化学仿真教学在远程教育中实施 化学仿真

化学仿真教学在远程教育中实施

1远程教育的优势 (1)学习行为自主化 学习者可以根据自身条件和需要，选择学习的内容、方 式和进程，随时随地进行知识学习，不必拘泥于课堂，也不 必固定时间，特别适合于在职从业人员的业余学习。

(2)教学管理自动化 随着计算机技术的飞速发展，远程教育可以实现教学管 理自动化，如学生学习课程的选择，学习后的作业，试卷， 任务等，都由学生和教师在计算机系统上直接对话、批改， 打破了地域的限制。

(3)为求学者提供了平等的学习机会 远程教育的发展，使高等教育资源不再是少数人享有的 权利，而是变成全民共享的财富，使每个公民可以在人生需 要的时候实现自己所需的学习，在学习的时空和人生的各个 领域自由穿行［2］。教育资源、教育对象、教育时空的广 泛性，为大众的终身学习提供了可能性。远程教育为我们自学者自主学习带来方便的同时，也给实验教学的开展带来困 难。

2将仿真实验用于分析化学实验 仿真实验是计算机技术飞速发展的产物，是利用计算机 创建一个可视化的实验操作环境，通过事先设定的交互界面， 可实现实验操作的演示、模拟操作训练和自动评价。对于由 于学生错误操作可能产生的安全事故，可以通过动画生动地 演示出来，提高了学生的警觉性和分析故障原因、排除故障 的能力，增强了学生的安全意识;另外学生通过对仿真实验 系统的反复多次模拟操作，可以加深对实验原理及操作步骤 的理解，还可节省大量时间进行综合性、设计性、探究性的 实验。这为学生综合能力、创新精神和创新能力的培养提供 了保障，这些都是我们正常的实验教学无法实现的。将仿真 实验技术应用到分析化学实验中，可以使仿真实验的优势充 分发挥出来，使学生的实验操作技能得到大幅的提高。分析 化学实验有着严格规范的操作要求，这是获得准确分析结果 的最基本保证。没有规范的操作技能训练和扎实的专业理论 知识储备，就不可能有很强的实验能力。加强学生操作技能 训练和专业理论知识储备是提高学生实验能力的关键因素， 在制作分析化学仿真实验时要始终贯彻这一原则。为此，制 作分析化学仿真实验通常要做到以下科学性、直观性、交互 性［3］、欣赏性和便捷性等5个方面，以激发学生的学习兴 趣。2．1科学性 科学性是指分析化学仿真实验的内容选取要符合学生 的认知规律，了解学生的实际操作水平，科学合理安排实验 进度和正确的操作技术，将每个实验所需掌握的操作原理、 操作步骤、操作技能科学、严谨、正确地展现出来。如分析 天平的使用、容量器皿的基本操作、分光光度计的使用等内 容都是分析化学中最常用的、最基本的基础操作技能［4］。

为了突出该操作的重要性，在远程教育分析化学仿真实验设 计中，首先将他们设计成分析化学基本技能操作训练模块， 在该模块中将规范的操作等程序采用录像、电脑动画等直观 的形式加以演示，将教师平时积累下的学生各种不规范的错 误操作以案例的形式展现出来。将复杂的、枯燥的操作技能， 变成一幅幅多彩的图片，使学生在轻松氛围中掌握规范性操 作的具体要求;同时，在每次进行的新实验课程之前，不是 立即演示正规的实验活动，而是先进行基本操作训练，在训 练过程中安排必要的技能测试，以突出基本技能操作的重要 性。

2．2直观性 直观性是指在教学过程中，教师要利用直观手段，通过 引导学生开展多种形式的感知，丰富学生的感性认识，发展 学生的观察力和形象思维，并为形成正确而深刻的理性认识 奠定基础。分析化学仿真实验在设计时要充分发挥仿真实验 直观性强的优势，对重点和难点在每一个需要的画面上用提示性的文字或语言向用户展示［5］，将一些学生平时观察 不细的操作步骤、实验无法演示的错误操作和由于错误操作 产生的危险结果淋漓尽致地演示出来。充分运用多媒体技术 创设体验情境，生动、直观、形象地展现课程内容，以吸引 学生的注意力，并创设一种愉悦的心理情绪，逐步引导学生 乐于体验，促使学生主观能动性的发挥，从而提高教学效率 ［6］。例如对于半滴的操作，由于全日制教学班学生人数 较多，很多学生在教师演示时不一定观察得那么细致，可以 运用录像、电脑动画等直观的形式，将每一步细致的演示出 来，如用酸式滴定管时是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口 管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。

加入半滴后颜色变化正好，到达滴定终点。若向此溶液中再 加半滴，溶液颜色加深，滴定明显过量。通过多加半滴后颜 色变化，让学生真正认识到分析化学实验对“量”的严格要 求，从而能在实验中严格控制滴加量，减少实验误差。对滴 定终点的判断，可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终 点颜色，便于学生快速掌握滴定方法和要领［7］。

2．3交互性 交互是指人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话 接口，通过这个对话接口用户可以完成自己的操作，并由计 算机根据用户的操作及时做出反馈，最终通过观察判断模拟 的真实场景和过程，实现用户自身知识结构中某一知识点的 意义建构［8］。由于远程教育教与学时空分离的特点，教师对学生的操作不能及时地做出评判。这就需要由计算机对 学生的每一个操作的正确与否给予及时准确的判定，帮助学 生正确掌握每一个实验的实验原理、实验操作、实验仪器和 试剂的选用、数据处理等相关内容。

2．4欣赏性 欣赏性是指对仿真实验进行艺术加工，做到每个实验图、 声、文并茂，形象地展示整个实验过程，使枯燥乏味的实验 过程、实验原理易于接受和理解。如用无水碳酸钠标滴定盐 酸时［9］，每往锥形瓶中滴一滴盐酸溶液，锥形瓶中显示 H+和CO32－的反应生产H2O和CO2的过程，并且部分CO2会暂 时停留在锥形瓶中，为后面在临近滴定终点加热锥形瓶，驱 赶瓶中残留CO2的实验步骤做准备，避免学生在实验过程中 对此步骤的忽视或遗漏。由于仿真实验过程设计中，充分考 虑到欣赏性的问题，对各部分重点内容尽量做到图、声、文 并茂，加深学生对实验过程的理解和掌握，使实验的效率和 效果大为提高。

2．5便捷性 仿真实验在编制过程中充分考虑操作的便捷性，在仿真 实验中要编制醒目、灵活、便捷的操作指南，方便学生自学 使用;另外仿真实验内容要以专业建设和课程教学为中心 ［10］，将本课程的特点与远程教育充分结合，运用新的教 学理念和教学方法进行课程设计，将每个实验按照教学任务 的不同分解成若干模块，每个模块的操作时间不要超过10分钟，方便只有零散时间进行网上学习的学习者自行练习操作， 提高学习者借助网络自主学习的能力。

3结语