化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践

为了有效解决化学化工类实验教学无法或者难以实现的教学过程问题,组建了黑龙江大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,搭建了辅助虚拟实验教学和管理于一体的开放共享的虚拟仿真信息化网络平台,设计开发了系列化工、制药、仪器类虚拟仿真实验教学项目,开展理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维课程体系建设,期望提升本科一流专业和拔尖人才试验班建设以及本科人才培养,为提高学校本科教学质量提供有力的保障。     

基于虚拟仿真实验教学平台的化工类专业应用创新型人才培养模式

分析了化工类专业实验教学面临的主要问题，指出专业综合实验缺乏是制约化工类专业应用创新型人才培养的关键问题。利用虚拟仿真实验教学的优势，按照"以设计研究型实验为引导、以工程项目为依托、以综合创新竞赛为载体"的教学理念，在构建化工专业虚拟仿真实验课程体系，培养学生大工程观思维，探索开放自主式的实验教学模式等方面，开展了基于虚拟仿真实验教学平台的化工类专业应用创新型人才培养的创新与实践，取得较好成效。     

面向高阶思维培养的自主型实验教学模式的设计与实践*

基于教育现代化、发展“互联网+教育”、培养创新性人才的指导思想,结合“超星学习通”网络平台与实验课堂的优势,设计了面向高阶思维培养的“预习自测-讲授讨论-自主实践-总结反思”的四段自主型实验教学模式,并应用于化学与化工类专业分析化学实验课程的教学实践。该实验教学模式增加了学生自主学习时间,培养了学生“分析、综合、评价和创造”等高阶思维能力,提高了实验课程的教学效率,为高等院校实践实验教学的改革提供了参考依据。     

线上开展无机化学实验教学的实践与思考——以“Cr(III)系列配合物的合成与分裂能的测定”为例

疫情期间,在线教学全面走入人们的视野。本文在无机化学实验课程的线上教学过程中,有针对性地设计了教学方案,借助虚拟仿真实验平台和演示实验视频,通过雨课堂+腾讯会议+微信群的形式,构建了高效的线上实验教学课堂。以"Cr(III)系列配合物的合成与分裂能的测定"为例介绍了线上开展实验课的全过程。     

常态化疫情防控下的仪器分析实验教学实践的探讨

结合仪器分析实验的特点和教学中存在的问题,阐述了虚拟仿真技术应用于仪器分析实验教学对线下实验的补充作用,并介绍了虚拟仿真实验教学在应对"停课不停学"等特殊状况的出色表现,通过问卷和互动反馈,准确评估学生的学习状况,指出虚拟仿真实验的局限性,提出线上虚拟仿真与线下课堂实验相结合的教学模式,促进仪器分析实验教学质量的提升。     

虚实融合的生物制药实验教学设计

分析了制约生物制药实验教学的主要因素和构建虚拟实验教学的可行性。针对目前生物制药实验教学存在的不足,提出了一种虚实结合的生物制药实验教学模式,以3D MAX和Unity 3D为工具构建虚拟现实（virtual reality,VR）实验教学模型,实现了虚拟实验辅助支持和虚拟实验操作交互模式,将该虚拟现实实验教学模型融入在线实验与真实实验教学中,并对该模式的教学效果进行评价分析。     

分析化学实验课程的分层次混合式教学研究与实践

为适应我校分析化学实验课程发展的需求,通过改革课程内容、将课程内容模块化、设置必做和选做实验、开展实验小组教学、建立"要点"评分机制等措施,构建了一套针对不同专业和学生的分层次、有特色的分析化学实验教学体系。探讨了分层次教学体系下,实验分组、选做实验开展、试剂准备等具体操作模式。在课程教学过程中开展了"线上线下"相结合的混合式教学探索,提高学生实验积极性和学习兴趣,实现多元化教学。     

