虛擬仿真在無機元素化學教學中的應用

張琳 李朝輝

【摘要】虛擬仿真教學是一種新型的教學模式，它通過虛擬仿真技術將教學內容以動畫視頻的形式呈現，顯著提高了教學效率與質量。針對目前我國高等院校“無機元素化學”課程教學現狀，總結了傳統教學過程中的制約因素，并分析了虛擬仿真的教學優勢，探討其在“無機元素化學”理論與實踐教學中的應用模式。

【關鍵詞】無機元素化學 ?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“互聯網+教育”時代的到來，虛擬仿真教學應運而生。虛擬仿真主要以虛擬現實技術、多媒體技術等為基礎，結合專業理論知識，構建高度模擬的虛擬環境和實驗系統，并以視頻、游戲等形式呈現在計算機軟件中。虛擬仿真作為輔助教學的新手段，能夠極大地提高學生的主動性，使教學質量和效率得到顯著提高。

一、“無機元素化學”理論與實踐教學現狀及存在的問題

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

二、虛擬仿真在“無機元素化學”理論與實踐教學中的優勢

虛擬仿真教學將現代化網絡信息技術與高等教學高度融合， 采用動畫代替實驗， 不僅具有良好的重現性，而且還克服了傳統實踐教學的局限性。鑒于此特點，虛擬仿真能夠在有限的時間內， 采用動態模擬的方式展示各種理論知識，使學生理解并掌握更多的教學內容。同時，化學是一門實踐性學科，實驗必不可少并且深受學生的喜愛。而化學虛擬仿真實驗可以彌補傳統化學實驗教學上的缺陷，在實踐中起到強大的作用。在化學虛擬仿真實驗系統中，包含豐富的化學實驗資源，比如：儀器庫、藥品庫、原理庫等。教師可以選擇虛擬實驗系統中的資源，輔助課堂教學;學生也可以在此系統中進行探究性實驗和重復性實驗。化學虛擬仿真實驗引進課堂，不僅能夠豐富教學內容和形式，而且可以激發學生的學習興趣，培養創新能力。

三、化學虛擬仿真實驗資源的應用模式

虛擬仿真實驗資源在無機元素化學教學中的應用。首先，將無機元素化學實驗資源制作成虛擬資源。然后，將其進行分類并匯編，構建化學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資源。授課時，運用虛擬仿真實驗課件，達到提高教學效果的目標。同時，學生也可以利用虛擬資源庫進行預習、復習，提高學習興趣和效率。最后，根據反饋結果，進一步完善虛擬實驗資源庫。對于化學實驗，特別是一些有毒、危險、或者需要大型設備的實驗，首選虛擬實驗教學資源。鄭州大學國家級化學虛擬仿真實驗教學中心已建設了包含實習實訓、計算化學、高危高害實驗、科研成果轉化等在內的系列特色虛擬仿真實驗項目和基礎化學實驗、儀器分析實驗、綜合化學實驗等在內的虛擬仿真實驗教學體系，實現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”課程奠定了基礎。

結語

無機元素化學知識點繁雜，這就要求教師對課堂進行合理設計，使課堂教學既具有理論深度，又具有趣味性。虛擬仿真教學模式的引入不僅能夠顯著提高教師教學的效率和學生學習的動力，而且為理論教學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中心，但并未完全發揮出其作用。隨著虛擬仿真教學的進一步推廣和普及，虛擬與現實相結合的新型教學體系，今后一定能更好地為培養素質型和創造型人才做出貢獻。

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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。