唐海林

摘 要： 作者從自身所在技師學院的教學現(xiàn)狀出發(fā)，針對當前我院無機化學實驗教學中存在的局限性，分析開展計算機模擬化學實驗的優(yōu)點，并對我院開展計算機模擬化學實驗的對策進行構思。

關鍵詞： 無機化學 化學實驗 計算機模擬

無機化學是一門理論性強且知識較為抽象的學科，其對化學實驗教學有較高要求。由于受技師學院學生素質參差不齊的影響及無機化學實驗中有毒物質的危害影響，我院傳統(tǒng)的無機化學實驗教學模式存在較大局限性，無機化學實驗教學達不到應有效果。當前改變傳統(tǒng)的無機化學實驗教學模式已成為我院無機化學教學工作的重要課題。

一、無機化學實驗化學實驗的局限性

1.化學實驗中會接觸到一些有毒化學品

在無機化學實驗中，無論是學生還是教師都會接觸到品種繁多的化學品，其中有一些是有毒的化學物質，像做化學實驗經(jīng)常會用到的氯氣、一氧化碳、亞硝酸鹽等。還有些化學品比如氫氣等具有易燃易爆的危險性。

2.傳統(tǒng)的化學實驗室無法完成一些氣體及微觀化學實驗

無機化學中一些非常抽象的理論知識，比如化學反應速率理論中涉及的N■O■轉化為NO■的反應，由于這個反應過程中有顏色的變化，可以很好地解釋化學速率的快慢及化學平衡中壓力對化學平衡的影響問題，但是這個實驗是氣體實驗，還涉及氣體的壓力條件，在實驗室根本完成不了。另外，無機化學實驗中還涉及一些物質的微觀結構，比如氧化還原反應中電子的得失情況，原子核外電子排布的三個原理及原子軌道的概念，以及雜化軌道理論，等等，這些利用宏觀的化學實驗根本解釋不了。

3.學生的學習主動性差

在傳統(tǒng)的化學實驗教學中，教師講解實驗步驟，實驗注意事項，演示實驗過程，學生只是機械記憶，被動接受，盲目跟隨老師完成既定的化學實驗，很少嘗試采取不同的實驗途徑，從而導致學生不會積極主動地深入思考，不會自己主動地解決問題。這樣的實驗方式導致學生獨立自主的分析問題、解決問題的能力得不到鍛煉和培養(yǎng)。

二、計算機模擬實驗的優(yōu)點

計算機模擬化學實驗利用現(xiàn)代發(fā)達的網(wǎng)絡技術、計算機三維動畫技術，模擬真實的傳統(tǒng)化學實驗的場景和實驗儀器，使學生在虛擬實驗臺上完成實驗教學項目，提交實驗報告，并完成實驗技能測評。與傳統(tǒng)化學實驗相比，具有以下幾方面優(yōu)點。

1.提高學生自主學習能力

計算機模擬的化學實驗，有動聽的聲音解說、生動的演示畫面及詳盡的文字解釋，綜合了靜態(tài)信息和動態(tài)信息，能有效調動學生的視聽感官感知信息，激發(fā)學習興趣。在模擬實驗中，學生可以自主選擇實驗儀器和實驗藥品，自行設計實驗，有利于培養(yǎng)操作能力、分析判斷能力、設計能力和創(chuàng)新意識。

2.創(chuàng)設清晰直觀的學習情境

無機化學中涉及的如原子軌道雜化過程、原子軌道雜化后形成的分子在空間幾何的構型等微觀原子軌道雜化理論，其僅靠老師講解，學生難以理解抽象的理論知識。但是計算機模擬實驗，以動畫形式模擬了分子中原子在微觀狀態(tài)下的軌道雜化過程，通過3D技術，使學生從三維立體的角度觀察到肉眼無法看到的分子結構，這樣能使得抽象的知識直觀化。學生在清晰直觀的情境中能有效提高學習效率。

3.實驗過程綠色環(huán)保且安全

大多數(shù)化學實驗試劑具有易燃、有毒和腐蝕性特點，并且實驗過程中難免排出廢氣、廢水，污染環(huán)境。但是計算機模擬化學實驗，有效避免了使用有毒化學品，實驗過程中學生不必進行具有危險性的實驗操作，從根本上消除了較多不安全因素，也避免了實驗后廢棄物產(chǎn)生，綠色環(huán)保。計算機還會模擬一些點燃可燃性氣體，由于未驗純度而造成的爆炸事故及一些由于操作不當而造成化學藥品污染的現(xiàn)象。通過這些錯誤實驗操作的模擬，能讓學生親身感受到錯誤操作帶來的嚴重后果，從而發(fā)揮提醒與警示的作用。

三、技師學院引進計算機模擬化學實驗的對策構思

根據(jù)技師學院人才培養(yǎng)的目標，其可以將計算機與化學實驗結合，構建“一體化”的化學教學體系。通過教師的專業(yè)理論教學聯(lián)系實驗實踐教學而達到化學教學中培養(yǎng)生產(chǎn)、建設、管理及服務所需的高技能人才培養(yǎng)的目的。以我院的材料系為例，材料系化學教學有條件實行“一體化”教學模式。

當然“一體化”教學模式的實施，需要我院材料系在原有教材、場地及師資等方面加以改進與優(yōu)化。另外，材料系在實行“一體化”教學模式時，應該積極借鑒我院自動化系和機電系采用的“雙師”教學模式，促進“學生樂學、教師愿教、教學相長”的良好局面的形成。為此，我院材料系應該從如下幾方面開展工作。

1.教材一體化

實施教材一體化，需要將傳統(tǒng)教材改為任務驅動型教材。傳統(tǒng)教材側重理論知識，專業(yè)操作技能所占比例太少，導致學生遲遲不能建立起專業(yè)意識。其實，經(jīng)過多年教學實踐，一些專業(yè)教師都積累了較豐富的教學經(jīng)驗，能夠清晰了解學生在某一階段所應掌握的實驗操作技能與畢業(yè)技能鑒定標準，讓教師編制適合學生的任務驅動型教材，有較大可行性。

2.教學場地一體化

實施教學場地的一體化，需要我院建設既能適合理論教學又能進行化學實驗操作技能實訓的“一體化”教學模式的實驗室。只有在這種一體化教學場所中，學生才能一邊聽老師講解一邊進行實驗操作，還有利于老師及時糾錯?，F(xiàn)階段我院材料系要積極進行微機室改進，在微機中裝上相應的計算機模擬化學實驗軟件，為材料化學一體化教學提供保障。

3.“雙師”型教師

我認為應該將教學場所設在微機室內，對微機室稍做改進。從而在原有教學基礎上，由專業(yè)基礎課理論教師先講解理論知識，再應用計算機模擬化學實驗過程。讓學生進行多次訓練，以熟悉和掌握實驗操作步驟。待學生真正掌握實驗技能后，由教師引導學生在化學實訓室內進行全真化學實驗操作，達到化學實驗操作的目的。