中学化学教师对虚拟仿真实验室的认可度与应用意愿度调查

分析了虚拟仿真实验室应用于化学实验教育的特点,并通过问卷和访谈调查了中学化学教师对虚拟仿真实验室的认可度与应用意愿度。调查结果显示：绝大多数中学化学教师对虚拟仿真实验室有一定的了解,非常认可其辅助教学、激发实验兴趣、提高实验探究性设计能力的功能;中学化学教师将虚拟仿真实验室应用在未来教学中以及参加相关培训提高虚拟仿真实验教学技能的意愿度也较高;但由于虚拟仿真实验室的建设未能跟进,导致教师使用软件教学的能力不足,而当前一些虚拟仿真软件存在的质量问题也导致中学化学教师对其提高实验动手能力和培养科学严谨性的认可度较低。建议学校完善虚拟仿真实验室的建设工作并加强虚拟仿真实验教学技能培训,虚拟仿真实验室软件开发公司也应与中学化学教师合作提高虚拟仿真实验的设计质量。     

基于SC-CDIO模式高分子材料专业三位一体实验教学体系的构建与实践

在高分子材料专业应用型人才培养中,引入CDIO工程教育理念,突出实验教学的基础性、应用性、综合性和创新性原则,提出和建立了以学生为中心的SC-CDIO工程模式,通过以一级项目为引导,构建三级项目,对高分子材料专业实验实践环节进行整合、优化和设计,构建了高分子材料专业的"一体化,三层次"实验教学体系;依据以学生为中心,教师为主导的原则实施教学,建立了过程性教学质量评价体系。实践证明,该模式有效提高了学生的实验基础技能和综合创新能力,提升了应用型人才培养的质量。     

微信在材料化学专业实验教学中的应用探索

随着移动互联网技术的飞速发展,传统的实验教学模式已不能完全满足当前实验教学需要。利用微信公众平台的优势,搭建了微信支持的“湖师材料化学实验”教学辅助平台,介绍了该微信平台的主要内容,并以“材料化学综合实验”课程教学为例,详细介绍了具体的实践过程。微信公众平台助推实验教学信息的发布,辅助实验课堂教学,强化实验课后讨论,有利于提高学生参与实验的积极性。     

虚拟仿真技术在大学分析化学实验教学中的应用*

针对传统分析化学实验教学中的不足,介绍了大学分析化学实验虚拟仿真线上教学项目的建设内容及其应用实效,并对虚拟仿真实验技术下一步的发展方向进行了设想。通过近2个学年的教学实践,发现以虚拟仿真实验辅助现场教学,可有效弥补传统分析化学实验教学中学生预习效果差、试剂废液产生量大、安全隐患频发等方面的缺陷;同时,虚拟仿真实验系统的考核评价、分析统计功能为教师在开展现场实验教学过程中,针对学生知识点掌握的薄弱环节开展针对性强化指导训练提供了有效手段。本虚拟仿真实验系统为虚拟仿真技术在大学分析化学实验教学领域的推广应用提供了有益借鉴。     

高分子科学实验学生自主设计实验改革初探——以“温敏性水凝胶的制备及其动态退溶胀性能探究”为例

高分子科学实验是高分子材料专业的核心实验课程,随着社会发展,人才培养要求的不断提高,结合领域前沿热点,引导学生去自主学习,自主设计实验是课程教学改革的方向。本文以本科生自主设计的高分子科学实验"温敏性水凝胶的制备及其动态退溶胀性能探究"为例,提出了新的实验教学改革思路:教师选定前沿研究热点,学生组成"研究小组",通过查阅资料并结合教学实验室条件,自主设计教学实验,分工合作完成实验。通过把前沿性研究转化为本科教学的实验教学改革模式,使学生的实验设计能力、创新能力和综合素质都得到了有效训练。     

