虚拟化学论文范文

虚拟化学论文范文第1篇

（一）实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器，通过加热高锰酸钾制取氧气，利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的，实验仪器和药品的使用方法及注意事项，实验步骤、化学方程式的书写等内容，还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

（二）《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

（1）通过虚拟实验中的文本展示工具，使学习者了解实验目的、原理和方法。

（2）通过对虚拟实验的操作，掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序，能够动手制取氧气。

（3）通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制，加深对实验的认知和理解。

（三）《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端，进入Secondlife虚拟环境，通过以下流程完成整个虚拟实验。

（1）准备阶段：学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

（2）实验阶段：学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图，完成实验仪器的装置；点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

（3）评价反馈阶段：教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价，并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

（一）实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成，供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

（二）交互系统设计

（1）人机交互设计：在实验中通过操作交互，学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中，利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等，能够较好地支持学习者的操作交互。

（2）交流工具：学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

（三）支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户，并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器；外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统（choicer、Quizchair）、学习记录系统（Tracker）、Web-Intercom，为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

（四）特效设计

在Secondlife中，通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

本研究利用Secondlife虚拟环境的情境性、操作交互性和Sloodle平台对实验过程的控制和管理等特性创建了基于Secondlife的虚拟化学实验。该实验具有沉浸感强、深度操作交互、精密的反应机制控制和过程管理等特点，可有效解决当前中学化学实验教学无法培养学生实践能力，不能促进学生对实验过程的认知和理解等问题.

虚拟化学论文范文第2篇

（一）实验分析

高锰酸钾制取氧气是利用酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等仪器，通过加热高锰酸钾制取氧气，利用排水法来收集氧气。学生不仅要掌握实验原理、目的，实验仪器和药品的使用方法及注意事项，实验步骤、化学方程式的书写等内容，还要培养观察、分析能力和实践操作能力。

（二）《高锰酸钾制取氧气》的实验目的

（1）通过虚拟实验中的文本展示工具，使学习者了解实验目的、原理和方法。

（2）通过对虚拟实验的操作，掌握药品的选择以及仪器连接的先后顺序，能够动手制取氧气。

（3）通过对实验过程、现象的观察、分析实验反应机制，加深对实验的认知和理解。

（三）《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验活动设计

学生要完成虚拟实验首先需要安装Secondlife客户端，进入Secondlife虚拟环境，通过以下流程完成整个虚拟实验。

（1）准备阶段：学习者通过Secondlife提供的地图工具搜索到虚拟实验室地标并通过瞬间移动工具进入虚拟实验室。

（2）实验阶段：学习者通过人-机交互选择事先通过3D建模工具创建好的虚拟实验仪器、药品并通过资源工具查询相关仪器的使用方法及实验装置图，完成实验仪器的装置；点击各个实验仪器、添加药品来完成实验。

（3）评价反馈阶段：教师根据学生提交的实验报告和学习者的学习记录对学习者本次实验进行一个综合评价，并将评价结果通过评价反馈系统及时反馈给学习者。

二、《高锰酸钾制取氧气》的虚拟实验环境设计

本研究以《高锰酸钾制取氧气》为例设计的虚拟实验环境。以实验过程的设计为理论基础从场景及模型设计、交互设计、支持工具设计、特效设计、评价设计这几方面设计三维虚拟实验环境。

（一）实验环境的场景及模型主要虚拟教室、虚拟实验室和仪器设备组成

虚拟教室由讲台、桌椅、多媒体系统、音响设备、电子白板、书柜、书、电脑组成，供学习者实验后进行交流、报告、探究、形成实验结论。虚拟实验室主要由实验环境、实验操作台、水池、药品柜、灭火设备为为学习者完成实验并获取实验数据。仪器设备主要是酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽、铁夹、烧杯。药品耗材主要是高锰酸钾等。

（二）交互系统设计

（1）人机交互设计：在实验中通过操作交互，学习者能够感受到实验设备的控制感和体验感。在Secondlife中，利用创建工具可以实现简单的“点击”“移动”“坐在上面”等操作，Secondlife提供的林登脚本语言可以设置改变物体的性质、运动方式、运动轨迹、对外力的反应等等，能够较好地支持学习者的操作交互。

