任可以设置并制作虚拟实验项目。 管理员可以设置实验人员的权限、限制实验人员的数量、管理新闻公告模块和互动交流模块,更好地服务中学师生。
3.2 模拟实验平台中实验项目的准备
为了保证中学生做好模拟实验,班主任需要制作模拟实验项目,所需的实验材料主要从以下三个方面获取。
1)模拟实验平台中的“实验仪器”应与实际实验仪器一致。 通过摄像头获取这个“实验仪器”的图像,然后通过计算机软件进行处理,就可以成为模拟实验平台中的“实验仪器”。 例如,通过软件对仿真实验平台中的滑动变阻器进行处理大学物理仿真实验实验报告,得到动态滑动板和静态背景。
2)为了实现仿真实验学生与平台的交互,我们降低了动态装置的响应。 例如,在FLASH环境下,我们减少了滑动变阻器滑块的左右连接操作,在连接过程中设置不同位置对应的电阻值。
3)通过3DMax软件可以获得实验设备的三维图像,这些图像可以显示设备的内部结构,更好地满足化学实验教学的需要。 目前,还有很多制作模拟实验项目的软件。 除了上述软件之外,我们还利用各种技术手段建立了模拟实验项目的场景,保证了实验项目可以在平时的网页中正常运行,满足中学生的课外学习需求。
3.3 仿真实验平台特点
在实际教学过程中,我们将模拟实验平台安装在网络服务器上。 由于该平台采用B/S结构,对客户端软硬件要求较低。 中学生和班主任可以通过网络浏览器访问模拟实验平台。 事实上,在大学化学实验教学中引入模拟实验平台有很多优点,但它只是对化学实验教学的有效补充。 众所周知,化学中的很多规律和推论都来自于实验,而实验结果会因为环境等因素的影响而不会完全相同,这在模拟实验平台上是很难实现的。 在真实的实验环境中,中学生可以操作实验仪器,观察实验现象,这与在模拟实验平台上连接键盘、观看图片有很大不同。 因此,模拟实验平台可以帮助中学生课后准备实验、备考,甚至完成虚拟实验,但不能取代真实实验。
4。结论
在分析学院化学实验教学现状的基础上,设计了模拟实验平台,不仅增加了设备的购置成本,而且提高了学院化学实验的教学质量。 仿真实验平台为中学生提供虚拟的实验环境,不受时间、地点的阻碍。 中学生只要能上网,就可以通过人机交互界面学习化学实验的相关内容,完成模拟实验。 这对于提高中学生的学习兴趣、培养中学生的创新精神和实践能力大有裨益。