中国现代教育装备
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 教育科技  
硫酸亚铁铵的制备虚拟仿真实验的开发与探索
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-12-23 11:32:48
  [导读]为促进信息技术与无机化学实验教学的融合创新,在无机化学实验教学中开发了以硫酸亚铁铵的制备为主题的虚拟仿真实验教学软件。采用Unity 3D技术对实验场景、实验设备装置进行高度仿真,全方位模拟硫酸亚铁铵的制备的完整过程,并增加了高阶性实验模块—电感耦合等离子体质谱法测定重金属,学生可以随时随地进行沉浸式学习,突出体现“以学生为中心”的教育理念。线上虚拟仿真实验项目与线下实验课堂有机融合,减少了化学试剂的使用,保护了环境和师生身体健康,符合绿色化学设计的3R原则,较好地解决了实验教学中高消耗、高污染、安全隐患大、教学效果差、考核难、复习难的问题,为学生提供了早实践、多实践、反复实践的机会,为化学类实验课程的开设提供了教学示范。

  无机化学实验是医药、化学相关专业学生进入大学以后接触的第一门必修实验课,是后续的药学、化学相关实验课程学习的基础,其教学质量的好坏及是否能培养学生养成良好的实验习惯将对后续的学习产生至关重要的影响。

  虚拟仿真实验教学是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库、网络通信等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲要求的教学目的的教学活动[1-5]。实验教学主要培养目标是提高学生的动手能力、创新意识和综合科研能力,随着计算机、互联网技术的发展,虚拟仿真被越来越多地应用于高校的实验教学中,已经成为信息化教学的重要组成部分,是实验教学改革的重点[6-8]。

  硫酸亚铁铵的制备是无机化学实验中最重要的综合性实验之一,本文将从硫酸亚铁铵的制备虚拟仿真实验项目建设的必要性、建设的具体情况、项目特色及其推广应用等多方面探索在无机化学实验课中开设虚拟仿真实验课程的意义。

  1 硫酸亚铁铵的制备虚拟仿真实验项目建设的必要性

  2 硫酸亚铁铵的制备虚拟仿真实验项目的建设

  3 项目的特色与亮点

  4 硫酸亚铁铵的制备虚拟仿真实验项目的推广及应用

  5 结语

  实验教学改革是高校教学改革的重要方向和教学建设的重要内容,对创新人才培养质量的提高具有重要作用。虚拟仿真教学系统在无机化学实验教学中的使用,减少了化学试剂的使用量,符合绿色化学的理念,对环境零污染,消除了安全隐患,拓展了无机化学实验教学的深度和广度,解决了化学实验教学中高消耗、高污染、安全隐患大、教学效果差、考核难、复习难的问题,为培养创新型人才发挥了重要作用,有利于推动高校无机化学实验教学的改革与创新。未来我校将继续大力开发常规实验室难以完成的化学实验的虚拟仿真,通过以虚补实的方式弥补实际实验教学中的不足,为建设具有高阶性、 创新性、挑战度的无机化学实验“金课”而不懈努力。

  参考文献

  [1] 郑家茂,熊宏齐.开放•创新:实验教学新模式[M].北京:高等教育出版社,2010.

  [2] 教育部.关于2017—2020 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知:教高厅〔2017〕4号[Z].2017.

  [3] 教育部.关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知:教高函〔2018〕5号[Z].2018.

  [4] 虚拟仿真实验教学创新联盟技术工作委员会.虚拟仿真实验教学课程建设与共享应用规范:试用版[Z].2020.

  [5] 熊宏齐. 虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新[J].实验技术与管理,2020,37(5):1-4.

  [6] 祖强,魏永军,熊宏齐.江苏省高校虚拟仿真实验教学共享平台建设与实践[J].实验技术与管理,2019,36(5):1-4,46.

  [7] 祖强,魏永军.国家级示范性虚拟仿真实验教学项目申报策略探讨[J].实验技术与管理,2018,35(9):236-238.

  [8] 祖强,魏永军.国家级虚拟仿真实验教学中心建设现状探析[J].实验技术与管理,2015,32(11):156-158.

  [9] 李海霞,刘辰鹏, 韩贵来,等.互联网+实验混合教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索,2019,38(4):169-172.

  [10] 马骁飞,马亚鲁,高洪苓.多维度信息化无机化学实验的资源构建与教学实践探索[J].大学化学,2020:1-6.

  [11] 张鹏.基于虚拟仿真技术的无机化学实验教学改革与探索[J].科技创新导报,2019(32):219-220.

  [12] 李丽波,张桂玲,李佳,等.工程教育专业认证下的互联网+无机化学虚拟仿真实验探索[J].科技视界,2019(34):83-84.

  [13] 唐艳茹,陈小唐,魏家巍,等.化学虚拟仿真试验方法的初步探究与实践[J]. 长春师范大学学报,2016,35(4):57-59.

  [14] 黄江军,刘辰鹏,李海霞,等.基于Flash的无机化学仿真实验室研究与开发—茶叶中无机离子的鉴定[J].科教文汇(上旬刊),2016(2):179-180.

  [15] 于长顺,闵庆旺,张锋,等.基础化学虚拟仿真实验课程体系的初步探索与实践[J].教育教学论坛,2017(28):127-128.

  [16] 李佩珍,应俊,金晶,等.分子生物学虚拟仿真实验教学模式的探索[J].实验技术与管理,2019,36(11):99-100.

马瑜璐 刘圣金 邵江娟 朱华旭 南京中医药大学药学院


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