（2）交流工具：学习者在实验过程中和老师、同伴交流的方式主要有在线的同步交流和异步交流。

（三）支持工具设计

实验支持工具是指支持学习者完成实验的所有工具，本研究的支持工具主要包括搜索工具、资源工具、实验认知工具、评价反馈工具等。搜索工具主要是地图工具和瞬间移动工具通过它们是搜索定位各种学习场所、用户，并瞬间移动到目的地。资源工具包含Secondlife内部资源和外部资源。内部资源主要是3D浏览器；外部资源包括各大搜索引擎。这些工具可以搜索Secondlife内部和外部各种信息资源实验认知工具主要包括3D建模工具、拍摄工具、记事本工具主要为为实验过程中学习者观察记录实验现象、采集数据提供支持。评价反馈工具主要包括问卷系统（choicer、Quizchair）、学习记录系统（Tracker）、Web-Intercom，为实验后学习者自评、反思以及教师评价反馈提供支持。

（四）特效设计

在Secondlife中，通过粒子系统结合林登脚本语言可以营造烟雾、火焰、气体、雪花等各种现象。在本实验中酒精灯加热的火焰、水槽里面的气泡、集气瓶中的氧气、反应过程中的烟雾、药品晶体的状态变化等效果都可以通过粒子系统来实现。

三、结论

本研究利用Secondlife虚拟环境的情境性、操作交互性和Sloodle平台对实验过程的控制和管理等特性创建了基于Secondlife的虚拟化学实验。该实验具有沉浸感强、深度操作交互、精密的反应机制控制和过程管理等特点，可有效解决当前中学化学实验教学无法培养学生实践能力，不能促进学生对实验过程的认知和理解等问题。

虚拟化学论文范文第3篇

《中药化学》是中药学专业各方向学生必修的专业基础课,理论课和实验课学时接近1:1,主要研究中药化学成分的结构、性质、提取分离和结构鉴定等内容,是一门实践性很强的学科。中药有效成分的提取、分离和鉴定,学生基本技能的培养,无不通过实验来完成。利用现代化教学手段,开发网络教学课件和网络虚拟实验,拓展实验室开放空间,已成为趋势。我们依据课程主要内容,针对培养目标、培养模式,实施了教学内容、教学方法和教学手段的改革。目的是要培养学生的自主学习、自我获取知识能力以及从事科学研究的创新能力。经过两年的实践,取得了明显的效果。

一、理论教学方面

1.以科研促教学

在教学内容上注重基本理论、基本知识和基本技能的介绍,注重基础知识与先进技术和当代科技发展的衔接,及时将中药化学领域的新思想、新思路和新技术融入教学当中,尽可能使教学与实际工作相结合。以科研促教学,本室老师积极申报部级、省级、市级以及院级的课题,并取得了骄人的成绩。与此同时,教研室老师根据课题研究方向以及多年的教学与科研经历,将科研成果应用于教学课件中,如:将科研成果HPLC指纹图谱加入到中药复方制剂的质量控制中,将TLC图谱加入到正相色谱与反相色谱的讲解中,使教学更加生动、活泼。

2.教学手段多样化

教研室老师注重教学手段改革,将教材中的重点与难点内容,利用直观、形象、生动的图片、动画等展现出来,为教学服务。大家集思广益,互相交流,多媒体课件有下载的,有自己拍摄的,有自己制作动画的。如水蒸气蒸馏法提取挥发油,有两种仪器,用图表示学生很容易理解;以索氏提取器回流提取,老师制作的动画形象说明了仪器装置和提取原理,学生一目了然。讲薄层色谱时,利用Flash课件,让学生了解整个操作过程,提高学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。

3.开设专题研讨会

教师精选某些专题,如:指纹图谱的研究现状与趋势、CO2超临界萃取技术在中药中的应用等,指导学生查阅国内外文献,了解国内外有关最新研究进展,让学生自己撰写综述,分组在课堂上或利用课外时间进行讨论、交流,提高了学生文献查阅和综述写作以及口头表达能力。

