虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究

劉學(xué)國(guó)

摘 要 當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平不斷精進(jìn)，各類化工產(chǎn)品得到開發(fā)利用，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)生活的全新改革。分析化學(xué)是高校的化工專業(yè)學(xué)科，為培訓(xùn)學(xué)生的物質(zhì)分析測(cè)定技能而開展專業(yè)教學(xué)，但是化學(xué)實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)都比較抽象，傳統(tǒng)理論教學(xué)無法對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入分析，所以虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)逐漸成為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要載體，促使學(xué)生更全面的掌握分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn) 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

科技促進(jìn)社會(huì)的全面進(jìn)步，現(xiàn)代醫(yī)藥研發(fā)、食品加工和化學(xué)原料行業(yè)都不斷創(chuàng)新開發(fā)新的化學(xué)產(chǎn)品，為社會(huì)帶來更多便利條件。食品藥品安全問題是保障民生生存的關(guān)鍵，近年來化學(xué)化工醫(yī)藥專業(yè)也成為熱門，更多的專業(yè)人才加入到食品藥品的監(jiān)督管理中。作為培育實(shí)用技能人才的高等院校，實(shí)踐型的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化工醫(yī)藥專業(yè)的重點(diǎn)課程，并在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下逐步構(gòu)建起虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，讓學(xué)生更加直觀地看到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程，更好的掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問題，以虛擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化分析化學(xué)的理論知識(shí)，促進(jìn)理論與實(shí)訓(xùn)的融合，更好的提高分析化學(xué)的教學(xué)效果。

1分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的價(jià)值

當(dāng)前社會(huì)食品藥品類型不斷增加，高校的分析化學(xué)專業(yè)也逐漸引起關(guān)注，在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的融合下，分析化學(xué)課程的教學(xué)已經(jīng)全面應(yīng)用起仿真虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件的合成編輯，將化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)制作成化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)資源，虛擬的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以把化學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練，模擬出現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)操作步驟、化學(xué)反應(yīng)生成變化等，讓分析化學(xué)的文本理論知識(shí)得以深化，學(xué)生更加全面、細(xì)致地了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，并且深入觀察化學(xué)反應(yīng)，找到分析化學(xué)地規(guī)律，在未來的工作中能夠發(fā)揮食品藥品化工專業(yè)的專業(yè)鑒定價(jià)值，堅(jiān)守職業(yè)道德，促進(jìn)社會(huì)的和諧發(fā)展。

2虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在分析化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1開啟真實(shí)的模擬實(shí)訓(xùn)，加深學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)理解

我國(guó)的教育行業(yè)都是受應(yīng)試教育的限制，不管哪個(gè)階段，哪門學(xué)科的學(xué)習(xí)，基本都是重理論知識(shí)而輕實(shí)踐培訓(xùn)。化學(xué)本身就是應(yīng)用型學(xué)科，從初高中學(xué)習(xí)化學(xué)理論基礎(chǔ)開始，到高校的分析化學(xué)專業(yè)，各類實(shí)驗(yàn)分析儀器和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都占據(jù)較大的比重，理論型的教學(xué)難以充分開發(fā)學(xué)生的思維。但是因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)需要用到大量的高精密儀器，投資成本較大，很多高校沒有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程缺乏專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，化學(xué)實(shí)訓(xùn)受到限制，導(dǎo)致教師的教學(xué)偏重理論知識(shí)，學(xué)生對(duì)分析化學(xué)的理解也只能局限于課程理論知識(shí)中，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)缺乏主觀性認(rèn)識(shí)。很多實(shí)驗(yàn)類題型根本沒有進(jìn)行全面的了解分析就一筆帶過，造成分析化學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用得不到有效銜接，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，難以落實(shí)學(xué)以致用的教學(xué)核心。

而虛擬仿真系統(tǒng)依托計(jì)算機(jī)軟件的強(qiáng)大合成功能，通過信息技術(shù)構(gòu)建完善的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過模擬實(shí)驗(yàn)操作步驟，讓分析化學(xué)的理論知識(shí)都能通過虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)展現(xiàn)處理，配合老師對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行分步解析，更全面的展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中的化學(xué)反應(yīng)變化規(guī)律，給學(xué)生帶來真實(shí)性的視覺沖擊，能夠加深實(shí)驗(yàn)印象，充分與理論知識(shí)相融合，深入理解消化知識(shí)點(diǎn)。而且虛擬軟件合成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻富含趣味性，3D動(dòng)畫的視覺效果能夠打造出輕松、趣味的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生對(duì)分析化學(xué)保持長(zhǎng)久的探究興趣，全面開發(fā)學(xué)生的潛力，切實(shí)提高教學(xué)效率。

