仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)在分析化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

　　摘　要：分析化學(xué)是中職院校一些相關(guān)專業(yè)主修的學(xué)科之一。其中所講授的知識是職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)所需要掌握的重要的職業(yè)技能，也是從事分析測定及相關(guān)崗位所必備的能力。但是，抽象的理論教學(xué)與有限的實驗教學(xué)及實驗條件的限制，使學(xué)生不能充分和熟練地掌握與應(yīng)用此學(xué)科。為此，分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，不僅提高了分析化學(xué)理論與實訓(xùn)教學(xué)效果，而且增強(qiáng)了學(xué)生的職業(yè)技能掌握和應(yīng)用的能力。
　　關(guān)鍵詞：分析化學(xué)；仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)；應(yīng)用
　　隨著醫(yī)藥、化學(xué)化工、食品行業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是隨著中國藥都的建設(shè)，對于以化學(xué)化工醫(yī)藥工業(yè)為主修特色專業(yè)的中職院校，應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)更多專業(yè)能力強(qiáng)、技術(shù)技能過硬的優(yōu)秀畢業(yè)生。而分析化學(xué)是從事醫(yī)藥、化學(xué)化工、食品等行業(yè)分析測定崗位的必備的專業(yè)知識與技能。對于分析化學(xué)專業(yè)課的教學(xué)，通常采用理論講授法和實驗實訓(xùn)教學(xué)法，在教學(xué)過程中只有把理論與實驗實訓(xùn)有效地結(jié)合，才能提高教學(xué)效果，真正理解和靈活運(yùn)用分析化學(xué)理論與操作技能，加強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)應(yīng)用能力。但由于一些客觀原因，如一些學(xué)校實習(xí)實驗條件較差、缺少實驗設(shè)備、實習(xí)實驗室有限、實習(xí)實驗課時少等原因，導(dǎo)致理論與實訓(xùn)實驗課程不能及時有效地結(jié)合起來，學(xué)生對教師所講授的知識沒有直觀的認(rèn)識，缺少創(chuàng)新和學(xué)以致用的能力，直接影響了教學(xué)效果。分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)而生，既緩解了實驗實訓(xùn)室與實驗實訓(xùn)設(shè)備缺少的問題，又增加了學(xué)生學(xué)習(xí)實訓(xùn)的課時，使理論與實踐有效地銜接，提高了學(xué)生的感官認(rèn)識，增強(qiáng)了職業(yè)技術(shù)能力，是安全有效的教學(xué)模式和教學(xué)途徑。
　　一、分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)介紹
　　分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)是通過多種計算機(jī)語言編程制作出的多媒體教學(xué)軟件，由動畫+視頻資源+音頻資源+文本課件構(gòu)建出虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在此技術(shù)基礎(chǔ)上組建出虛擬實驗室、虛擬實訓(xùn)動畫、虛擬仿真、虛擬實訓(xùn)等。
　　二、分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)在教學(xué)中的作用
　　1. 利用分析化學(xué)仿真實虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)加深學(xué)生對理論教學(xué)知識的理解力
　　對于分析化學(xué)這門學(xué)科，分析儀器及實驗知識占的比重較大，而理論教學(xué)通常采用講授法教學(xué)，在實驗課時不十分充足或一些學(xué)校實驗條件較差、缺少實驗設(shè)備、實習(xí)實驗室有限的情況下，學(xué)生只能夠硬性地掌握理論知識，對所學(xué)知識直觀性認(rèn)識較差，甚至還來不及實驗操作就開始學(xué)習(xí)新的知識，導(dǎo)致開始實驗實訓(xùn)時知識不能有效銜接起來，知識不能學(xué)以致用，降低了學(xué)生對職業(yè)技能的掌握及限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力，影響了教學(xué)效果。分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用，使理論課程中涉及實驗實訓(xùn)的大部分內(nèi)容可以在仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)中實現(xiàn)虛擬操作，教師可以通過先講授后仿真虛擬實訓(xùn)的方式或邊講授邊仿真虛擬實訓(xùn)的方式，有效地提高學(xué)生對知識的直觀性理解，提高知識的銜接性；且分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)具有動畫性、藝術(shù)性、情景性等，能為學(xué)生創(chuàng)造輕松、愉快的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率；由于分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)中包括很多儀器與實驗實訓(xùn)的內(nèi)容，故一些學(xué)校實驗條件較差、缺少實驗設(shè)備、實習(xí)實驗室有限的問題等可以得到一定的解決。