二、实验教学方面

由于制作虚拟实验室难度大,迄今为止,中药化学虚拟实验室在国内尚未见到。我们建立的中药化学网络教学平台分教师团队、学习重点、新进展、虚拟考场和虚拟实验室五个部分。“教师团队”介绍教师的情况和研究方向,“学习重点”讲解教材中的难点重点内容以及学习方法,“新进展”介绍中药化学领域新的提取分离技术及新进展,并引导学生了解行业新动态,是课堂教学的有益补充。“虚拟考场”供学生课后练习,检查学习情况。“虚拟实验室”目的在于充分发挥网络和计算机的优势,利用直观、形象、生动的图形及实验演示等手段为教学服务,将中药化学实验中有关化学成分的性质及其提取、分离和检识等操作过程通过声、色、态的改变以形象生动、鲜明的连续动态形式表现出来。学生可以选择仪器,选对了可以进行下一步操作,选错了仪器不能移动组合,并可以点击观看每一个实验步骤的实物图片。虚拟实验内容力求做到更加丰富,动画设计生动形象,通过虚拟实验操作,使学生能够进行仿真学习,加强了对实验步骤和现象的了解。

将教师讲解实验内容和整个规范操作过程拍摄下来,通过视频课件在校园网上供学生自学和预习、复习实验内容。综合性、设计性实验的开出率达到了100%,同时更加注重实验教学质量的提高。如中药化学的综合性实验:“芦丁的提取、分离与鉴定”,学生提取的产物除了自己做紫外光谱鉴定外,还选个别产品做了核磁共振的氢谱和碳谱,结果复印给学生,要求学生综合谱图信息分析化合物结构,锻炼了学生实际解谱能力,提高了学生的学习兴趣。

三、人才培养方面

结合中药学专业的定位:培养中药领域的应用型人才,实验室注重培养学生的动手能力,提高学生的创新能力。

1.开放实验室时间早,效果好

本院中药化学实验室建于2005年5月,从2005年暑假开始,中药学院实验中心率先开放了实验室,除已经开设的实验课内容外,增设开放性实验,利用晚间及周末时间开放实验室,学生报名踊跃。2003级中药班开放实验题目为栀子中京尼平苷的提取、分离和纯化,在我院对03级66名学生进行开放性、设计性实验情况进行的无记名问卷调查中,与其他课程相比,学生满意度最高。

2.第二课堂活动,培养学生的创新精神和科研能力

教研室老师利用周末和暑假时间,在大三学生中组织兴趣小组,开展多种形式的科研活动,如参加教师的科研课题,培养学生实际操作能力和综合运用中药化学理论知识的能力。两年中,共指导16名学生进行第二课堂科技活动,丰富了学生的课余生活,提高了学生的综合素质。在老师的指导下,四位同学的科研论文“AB-8大孔树脂纯化降香总黄酮的工艺研究”发表在广东药学院学报上。部分学生延续课题内容,在大四继续进行毕业实习,学生反应良好。有学生在毕业论文中写道:“从大三到现在,在中药学院中药化学与分析教研室参与科研实验,使我受益非浅。使我的动手能力、理论知识水平、科研能力得到了很好的培养和提高,并让我深深地感受到团队协作精神的重要性。它是我大学生涯中最重要的一课。”这一系列科研活动既扩大了学生的视野、提高了学生动手能力和科研能力,又激发了学生对科研的兴趣,进一步探讨理论问题,学以致用,培养实用性的人才。

四、取得的成绩

虚拟化学论文范文第4篇

关键词：辅助教学；仪器分析；虚拟实验平台；建设

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）07-0172-02

药品检验是药学专业的核心课程，仪器分析则是测定药物的物理常数、鉴定药物真伪、检测药物纯度和杂质限量、测定药物含量及效价的主要方法，具有取样量少、灵敏度高、自动化程度高、分析速度快、应用范围广等特点。随着技术的发展，仪器分析的基本原理和实验技术已经成为药学研究和应用工作中必须掌握的基础知识和基本技能，药物研究、生产及检验等各种行业机构对高效液相色谱仪、气相色谱仪、分光光度计、质谱仪等设备的依赖已经到了不可或缺的地步。培养熟练掌握仪器分析技术的专业人才，是药学教育的主要任务之一。