2.2實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)操作，精準(zhǔn)把控實(shí)驗(yàn)微小數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)安全性

當(dāng)前技能型人才符合社會(huì)需求主流，高校的人才培養(yǎng)如果光有理論知識(shí)而無技能傍身，學(xué)生步入社會(huì)就業(yè)無法應(yīng)用基本技能為企業(yè)創(chuàng)造高效益，很難在社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來。現(xiàn)有的高校的分析化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不夠充足，實(shí)驗(yàn)條件受到限制，老師只能給學(xué)生演示一些常識(shí)性的實(shí)驗(yàn)課程，無法兼顧全部學(xué)生，如果按照課程要求進(jìn)行某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，就會(huì)形成學(xué)生聚集的狀態(tài)，如果化學(xué)反應(yīng)發(fā)生異常變化，出現(xiàn)化工原材料爆炸等嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)事故，則影響高校的人才口碑，給學(xué)生就業(yè)帶來一定的影響。

在分析化學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中，高校的學(xué)生要順利拿到畢業(yè)證，在畢業(yè)前都需要進(jìn)入社會(huì)實(shí)習(xí)，分析化學(xué)屬于醫(yī)藥化工類，學(xué)生到專業(yè)的化工企業(yè)實(shí)習(xí)式，需要經(jīng)過各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核，要面對(duì)復(fù)雜苛刻的反應(yīng)條件，如果沒有熟練掌握實(shí)驗(yàn)規(guī)律，難以應(yīng)對(duì)實(shí)習(xí)期的考核。利用虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)功能，能夠打破高校實(shí)驗(yàn)條件限制，對(duì)于一些危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)，比如堿滴定實(shí)驗(yàn)、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液配置等會(huì)反應(yīng)生成有毒有害物質(zhì)，或者遇到一些較活潑的化學(xué)物質(zhì)，極其容易發(fā)生爆炸危害的高危化學(xué)反應(yīng)物，通過虛擬實(shí)驗(yàn)的合成演示，不僅能讓學(xué)生掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，還能夠通過動(dòng)手操作虛擬實(shí)驗(yàn)，大膽地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)，在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的輔助下，讓學(xué)生更加清楚地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)的錯(cuò)誤，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)測(cè)量，有效的規(guī)避實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)，更加全面地保護(hù)學(xué)生的人身安全。

2.3促進(jìn)分析化學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)訓(xùn)能力的全面融合

由于高校實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)的條件限制，很多學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與觀察能力都不足，長(zhǎng)期以往，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性受到打壓，后期更為復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課根本無法開展，不利于創(chuàng)新型技能人才的培育。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件合成的三維實(shí)驗(yàn)演示，能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行層層分解，讓學(xué)生更直觀的分析分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的全過程，鍛煉學(xué)生的思維敏捷度，深入分析了解化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)生成的各類殘?jiān)鼘?duì)社會(huì)生產(chǎn)生活的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，不斷優(yōu)化提升自身實(shí)踐能力。將分析化學(xué)專業(yè)的理論知識(shí)與實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)相融合，能夠開發(fā)學(xué)生的技能潛力，并且強(qiáng)化了學(xué)生的就業(yè)責(zé)任意識(shí)，堅(jiān)持以捍衛(wèi)民生權(quán)益為主，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)分析不同行業(yè)的化學(xué)物質(zhì)，減少有毒有害的食品和醫(yī)藥流入市場(chǎng)，避免高危化學(xué)物品危害社會(huì)群眾的身心健康。

3結(jié)語

在各類食品藥品安全事故頻繁的社會(huì)中，要讓群眾的安全得到全面保障，就必須不斷加強(qiáng)分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作能力培訓(xùn)，利用好虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的3D演示教學(xué)優(yōu)勢(shì)，打造專業(yè)、精細(xì)化的虛擬實(shí)驗(yàn)教課堂，讓學(xué)生能夠成為理論知識(shí)與實(shí)踐能力兼具的綜合性人才，推動(dòng)我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步，為我國(guó)培育出更多優(yōu)質(zhì)化工醫(yī)藥專業(yè)的優(yōu)質(zhì)精英人才。

基金項(xiàng)目：南陽理工學(xué)院校級(jí)一流課程“分析化學(xué)”建設(shè)項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

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