(作者是上海大学化学实验国家教学示范中心)主任教师。
开放式实验教学模式仍然是高校实验教学改革的重要方向。 目的是鼓励中学生在培养实践能力的基础上自主学习、探索创新[1-3]。 这些教学模式向中学生开放了实验教学的平台、内容和资源，改变了班主任与中学生在教学活动中的角色关系。 班主任从主导的设计者和组织者变成了辅助指导者和助手。 [4,5]，中学生从“被动”的接受者转变为“主动”的探索者； 在学习过程中，充分发挥中学生的主体作用，不断挖掘中学生的潜力，培养中学生的综合素质。
1 核化学虚拟仿真实验教学平台开放式教学设计
核化学实验是数学专业人才培养过程中非常重要的实验教学内容，是化学专业实验教学中不可缺少的一部分。 然而，由于实验教学中需要使用放射源，人们在面对可能存在的辐射风险时总是“脸色苍白”，而这门课程在实验教学的进行中也变成了“动手”。 开放式的实验教学模式为核化学实验提供了很好的教学方法。 虚实结合的开放式教学有利于核化学专业实验教学的推进和提高。 上海大学化学实验国家教学示范中心通过虚拟仿真实验教学平台建设，开辟了开放、虚拟、真实的核化学与核应用实验教学新模式，发展了实验教学核化学专业，加强专科人才培养。
1.1 虚拟仿真实验开放教学的目的
传统的实验教学活动中，实验内容、方法、步骤、仪器都是固定的。 实验大多是对一些化学原理和现象的论证和验证，设计和探索很少。 课程大多由教师灌输和示范。 操作中，中学生重复实验操作过程[6,7]，中学生自始至终处于被动地位，因此，中学生对实验不感兴趣，更应付完成任务。
虚拟仿真实验的开放式教学模式则完全不同。 它颠覆了传统的实验教学和人才培养，为中学生提供了自由发挥、探索创新的环境和机会。 中学生自主选择实验项目、设计实验方案、构建实验条件。 ，充分发挥中学生的想象力和自主性，让中学生自己分析和解决实际问题大学物理虚拟仿真实验中心，培养他们的创新思维和科学素质[8-11]，使中学生毕业后能够满足社会发展需要，成为更具竞争力的人才。
1.2 开放式虚拟仿真实验教学平台特点
为了更好地服务实验教学，推进实验教学改革，上海大学化学实验中心建设了开放的实验教学网络管理系统。 借助该系统，核化学实验室被建成开放的虚拟仿真实验教学平台。 平台主要分为开放管理和可构建系统两个模块。 开放管理中：中学生可凭校园身份证一卡登录实验中心开放式实验教学网站，首先进行实验室安全须知和行为规范测试，测试合格后即可进入个人实验系统。 在个人实验系统中，您可以预约上课时间、选择实验项目、下载实验材料、上传实验报告等，并且可以查看当班实验指导老师，与老师在线交流； 实验预约成功后，可以获得实验室的门禁权限，进入实验室做实验，实验完成后点击“完成实验并关闭电源、门窗等”。 在个人实验系统中确认并离开实验室。 在可搭建的系统中：实验软件操作简便，实验平台可搭建实验条件的特点使得实验具有很强的可操作性； 中学生利用该平台设计自己的实验方案，进行个性化实验。 在解决问题的同时，可以构建实验条件，然后设计实验，整个过程充分发挥中学生的想象力，培养中学生的探索精神和解决问题的能力。 完成实验内容后，可以直接在笔记本上处理实验数据，完成实验。 报告，节省实验时间； 实验班老师可以远程指导中学生做实验并批改实验报告大学物理虚拟仿真实验中心，大大提高了教学效率。 搭建实验教学平台，充分利用实验中心开放的信息管理资源，提高实验教学质量，为中学生提供自由、个性化的实验环境。 平台结构如图1所示。
图1 开放式配光核化学虚拟仿真实验教学平台
2 实验教学内容设计
2.1 核化学实验教学内容