当前仪器分析教学面临的主要问题

教学仪器严重不足，教学效果有限 实验教学所用仪器多数为贵重、精密物品，且数量极为有限，如质谱仪、核磁共振波谱仪等大型分析仪器，一般学校只购置1台。而近年来的扩招使得学生数量成倍增加，教学仪器资源更显缺乏。教学仪器的不足，使得很多学校的实验实训课程变成了观摩课、试教课，学生得不到足够时间和强度的实际操作锻炼，实验教学效果不理想。

仪器落后，与实际应用脱节 技术的快速发展使得分析仪器更新换代的频率加快。而在学校的实验教学中，往往由于经费原因，所使用的仪器得不到及时更新，从而与实际应用脱节。学生在校期间学会的分析仪器操作技能，到了实际工作环境中用不上，仍然要学习新一代仪器的使用，这使得学校实验教学的意义大打折扣。

教学成本高，学生无法熟练掌握仪器 仪器分析实验教学需要用到大量的药品、试剂，教学成本很高，所以往往以小组的形式进行实验，真正得到动手锻炼的学生只占少数，而且也只能进行有限次数的操作。在这种情况下，学生只能对仪器有一个基本的认识，而无法熟练地掌握仪器使用技能。在一些高端仪器的实验教学中，这一问题尤为明显。

实验操作层次较低，无法深入了解仪器功能 当前，仪器分析教学安排的都是操作层次较低、步骤简单的实验，立足于让学生了解仪器、知道基本操作过程，而无法做到让学生深入、全面地掌握仪器的用途。这导致了学生对仪器的认识浅尝辄止，难以了解除实验所用以外的仪器的使用方法，也没有机会碰到使用仪器过程中的各类特殊情况，无法培养学生对各种问题的分析和处理能力。

存在操作安全、环境污染等隐患 仪器分析实验中部分试剂是危险的化学物品，如果操作不当会发生安全事故，同时，实验过程中排放的“三废”也会对环境造成污染。但为了保证教学质量，一定量的实验实训课程必不可少，这容易引发安全问题和环境污染问题。

虚拟仪器分析实验的研究及其应用

虚拟仪器分析实验指的是利用计算机系统，引入现代信息技术和虚拟现实技术，模拟各种分析仪器，使受训者可以像在真实环境中一样运用各种虚拟实验器械和设备，对建立起来的实验模型进行实时仿真操作，从而完成各种预定的实验。

笔者利用中国知网，对中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国博士学位论文全文数据库进行跨库检索，以模糊匹配方式查到2000年以来药学相关学科内关于“虚拟仪器分析实验”主题的期刊论文共253篇，学位论文共3篇。其中，2008年以来的论文共97篇，约占38%，表明虚拟仪器分析实验是近年来的研究热点。所查论文的主题主要包括了“虚拟仪器分析实验的概念和应用”、“虚拟仪器分析实验的优缺点”、“虚拟仪器分析实验教学系统的设计”等。许多研究人员从不同角度对虚拟仪器分析实验进行了探讨，如杨雪等人研究了虚拟实验中情感、表现和行为三个层次的设计思路，傅增智、徐静等对比研究了虚拟实验和真实实验，代晓青则探讨了虚拟实验对受训者操作规范的培养作用。

国内外多所大学，如霍普金斯大学、上海交通大学、大连理工大学等都对虚拟实验室建设进行了研究，并建设了一些适合于药学、化学专业的虚拟实验室。中国药科大学建立了一套《气相、液相分析实验》仿真系统并取得了一定的应用效果。重庆医药高等专科学校开发了一套实训教学系统用于虚拟仪器分析实验教学。国内外软件市场上也出现了相关的虚拟实验室产品，例如Chem SW公司的GC-SOS气相色谱模拟和优化软件，大连理工大学的仪器分析虚拟实验室。笔者通过网络调查，发现中国药科大学、重庆医科高等专科学校、大连理工大学、广东药学院等高校已经应用了虚拟仪器分析实验系统。

