物理化学融合实验的设计与教学——以电动势测定实验为例

适应新时代社会经济的发展,需要加强创新型、应用型、技能型人才的培养,并将其落实到学生学习的全过程。在化学实验教学中,以全面的化学教育观为指导,针对验证性实验开展融合实验改革是一种有效策略。以物理化学电动势测定实验为例,这一改革旨在将验证性实验教学内容拓展为仿真实验、基础实验、探究实验、综合实验融为一体的仿真嵌入式实验——融合实验,通过引入虚拟仿真技术、教师自制仪器、教师科研成果等元素,发挥科研与教学的协同效力。融合实验的教学过程秉持学生中心,鼓励自主探究,注重思政渗透,强化科学方法和思维的训练,体现出鲜明的“产出导向”,对提高人才培养质量具有比较明显的作用。     

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。     

线上线下混合式"仪器分析实验" 课程实践与思考——以气相色谱实验为例

在新型冠状病毒肺炎疫情期间,由于学生无法返校,中国科学技术大学化学实验教学中心仪器分析实验课程组利用自主开发的大型仪器虚拟仿真软件,应用"智慧课堂"教学模式,进行了线上教学与实验;在学生返校后,又开展了真实实验。本文介绍了该次实验课程开展过程中的线上线下教学活动及教学效果总结,提出了对于线上线下混合式一流课程建设的一些思考。     

基于Unity 3D的气相色谱仪虚拟仿真实验系统的构建

虚拟仿真技术被广泛认为是一项重大技术进步,可以提供一种新颖的教学方式,能促进化学学习,打破传统教育方法的限制。三维交互式的气相色谱仪虚拟仿真实验系统使用当前主流的Unity 3D软件作为系统的主要开发工具。构建的系统主要包含仪器的动态原理展示、三维结构展示及仿真实验3部分。系统中的模型全部采用三维设计,场景逼真,能够全方位地向使用者展现真实仪器的外形及内部结构,令使用者如同置身于真实实验室中,获得身临其境的操作体验,从而更容易学习和掌握仪器组成、工作原理及相关的实验技能。系统不仅满足了仪器培训和化学实验教学的基本需求,而且对虚拟仿真技术在化学中的应用起了示范效应和推广作用。     

基于Flash的肝脏谷丙转氨酶活力测定仿真实验设计与实现

为使学生能够更深刻地了解肝脏谷丙转氨酶活力测定的实验原理及操作流程,便于生物化学实验教学的开展,利用Flash软件,设计并制作了肝脏谷丙转氨酶活力测定仿真实验动画,通过对实验原理、实验操作演示和学习测验等场景构建,以生动的分子结构形象、逼真的实验现象、交互式测试习题,加深了学生对分子结构及化学反应过程的认识,有助于学生对基本实验技能与操作的掌握,提高了实验教学效果。     

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。     

雷诺实验的计算机仿真模拟

雷诺实验是学生学习流体理论、判定流型必不可少的实验。为了促进实验教学,用Lab VIEW等制作雷诺实验仿真模拟软件,改善教学条件,提高实验效果和学生动手及计算机应用能力。通过对开发软件的应用,强化了学生的实验技能训练,很好地辅助了教学,并收到良好的教学效果。     

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。     

分析化学“设计性实验”教学的研究与实践

介绍了以培养学生的学习能力、解决问题的能力、交流能力、团队合作能力和创新能力为目标,集十年“设计性实验”教学的实践经验,确定了分析化学“设计性实验”的具体运行模式,利用自编讨论式实验教学电子课件、“设计性实验”教师参考资料库等开展实验教学.     

基于CiteSpace的实验队伍研究热点和趋势

将文献计量和知识图谱用于分析实验队伍的研究热点,使用CiteSpace软件分析相关文章的作者、单位、期刊、关键词等信息,研究实验队伍研究的热点和变化趋势. 研究表明,相关研究数量整体呈上升趋势. 全国该领域研究单位和学者众多,但缺乏权威核心研究团队. 近些年“科研仪器”“开放共享”“绩效考核”等关键词已经取代“实验室”“管理体制”“实验教学”等关键词成为了新的研究热点. 实验队伍的研究与“科研仪器”“开放共享”密不可分. 相比于科研仪器的增长,实验队伍仍存在数量不足和质量不强的问题.     

