现代教育技术在高等学校化学实验教学中的应用

隋春红 韩丽琴 董顺福 崔桂花 吉林医药学院化学教研室，吉林 132013

现代教育技术在高等学校化学实验教学中的应用

隋春红 韩丽琴 董顺福 崔桂花 吉林医药学院化学教研室，吉林 132013

将现实教育技术应用于高等学校化学实验的教学之中, 对于改善传统化学实验教学的不足，提高实验教学效果，激发大学生的学习兴趣和创新能力起着重要的作用。本研究旨在介绍现代化学实验教学技术的发展及其在高等学校化学实验教学中的意义。

现代教育技术；高等学校;化学实验化学实验教学是化学教学的重要组成部分，化学实验是培养学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段。近年来，随着高等学校信息化教学的迅速发展，实验教学信息化已成为教育现代化的重要标志，适当地运用现代教育技术进行化学实验教学，不仅可以解决传统化学实验教学的不足，而且对于培养学生实事求是的科学态度、缜密的科研思维和敏锐的科研创新能力起着至关重要的作用。引进现代化教育技术来揭示化学的本质以及化学学习的思维过程，既是现代化学教学的要求，又是化学教学艺术的体现[1]。

1 现代化学实验教学技术

在新的信息化教学理论指导下，化学实验教学的信息化和网络化迅速发展。计算机辅助教学系统（CAI）是信息时代在教学方法和教学手段上最具代表性的产物，它具有交互性、集成性和自适应性等特点。近年来随着Internet的发展更为CAI开辟了一片广阔的天空，先进的仿真技术、网络化的实验平台已登上高等学校的讲台，发挥信息技术的优势，综合应用多媒体、超文本、人工智能、网络通信和知识库等计算机技术，克服了传统教学情景方式上单一、片面的缺点。它的使用能有效地缩短学习时间、提高教学质量和教学效率，实现最优化的教学目标。

1.1 化学实验仿真设计课件

化学实验仿真设计课件运用Flash 软件和3DStudio MAX 软件进行动画仿真，集视、听、操作于一体的新式课件。化学实验仿真课件与普通演示课件以及实验过程的视频教程有着明显的不同。在实验教学中，平面的、简单的电子课件只是使学生看到实验操作的步骤，很容易忽视实验操作中的细节，而且由于某些错误操作所引起的严重后果也无法演示；另外实地拍摄的视频教程也不能根据实验教学需要，将实验过程中微小的细节变化放大，不足以引起学生的足够重视。然而，化学实验仿真设计课件从实验仪器的安装到每一步具体实验操作，以及实验中的注意事项均可真实地展现给学生。例如：在仪器分析实验的教学中，对原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪的仪器结构进行比较，使学生掌握原子吸收光谱仪的光源与检测器成直线型,而原子荧光光谱仪光源与检测器成直角型,同时还比较了空心阴极灯和高强度空心阴极灯的不同、火焰原子化和石磨炉原子化的不同、仪器工作条件选择和测量对象的不同[2]。在化学仿真课件中还可以通过模拟各种具有一定危险性的实验，让学生见识到那些原本由于教学条件的局限，在实际操作过程中无法实现的化学实验，开阔学生的视野，提高学生对化学理论与实际的统一的识。化学实验仿真设计课件可激发学生对化学实验的学习兴趣，给予学生更多的自主性和灵活性，使学生积极主动地操作实验。在中国的有许多高等院校已于近几年相继开展了计算机辅助实验教学方面的研究与探索，仿真实验软件的选题与制作水平正在不断提高。

1.2 化学虚拟实验室

虚拟实验室是虚拟仪器技术在实验室中的具体应用，虚拟仪器技术是测试技术与计算机技术和通信技术相结合的产物，实验者可以在模拟真实环境中完成各种预定的实验。化学虚拟实验室的最大优势是不受时间、空间、微观、宏观的限制，利用计算机网络的远程控制与交互，成为传统实验教学的有益补充[3]。虚拟实验室的另一优势是可以摆脱实验仪器和实验材料的限制，避免有毒实验试剂对人体的伤害，节约人力资源投入和实验费用的支出。目前普通高等学校普遍存在着实验室建设经费投入严重不足的问题，化学虚拟实验室可以通过互联网技术可以实现大型科学仪器的资源共享，避免了大型仪器设备的重复添置，节约财务开支。虚拟实验系统还可以根据课程内容的需要，灵活地选择相应实验系统，实验课程的内容确定后，实验系统的管理员通过调用不同的软件，重新组合成不同的实验系统，从而达到不同的化学实验课程的教学要求。