辅助教学的虚拟仪器分析实验平台建设思路和要点

建设思路 用于辅助教学的虚拟仪器分析实验平台的建设，目前主要有以下三种建设思路：第一，引进市场产品。购买成熟的虚拟仪器分析实验平台，是最便捷的解决方案，具有流程简单、部署方便、实现容易、后期维护有保障等优点，缺点在于需要一定的经费支持，尤其是一些国外的虚拟软件，价格十分昂贵。此外，直接引进的产品还存在不一定能完全满足当前实验教学需求、定制相对困难等问题。第二，引进其他高校开发的系统。国内许多高校都开展了虚拟仪器分析实验教学研究，并出现了不少优秀成果。例如，中国药科大学开发的仪器分析实验仿真教学实习系统，可以进行试剂的仿真配置，完成气相色谱系统和液相色谱系统的仿真操作，自动记录学生的操作过程，进行仿真实验考核等功能。引进其他高校开发的系统，优点在于能够在较大程度上满足当前实验教学的需求，同时所需经费也不是很高，缺点是后续的服务可能会不到位、系统无法更新等。第三，自行开发或委托开发。自行开发或委托第三方公司开发虚拟仪器分析实验教学系统，能完全根据自己的实际实验教学需求进行功能的规划和系统的设计，具有较强的灵活性和兼容性，前提是必须拥有具有系统分析能力的工作人员。自行开发可以结合学校信息化教学建设工作及相关科研项目展开，是当前许多学校选择的建设思路。

建设要点 在虚拟仪器分析实验平台的建设中，有许多值得注意的地方。笔者认为，一个先进的虚拟仪器分析实验平台必须具备以下三个特点。第一，用户界面逼真。用户界面逼真是虚拟仪器分析实验平台必须具备的第一个特点。因为虚拟仪器分析实验平台是用于仿真实验的，要达到用户在虚拟实验平台上学习、操作后，在真实仪器上能够无需再次学习、非常熟练地使用。所以，用户界面必须逼真，仪器的形状、颜色，相关提示灯和提示信息的显示、操作过程和操作结果的模拟，都要和真实仪器相差无几，才能达到实验的效果。因此，最新的3D技术、虚拟现实技术必须在实验平台中应用。第二，富于交互。仪器分析实验过程本质上就是人机交互过程。如果虚拟仪器分析实验平台不具备较强的交互性，就只能算是一个仪器分析实验演示软件，而无法起到实验的作用。一个先进的虚拟仪器分析实验平台，应该是富于交互的，各类按钮的功能和支持的动作，要和真实仪器一致，同时，各种交互操作应该是简洁明了的。多点触控技术应该在实验平台中得到应用。第三，充分设定各种应用情景。虚拟实验的最大好处在于可以模拟任意特殊的情况而不会产生任何危险。因此，应充分设定各种应用情景，让受训者在虚拟实验过程中可以任意操作，认识各种特殊乃至危险的后果，从而让受训者更为彻底地掌握仪器的特性和使用方法，加深对仪器的认识和对安全操作的理解。

虚拟仪器分析实验平台的教学效果

虚拟仪器分析实验平台具有运转快速、界面简洁、覆盖面广、利用方便等特点，能比较真实地模拟相关实验的过程，让学生提前熟悉仪器及掌握仪器的操作，认识实验项目的操作步骤和要点，有利于学生对真实仪器的操作，节省真实实验的材料和时间。通过虚拟实验，可以让学生多次重复实验而无时空限制、安全及污染等问题；可以让学生规避真实实验的诸多忌讳，甚至违规操作，以进一步掌握仪器的使用办法；可以通过各种设定好的特殊情况，感受仪器操作过程中可能出现的问题，以全面地锻炼学生分析问题和解决问题的能力。

北京中医药大学在2006级中药学、中药分析、中药制药班应用“高效液相色谱法定性和定量分析实验”虚拟教学后进行教学效果问卷调查得知，有81.2%的学生愿意进行虚拟实验学习，有84.8%的学生通过虚拟学习清楚地知道了如何操作仪器。2007年底，清华大学在将仪器分析实验多媒体网络教学平台应用于化学系、化工系、环境系及核物理学院等院系的仪器分析实验教学中，经过连续5个学期的教学数据对比分析，发现接受了虚拟实验教学的学生个人得分同比超过其他院系的学生，仪器分析实验教学质量得到了明显提高。第二军医大学应用了虚拟实验平台后，82%的学生认为虚拟教学系统的交互性有利于知识传授，76%的学生认为运用虚拟教学系统有助于提高相关教学内容的教学效果和教学效率，73%的学生认为虚拟教学系统更适合于辅助教学。