微视频技术在基础化学实验教学中的实践应用

以高校基础化学实验"从海带中提取碘""三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备"为例，分别探讨了微视频技术在化学基本操作实验和综合设计型实验中的具体应用；此外，举例说明利用Flash软件制作的虚拟微视频可以在仪器分析实验中清晰地再现仪器真实操作中的每一个步骤，弥补了学生在实验前无法实际操作仪器的不足。实践证明，微视频技术的应用，丰富了基础化学实验教学模式，增强了学生自主学习的能力和动手能力，提高了实验成功率和实验教学效果。     

仪器分析实验教学内容改革与实践

针对现行的仪器分析实验教学内容中存在的验证性实验偏多、缺少条件实验、忽视样品的预处理等问题,提出了改革方案。以提高学生的实践能力为出发点,从筛选与生产、生活联系密切的实验,重视样品的预处理和实验条件的选择,加强综合性、设计性实验,开设开放性和创新性实验,吸引学生参与教师的科研工作等方面对仪器分析实验教学内容改革进行了探讨。     

普通化学实验新技术和新思路

对普通化学实验课程的现状及不足之处进行了分析研究,提出了根据“反应过程可视化、实验成果实物化及化学理论虚拟现实化”的原则,采用数码成像实验技术改变学生观察实验的角度和视野,在实验中完成可实用的产品,并通过软件、手工、3D打印等方法呈现物质的微观结构。这些实验教学改革的新技术和新思路,能够使普通化学实验的面貌得到极大改观,拓展学生视野,培养创新思维,使化学教育教学工作获得更多学生的认可和喜爱。     

高分子物理实验多媒体教学软件的研制和应用

针对“高分子物理实验”课程传统教学过程中存在的问题 ,采用多媒体和仿真模拟技术研制了高分子物理实验多媒体教学软件。介绍了软件的设计思想、实现方法和特点 ,并讨论了在实验教学中的具体应用和应注意的问题。     

高分子专业“互联网+实验教学”模式的探索与实践

在"互联网+教育"发展的新阶段,依托一流专业建设项目,对本专业的"互联网+实验教学"模式进行了探索和实践。将虚拟仿真实验、大型仪器虚拟操作软件、微视频等现代化信息技术手段引入到实验课程教学中,以此推进现代信息化技术手段与实验教学的深度融合,实现专业实验教学的"互联网+实验教学"模式改革。这种基于网络技术的线上和线下互动式教学,增强了学生学习和思考的兴趣,提高了实验教学信息的广度和深度,促进了实验教学水平的提高。     

高效液相色谱法在仪器分析实验教学中的应用

高效液相色谱法（HPLC）测定槐角提取液中槐甙的含量,并应用于医学检验专业学生的仪器分析实验教学中。通过HPLC的组成及各部件工作原理的介绍、实验的实施、实验报告的完成、各部件运行的动画模拟的观看及各实验室的实地参观和介绍等教学过程,学生不仅掌握了高效液相色谱仪的基本原理及操作,也激发和提高了学生自己动手的学习兴趣,拓展了对先进仪器、先进技术和知识的了解,提高了仪器分析实验的教学质量。     

有机化学实验多媒体课件的制作

有机化学是化学专业的一门重要的基础课程 ,同时也是一门原理性、概念性、结构性、实验性较强的学科。实验教学是有机化学教学中不可缺少的一部分 ,传统实验教学要求学生预习、实验、写实验报告 ,最后由教师批改实验报告并给出实验成绩。学生实验前预习的程度、学生的实验成绩大部分由预习报告和实验报告决定 ,而这些报告往往不能完全反映学生的真实情况。计算机可以将多媒体信息 ,如声音、图像、动画、模拟等集于一体 ,将实验过程设计成形象、直观的操作软件 ,让学生在计算机上模拟实验操作 ,最后给学生一个预习成绩单 ,以此作为考察学生预…     

“聚丙烯酸酯的合成及降凝性能评价”综合实验能力考核平台

设计了以柴油中饱和烃含量及碳数分布测定、聚丙烯酸高级醇酯（PTA）的合成与纯化、PTA的红外表征与分子量测定、PTA降凝性能评价等4个模块组成的综合实验，作为化工专业实验的考核及成绩评定平台。这种考核方式将过程考核与结果考核融合，将笔试、操作、设计融合，可以全面准确地考核学生的有机合成、仪器分析等基础实验技能，同时考核综述、数据处理、实验设计等综合实验能力和实验室工作素质。此外，还能够有效训练学生的学习能力、解决问题能力、实践能力和创新能力，并促进了实验教学水平提高。     

“高分子物理实验”精品课程建设的探索

介绍作者在“高分子物理实验”精品课程建设中所做的一些工作，如：坚持对实验教学进行研究、探索实验教学新模式、建设教材、构建网络教学环境等。     

思想实验及其对化学仿真实验教学的启示

思想实验作为一种研究方法和阐明科学理论的表述方法,广泛应用于各个学科。其基本特征为:思想实验是在头脑中进行的实验,具有非实际的可操作性;思想实验,全凭思维中的抽象形式和抽象运动展开,具有严密的逻辑性;思想实验是人们在长期实验的经验基础上的产物,具有实践性。在化学教学中,随着信息技术的发展,仿真实验逐渐被教学一线所接受。考察仿真实验的相关研究和思想实验的特征可见:仿真实验具有思想实验的特质,仿真实验可视为思想实验在化学实验教学领域的特定表现。有限度地使用仿真实验,有利于促进化学教学手段的现代化和化学实验观念的更新。但仿真实验不能承载所有的实验教学功能,搞好仿真实验教学需以真实场景的实验教学为基础。