国家一流专业建设背景下“赛教融合”的高分子化学实验教学改革与实践

安徽建筑大学高分子材料与工程专业2021年获评国家级一流本科专业建设点,对本专业人才培养能力提出了更高的要求。高分子化学实验是高分子专业核心课程,是该专业重要的实践环节。全国大学生高分子材料实验实践大赛作为高分子领域的实验技能大赛,对学生多方面能力都进行了培养、锻炼与提升。课题组从引进合理竞争,与企业联合打造校内实验大赛、构建比赛与常规实验实践教学融合的课程体系以及细化实验过程考核+变革实验运行方式等三方面形成了“赛教融合”的高分子化学实验教学模式,以提升高分子化学实验教学效果,满足一流专业建设的要求。     

化学实验课程的信息化教学设计——以实验项目“水中化学需氧量COD的测定”为例

根据信息化教学的理念和特征,本文提出了信息化教学模式,并以实验项目"水中化学需氧量COD的测定"为案例,探讨该模式在化学实验教学中的运用,分析新模式对化学实验教学的影响。实践表明,在新教学模式下学生对该实验的掌握程度明显提高,大大缩短了实验时间,提高了教学效果。     

科研成果向虚拟仿真实验教学一线转化的模式*——以首批国家级虚拟仿真实验教学一流课程建设为例

结合国家首批虚拟仿真一流课程建设经验,通过落实课程名称、实验目的、互动操作、课程思政、考核评价、教学实践、应用推广和持续改进等8个环节,系统阐述如何实现前沿科技成果向虚拟仿真实验内容的转化,旨在为一线教师提供科研成果向虚拟仿真实验教学一线转化的可借鉴模式。     

虚拟实验技术在化学实验教学中的应用与实践

虚拟实验技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新型实验教学模式,它利用仿真、网络、传感、多维动画等技术弥补了真实实验危险、耗时长、现象不明显等不足,特别是在微观展示、反应机理模拟以及易燃易爆等实验教学上有着不可替代的作用。采取抽样调查、问卷、访谈等方式调查了我国虚拟实验在化学实验教学中的应用现状,并通过案例实践验证了虚拟实验在化学实验教学中的作用与成效。     

分析化学跨学科混合式教学模式探索与实践

为了提高分析化学课程教学质量,培养行业发展需要的有竞争力的人才,基于"MOOC+智慧教学课件+试题库APP+虚拟仿真实验"四大模块的分层次信息化课程资源体系,创新性提出递进式OPPOs教学法,构建了一套特色鲜明的分析化学"四核五融"跨学科混合式教学新模式。     

基础化学实验课程思政建设的探索

在基础化学实验课程中以"统筹规划、共建共享"为原则,在实验教学过程中深入挖掘各实验课程和实验项目中蕴含的思政教育资源,凝练成涵盖"家国情怀""科学家/大国工匠""科技创新(理论/技术和方法创新)""安全环保""社会责任/职业素养""朋辈榜样"六大主题的化学实验课程思政案例库,并结合多形态呈现的"智能+教学"实验教学模式,多途径强化教师"育德"能力,充分发挥化学实验课程育人功能。     

“工业碳酸钠的质量鉴定”实验设计与实践

以"工业碳酸纳的质量鉴定"为基础,设计了一个以学生为主体的综合性分析化学实验教学项目。教学环节包含自主设计、师生讨论、自主实践和教学评价4个阶段。教学实践表明,该实验项目可以充分调动学生的实验兴趣,增强学生在教学实践中的自主性,巩固学生的专业基础理论与技能,提高学生的专业综合素质。     

三维虚拟仿真技术在锂离子电池实验教学中的应用

把三维虚拟仿真技术引入到锂离子电池实验教学中,制作了锂离子扣式电池制作与性能测试虚拟仿真实验,介绍了仿真实验的设计过程。该仿真实验使用3Ds Max软件构建仪器和工作原理的模型及动画,用Unity3D软件构建一个高度仿真的虚拟实验室场景并模拟了实验操作的整个流程,使操作者可以轻松完成锂离子扣式电池制作与性能测试虚拟仿真实验过程。三维虚拟仿真技术在锂离子电池实验教学中的应用,可以弥补锂离子电池传统实验教学的不足,提高学生学习兴趣,丰富课堂实验教学手段,有效提高教学质量和教学效果。