当然，虚拟实验替代不了真实实验。由于其缺少实物感，操作正确的情况下结果唯一，无法反映现实中操作正确也有可能出现不良后果的情况，虚拟仪器分析实验主要用于辅助教学，结合真实实验教学，以取得更好的教学效果。

综上所述，在药学教育工作中，虚拟仪器分析实验平台具有广泛的应用前景。科学地运用虚拟实验手段，拓展教学空间，能有效解决很多用常规方法无法解决的教学问题。建设一个界面逼真、富于交互、充分设定各种应用情景的虚拟仪器分析实验平台，用于辅助教学，将有效缓解当前仪器分析教学中面临的主要问题，可以成为实验教学的有益补充，丰富和完善仪器分析实验教学的教学形式，降低教学成本，增强教学效果，从而提高仪器分析实验教学的质量和水平。

参考文献：

[1]杨雪，宋金刚，黄海林.医学虚拟实验的层次性设计研究[J].中国高等医学教育，2010（1）.

[2]傅增智，孙云霞.虚拟实验结合真实实验提高生理学实验教学的实效性[J].卫生职业教育，2009（22）.

[3]徐静，孙艺平，王冬梅.虚拟实验与真实实验在机能学实验中之比较[J].医学与哲学（人文社会医学版），2009（6）.

[4]代晓青，杨雪，黄海林.虚拟实验对提高医学生规则行为能力的作用分析[J].中国高等医学教育，2010（12）.

[5]Lucília Domingues，Isabel Rocha，Fernando Dourado et al.Virtual labora-tories in （bio）chemical engineering education[J].Education for Chemical Engineers，2010（2）.

[6]狄斌，吴春勇，李博.在仪器分析教学中引入仿真教学手段的思路[J].药学教育，2005（5）.

[7]彭坤，王易振，张静文，等.虚拟半自动生化分析仪实训教学系统的构建[J].重庆医学，2010（18）.

[8]Capillary Gas Chromatography，Simulation and Optimization Software[EB/OL].[2011-06-05].http：//www.省略/.

[9]大连理工大学化学系.仪器分析虚拟网络实验室[EB/OL].[2011-06-05].http：//chemlab.dlut.省略/homepage/produce/index.php?action=v4.

[10]曹枫，关兆铿，马长华，等.“仪器分析实验多媒体教学平台”制作与应用[J].中医教育，2008（5）.

[11]周云，张连庆，林金明.多媒体网络化教学平台在仪器分析实验教学中的探索与实践[J].大学化学，2010（6）.

[12]罗虹，王士勇.《腕踝针虚拟教学系统》的开发及应用研究[J].西北医学教育，2008（4）.

作者简介：

虚拟化学论文范文第5篇

合理搭配实验内容。要想在有限的学时内，完成更多的实验内容，以实现免费师范生知识与经验的沉淀，就必须要尽可能合理安排每个实验的时间，以实现实验效益最大化。例如某些实验需要等较长时间，那么可以适当地在这个实验间隙，合理地安排一些时间短的实验充实这段时间。像“聚丙烯酰胺凝胶电泳”这一常规实验。其实验步骤及需要时间大约为:教师讲解实验所需时间大致为30分钟、灌制分离胶需要1小时左右、灌制浓缩胶大致需1小时、点样大致需30分钟、电泳时间为2．5小时、卸胶约需要10分钟左右、洗胶约需30分钟、染色大致需要30分钟，实验总共耗时大约7小时左右。其中像在灌制分离胶与浓缩胶、电泳时，学生其实是在等待。如果在等待的这段时间中合理安排一些时间较短的实验内容，如:酶的特性检验或糖类性质测定实验，就可以在有限的学时内，完成更多的实验内容，从而增加了免费师范生实践操作时间，锻炼了他们的技能。