在核化学实验教学设计中，我们指出中学生是主体，教师充当引导者，引导中学生独立设计、独立思考、小组阐述、进行科学研究[12,13 ]。 教学内容分为“基础设计实验”和“探究创新实验”两部分。 基础设计实验内容主要针对化学专业中学生进行的专业实验。 根据教学计划和教学任务，指出中学生对核化学基本原理的理解和实验技能的掌握。 测试技术与核电子仪器有机结合，虽然测试内容主要包括：吸收硬度测试、电子能谱测试、寿命谱测试等。开展了“半导体α探测器实验”、“α粒子能量损失实验”、“ β射线吸收实验》、《用闪烁光谱仪进行γ射线能谱测量实验》、《γ射线吸收实验》、《X射线特征谱的测量和XA系列吸收实验等核化学与核技术教学实验》 -放射源寿命实验、GM计数管特性研究实验，中学生可以在平台上搭建，根据自己的需要独立设计实验。
探究性创新实验是基础设计实验的推进，对所有理工科学生开放。 对核化学、核技术感兴趣的师生，在了解射线与物质的相互作用规律、核辐射的统计规律、各种常用探测器的基本原理和技术性能后，掌握射线与物质的原理和使用方法后常用的核电子仪器，可以利用这个平台进行探索创新，在平台上进行研究实验，班主任组织教改、教研等活动，将研究转化为核电子学的教学。化学实验可以不断优化和发展。 中学生可以通过参加学科竞赛、SRTP项目、国家创新项目等提高科学兴趣、科学素质和创新能力。教学内容设计如图2所示。
图2 教学内容设计图
2.2可建设核化学实验装置
可构建的核化学实验仪器主要由虚拟放射源、多道分析仪、控制软件和计算机组成，如图3所示。虚拟核信号发生器用于替代物理放射源，其数学特性：能够给出指定放射源的化学信息，如能量分布信息、粒子信息、探测器的响应信息等； 它可以根据实验要求模拟实验过程，动态形成触发判断条件，形成满足输出的多粒子。 通过多通道分析仪采集信号，并由实验软件进行分析和测量实验。 利用计算机仿真技术在实验平台上的深入应用，采用虚实结合的模式，为中学生提供安全、便捷、优质的实验环境。
图3 可搭建核化学实验装置示意图
3 评价体系
在核化学虚拟模拟实验开放教学中，对中学生采取多种评价方式。 评价体系分为中学生互评和教师评价两个方面，尽可能全面、客观地评价中学生。
中学生互相评价是一种竞争性的防守模式。 中学生分组，正组和负组进行答辩，其他组担任评分评委。 每组依次轮流。 答辩时，从实验设计、实验结果、问题解决、研究成果（创新点、问题解决）4个方面，赞成和反对者会就自己的实验情况进行辩护，在答辩中会提出质疑和批评，赞成者会提出质疑和批评。反方给出答案，评委将对正方和反方的表现进行打分。
班主任的评价将从日常实验表现、论文写作、答辩过程综合表现三个方面进行评分。 实验表现评价包括中学生的实验设计、实验操作、实验报告。 论文写作主要考察中学生的思维、创新和研究成果。 答辩综合表现将个人表现和小组表现相结合进行评分，不仅评价个人的独立思考、解决问题、实验能力，还评价个人参与小组团队、协作能力、沟通能力； 它还评估团队的整体绩效。 问题的解决方案、解决问题的情况和研究结果。 最后结合中学生互评和班主任评价给出综合结果，优秀实验设计方案申报SRTP项目、国家创新项目等，优秀论文推荐在期刊发表，并对优秀中学生的研究成果进行表彰和奖励。 评价体系如图4所示。
图4 评估体系
4 尾声
核化学虚拟模拟实验开放式教学是实验教学改革的新尝试。 我们采用虚拟与现实相结合的方法，从硬件条件、实验教学内容、网络信息、实验室管理、教学评价等方面进行建设。在核化学实验教学中，将中学生综合素质培养与中学生综合素质培养相结合。社会人才的需求。
目前，开放式核化学虚拟模拟实验正处于实验教学阶段。 基于该平台，已成功申报2项教学改革项目和1项国家级大学生创新实验项目； ，课堂活跃，疗效明显； 中学生评价高：很喜欢这些开放、独立的实验方法和考核形式，认为公平、有发展空间（学生评价）。 在后续工作中，我们示范中心将继续坚持和推广这一教学模式，举办更多的科研项目和创新活动，促进创新人才的培养。
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引用格式：杨冬霞，刘安平，韩忠，等。 核化学虚拟仿真实验教学平台的构建——基于开放实验教学[J]. 化学与工程, 2018, 28(5): 106-109, 113.