　　2. 實現(xiàn)不易完成的細(xì)節(jié)操作、特殊操作、小概率事件的再現(xiàn)操作、安全性高、便于學(xué)生學(xué)習(xí)
　　在中職院校中，由于設(shè)備、實驗條件的限制和出于對學(xué)生安全的保護(hù)與考慮，一般只讓學(xué)生在校內(nèi)實驗室做一些簡單的化學(xué)、分析化學(xué)及專業(yè)課實驗，如酸堿滴定實驗、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液配置等分析測定實驗，對于實驗條件不具備或?qū)嶒炄軇⑸晌锞哂幸欢ǘ拘曰蛭ｋU性的實驗通常情況下不會開設(shè)實驗項目；同時在組織學(xué)生到工廠企業(yè)實習(xí)期間，由于醫(yī)藥化工行業(yè)的特殊性，有不少的反應(yīng)工藝比較復(fù)雜，反應(yīng)條件比較苛刻，反應(yīng)伴有高溫、高壓、易燃易爆等不安全因素，分析檢測項目中溶液具有腐蝕性或一定毒性等，所以學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間很少有機(jī)會能親自動手操作，只能以觀摩為主，對所見所聞的知識只有一個感性的認(rèn)識，而專業(yè)操作技能掌握較少，給學(xué)生就業(yè)勝任崗位工作帶來很大的困難。而分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)不存在安全問題，學(xué)生可以通過虛擬實驗室做一些實驗條件不具備或有毒性、危險性的實驗，當(dāng)學(xué)生在對實驗操作不嫻熟的情況下，也不會因為學(xué)生的錯誤操作而損壞儀器，更不會對學(xué)生造成人身傷害。學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間不能親自動手操作的項目，可以通過分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行操作，學(xué)生可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)，當(dāng)操作有誤時，系統(tǒng)還會指出錯誤所在并演示出錯誤操作所出現(xiàn)的現(xiàn)象及后果，實現(xiàn)危險操作反復(fù)模擬訓(xùn)練，避免事故的發(fā)生。
　　3. 解決學(xué)校職業(yè)（崗位）能力培養(yǎng)與現(xiàn)場實訓(xùn)（工廠實習(xí)）脫節(jié)問題
　　由于學(xué)生到工廠實習(xí)的時間和次數(shù)有限，甚至沒有機(jī)會到現(xiàn)場實訓(xùn)，且工廠安全條件限制了學(xué)生的實習(xí)范圍，使得學(xué)生在實習(xí)工廠實訓(xùn)期間不能充分掌握甚至沒有機(jī)會掌握本專業(yè)所涉及到的相關(guān)崗位的操作技能，以至于學(xué)生對現(xiàn)場實訓(xùn)的專業(yè)操作技能掌握較少，技能的養(yǎng)成性較差，對就業(yè)崗位的認(rèn)識性和勝任能力較弱，導(dǎo)致職業(yè)能力培養(yǎng)與現(xiàn)場實訓(xùn)相脫節(jié)。分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建實時三維環(huán)境，在虛擬實驗中，操縱者置身于三維空間的虛擬實驗室中，逼真的環(huán)境、角色的扮演，使操縱者可以實時感受運(yùn)動帶來的場景變化、步移景異，有身臨其境于現(xiàn)場實訓(xùn)操作的感覺，增強(qiáng)了專業(yè)操作技能和對就業(yè)崗位的認(rèn)識及勝任能力，就業(yè)后能夠快速地適應(yīng)就業(yè)崗位，解決了能力培養(yǎng)與現(xiàn)場實訓(xùn)脫節(jié)的問題。
　　總之，在分析化學(xué)教學(xué)中，科學(xué)、合理、有效地利用分析化學(xué)仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)，并將仿真實訓(xùn)與實踐操作有機(jī)的結(jié)合起來，能提高教育教學(xué)質(zhì)量，將仿真教學(xué)的作用發(fā)揮到最佳效果。同時，隨著3D立體顯示技術(shù)在仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，構(gòu)建出全方位的虛擬實訓(xùn)室，會使仿真虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)在分析化學(xué)教學(xué)與實習(xí)實訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮出更大的作用。
　　參考文獻(xiàn)：
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