1.3 网络实验教学平台

要发挥CAI先进的教育技术，对于网络实验教学平台的建设是必不可少的。网络实验教学平台能全面实现开放式的实验教学，由于网络仿真实验运行成本低，操作过程逼真，学生兴趣高，容纳的学生数量大，更有利于实验室的开放教学与资源共享。网络实验教学平台可提供教学内容网络化、直观化和形象化，并且产生独特的教学效果。这种先进的教学方式比传统的教学方法更加方便、简捷、快速，有助于培养学生获取信息的兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。实验室开通网络后，实验教师可以在网上备课，将教案制成多媒体课件和动画，并挂在实验教学中心的网页上，随时从网络上将教案调出，进行教学。网络实验教学平台的建立，有利于师生之间的交流沟通，提高实验教学层次，体现实验教学方法的现代化气息，有助于师生在网络上进行交流和答疑，当学生在开放实验室遇到实验操作上的问题时，可以通过实验室的网络来查询解决问题的办法。实现网络化实验教学，还可以使大型精密分析仪器的测试原理和操作方法通过仿真实验和教学录像虚拟的展示在屏幕上，让学生在网上不断地进行模拟仿真实验，这样能够大幅提高大型分析仪器的实验操作。我们在网络教学平台也有所起步，构建了有机化学实验网络平台教学模式，取得了良好的教学效果。

2 化学实验教学运用现代化教育技术的意义

目前各种现代化教育技术还处在发展、起步阶段，但在实验教学过程中却已经发挥了巨大的作用。利用现代教育技术可以弥补实验教学条件的不足，避免真实实验操作所带来的各种危险，彻底打破空间与时间的限制，培养学生的学习兴趣，提高学生分析问题和解决问题的能力，弥补传统实验教学的缺点和不足。将现代化教育技术运用于化学实验教学之中，具有深远的意义。

2.1 改变实验教学观念，为教育改革服务

现代化教育技术的应用，要求教师由演示者向指导者、创新者的转换；学生由模仿者向探求者和创造者转换。在应用现代化教育技术进行化学实验教学同时，改变实验教学观念，使人才培养方向由经验型人才向创造型人才转变[4]。现代化教育技术是多学科技术发展的综合，代表着当前学科技术的发展水平。随着实验设备实现互联网远程连接，实验的控制更加精准，实验数据的处理和分析更加快捷便利。现代化教育技术有效构建了一个与技术发展同步的实验环境，甚至具有适当的超前性，为化学实验教学改革注入了新的活力。通过引入现代化教育技术，使大学生更容易掌握世界前沿的科学知识，培养他们成为具有个性的知识品质的创新型人才。现代教育技术即是实验教学改革的制高点和突破口，也是走向现代化教学的必由之路[5]。

2.2 实验教学手段多样化，提高化学实验教学效果

现代化教育技术提供给学生与真实实验一样的感受和体会，丰富了学生感性认识，加深对教学内容的理解，又可以弥补因为实验设备、实验场地、教学经费等多方面的不足，丰富实验教学资源。现代化教育技术为实验教学改革提供了条件，教师可采取多种灵活的教学方法，实行个性化教学。通过网络虚拟实验教学，学生可以自主地选择自己所需的实验内容，灵活控制学习时间，不受时间和空间的限制，同时，实验教学考核也可采取多样化，通过网络考核与实际考核相结合，更能真实评价学生的综合能力。利用网络实验教学平台，学生可通过上网接受教师指导，完成各项实验内容，提交实验报告；教师可以通过互联网组织各种实时或非实时的分布式教学，批改实验报告。将教学内容、教师辅导和学生的思考、实验操作等融为一体，打破实验教学长期受到课堂、课时等因素的约束。由于现代化教育技术能够模拟真实的实验环境，使得整个实验过程具有游戏的特点，将群体式学习、协作式学习、竞赛式学习模式的有机结合和与灵活应用， 不仅可以激发学生浓厚的学习兴趣，而且能够显著提高化学实验教学的显著效果。在虚拟化学实验中，学生可以通过改变实验参数，针对不同的结果进行总结与分析，更加有利于培养学生敏锐的科学洞察力和敢做敢为的创新精神。

综上所述，随着教育现代化、开放化、国际化发展，将现代教育技术应用于高等学校的化学实验教学之中，不仅能够充分发挥计算机先进技术的优势，更可以成为对传统化学实验教学的有力补充，使学生的自主学习能力和创造力得到最大程度的发挥，为实现高等学校化学实验教学的飞跃发展提供强大的技术支撑。

[1]杨晓芳.现代教育技术在高等学校教学过程中的地位和作用[J].继续教育研究，2010,（11）：127～128

[2]鲍长利,贾琼,陈博,等.仪器分析实验教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2009,28(10):123～125

[3]熊庆,陈华,李梦龙,等.大学化学网络虚拟实验室建设[J].实验科学与技术，2011,9（2）:166～167

[4]周雨阳，段玉生.现代教育技术促进实验教学创新[J].实验技术与管理，2011,27(11):337～339

[5]毛健.用现代教育技术改造传统高等教育[J].中国高等教育，2001,(8):33～35

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.133