應(yīng)用型本科化學(xué)實驗與虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用初探

胡靜 劉梓鶴 朱文娟 康燁 陳蕾

摘 要：化學(xué)實驗是應(yīng)用型本科化學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識和了解實際生產(chǎn)問題的重要途徑，基于應(yīng)用型化學(xué)實驗在我國高校的發(fā)展不平衡不積極的實際問題，在"綠色化學(xué)"的大社會背景下，仿真模擬技術(shù)可有效解決我國本科學(xué)生應(yīng)用型化學(xué)實驗的存在問題，同時探究仿真模擬技術(shù)應(yīng)用的推廣。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型;虛擬仿真技術(shù);綠色化學(xué);燃燒熱測定

Abstract：Chemical experiment is an important way for Application-oriented Undergraduate Chemistry and related majors to learn basic chemical knowledge and understand practical production problems.Based on the unbalanced development of Applied Chemical Experiment in Colleges and universities in China，under the background of "green chemistry"，simulation technology can effectively solve the existing problems of Applied Chemical Experiment for undergraduate students in China，At the same time，the promotion of the application of simulation technology is explored.

Key words：applied;virtual simulation technology;green chemistry;Determination of combustion heat

化學(xué)實驗是各種化合物相互反應(yīng)，生成我們所需要的物質(zhì)的過程?；瘜W(xué)學(xué)科的發(fā)展離不開化學(xué)實驗，化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，通過進(jìn)行化學(xué)實驗來達(dá)到輔助理解化學(xué)理論知識目的，是化學(xué)教學(xué)中常用的教學(xué)手段。不僅如此，通過化學(xué)實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、實事求是的科學(xué)作風(fēng)。

一、應(yīng)用型本科化學(xué)實驗現(xiàn)狀分析

應(yīng)用型化學(xué)實驗在我國的發(fā)展現(xiàn)狀：1.部分實驗難度大，操作困難甚至存在較大的危險性，導(dǎo)致某些方面實驗在高校開展率很低。2.虛擬化學(xué)實驗室建設(shè)水平低，實驗室配置較低，無法很好的完成課程標(biāo)準(zhǔn)。3.化學(xué)試驗設(shè)備較昂貴，許多高校支付不起部分實驗費用，從而導(dǎo)致實驗無法開展。4.傳統(tǒng)實驗缺乏創(chuàng)新性，傳統(tǒng)實驗一直延續(xù)舊的研究方法，實驗數(shù)據(jù)誤差大，實驗污染大，卻又不進(jìn)行實驗改革，導(dǎo)致化學(xué)實驗難以開展。

二、虛擬仿真技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用

應(yīng)用型化學(xué)實驗是與生活緊密聯(lián)系。它是根據(jù)生活的需求進(jìn)行研究的化學(xué)實驗。聯(lián)系社會、聯(lián)系實際，這不僅可以使學(xué)生能夠更好的了解社會需求，還能激發(fā)他們的創(chuàng)造力，學(xué)習(xí)更多的知識。同時，也能讓學(xué)生將自己學(xué)習(xí)的理論知識，加以應(yīng)用，使兩者聯(lián)系的更緊密。

燃燒熱的測定實驗是物理化學(xué)實驗課中的典型實驗之一，也是應(yīng)用型學(xué)科培養(yǎng)方案中必修的實驗項目。此實驗對實驗數(shù)據(jù)和測量結(jié)果的精度和準(zhǔn)確度的要求較高。但我們傳統(tǒng)的試驗方法已經(jīng)不能滿足我們對于數(shù)據(jù)高精確度的要求，我們可以通過虛擬仿真平臺進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)處理的改進(jìn)，從而達(dá)到減小誤差，消除污染，避免真實操作過程中帶來危險等多種優(yōu)點。

同時，基于環(huán)保的基礎(chǔ)上化學(xué)實驗。為了響應(yīng)國家政策，提倡綠色化學(xué)，環(huán)保節(jié)能，而化學(xué)實驗會產(chǎn)生大量廢棄物，例如廢水、廢氣與廢物，會嚴(yán)重污染環(huán)境。我們應(yīng)對化學(xué)品進(jìn)行集中處理，有些可回收再利用。實驗操作應(yīng)盡量簡單化，避免不必要的反應(yīng)過程，盡量用污染小的化學(xué)品，盡量選用可再生的原料，盡量使用最小劑量的試劑，提高原子利用率，實現(xiàn)“零排放”。能量也應(yīng)盡量少消耗，盡量在常溫常壓下進(jìn)行。

三、結(jié)語

在"綠色化學(xué)"的社會背景下，虛擬仿真平臺技術(shù)成為應(yīng)用型綠色化學(xué)的實驗方法趨勢，利用現(xiàn)代化技術(shù)，把計算機(jī)與化學(xué)相結(jié)合，更好的處理化學(xué)實驗數(shù)據(jù)，促進(jìn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]閆曉麗，鄭延斌，姚飛，蘇景霞.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實驗室的設(shè)計實現(xiàn)[J].科技視界，2013（33）：44-46.

[2]張雪.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].科技風(fēng)云，2017（13）：180-182.

[3]袁望章.高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)實踐與思考[J].教育教學(xué)論 壇，2019（30）：257-258.

基金：

安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目《基于虛擬仿真平臺燃燒熱的測定》項目編號1809421045。合肥師范學(xué)院與愛爾蘭阿斯隆理工學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)制藥工程專業(yè)本科教育項目，項目編號2018zwpy024。合肥師范學(xué)院教學(xué)研究項目《基于網(wǎng)絡(luò)信息平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“化工原理”中的應(yīng)用實踐研究》，項目編號2018jy37。安徽省高等學(xué)校質(zhì)量工程項目《藥物制劑生產(chǎn)線虛擬仿真實訓(xùn)項目》，項目編號2019xfxm67.