2虚拟实验

视频虚拟生物化学实验视频其实质就是通过录制教师示范试验或者在教师指导下一些学生所做实验。做实验时，教师通过视频给学生讲解需要哪些仪器、详细说明操作过程以及实验要点。这样可带给学生对于实验的直观认识。并可结合视频，让学生分组讨论实验过程中易错之处，以及对实验结果进行分析。虚拟生物化学实验视频优势之一，在于对一些价格昂贵的大型精密仪器，诸如透射电镜、流式细胞仪、核磁共振等，可以在虚拟实验中得到全面展现。优势之二在于学生通过虚拟生物化学实验视频，可以掌握一些先进的在生物化学中属于前沿的一些技术实验技术，例如蛋白质双向电泳技术等。优势之三在于通过虚拟生物化学实验视频，在做实验时学生可以不受场地以及时间限制，就几乎可以完成所有的传统实验，还可以在教师的带领下模拟一些综合性和探究性实验，从而可加深学生对实验的认识，开拓了他们的视野，增强学生的动手能力。优势之四在于通过虚拟生物化学实验视频，还可以让学生独立进行模拟和设计实验，既节省试剂，又可免除了实验中的一些意外伤害2深化教学方式。只有站的高才能看得远，作为培养免费师范生的教师只有不断更新自身知识结构，提高自己的科研水平，才有可能开阔学生的知识视野、激活学生的思维。作为培养免费师范生的教师应海纳百川，不仅要不断创新教学内容，而且要不断地把自己的、他人的、以及世界的最新科研成果融进生物化学实验课中，这样才能形成以培养学生做学问做研究为主的新模式。

3细化考核内容

把原来实验成绩只是由实验报告提交，然后给出实验成绩的模式。改革为注重过程，提升能力培养的评价模式。将实验教学考核由分成几个部分。其中平时成绩占10%比例，包括出勤率、迟到早退等情况。实验动手操作考试成绩占60%的比例，包括实验步骤的设计、实验时间的合理运用、实验结果的准确性等。理论成绩占到30%的比例，包括对实验要求、实验目标、实验原理的理解与掌握。同时对实验报告提出新的要求，鼓励学生对实验步骤进行综合分析，并在实验报告中反映出每一步骤的基本原理。在较大程度上避免了仅参考实验结果无法区分学生对实验原理实际掌握程度的局限性。在生物化学实验教学过程当中，可以根据实验类型的不同，采取不同的考核方式。对于验证性实验，要求学生仅仅提交实验报告，对获得的结果能进行简单的分析与讨论。而对于综合性实验而言，其考核方式要求学生能对对实验过程当中所出现的现象进行逐一分解与分析，并且对实验结果进行详细的阐述说明。对于创新设计型实验的考核，不仅要考核学生实验目标的理解、实验步骤的设计、实验结果的分析等。而且要让学生的实验报告采用科研论文的方式提交，按照科研论文的规范要求书写，在指导教师的修改下，根据实验结果能达到发表学术期刊的要求。

虚拟化学论文范文第6篇

关键词：数字图书馆；虚拟学习环境；整合

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆的数字资源融合在一起。学生通过教学过程获取知识的方式和通过图书馆获取信息的方式均发生了巨大变化，导致了图书馆服务从传统服务向虚拟服务的扩展。

1 数字图书馆与虚拟学习环境整合概述

1.1 有利于图书馆服务角色的改变

图书馆的服务从传统对图书资料的开发利用，重视对教师课件资源和考卷资源的开发，到承担起利用元数据对其组织、描述、加工和整理的任务，将学生的学习资源、教师的课件资源和图书馆资源与服务融合在一起，并建立一个统一的信息访问平台。对来源各异、不同媒体的信息资源进行整合，利用统一的界面为读者提供一个一站式学习、无缝检索的数字化学习环境。

1.2 拓展了图书馆的服务模式

数字图书馆的建设是为了高效率利用图书馆资源，解决传统图书馆信息搜集、整理、加工服务过程中的局限性和低效率，以满足读者对图书馆信息资源的需求。与传统图书馆的服务相比，数字图书馆与虚拟学习环境的整合建立起了以数字图书馆为平台发展起来的虚拟服务、个性化服务、虚拟参考服务、网络导航服务。

1.3 有利于培养学生的学习能力

虚拟学习环境是在网络条件下产生的，它具有明显的特征：技术性、开放性、学习资源的丰富性及共享性、学习的自主性等等。数字图书馆与虚拟学习环境的整合可以满足不同读者的不同的学习需求。通过网络虚拟学习调动读者的感官认识，使其产生学习兴趣，并能变被动为主动。不仅学习到了知识，而且获得了学习能力的提升。

1.4 有利于同学之间，学生与教师之间的交流

传统的教育方式是受教育者与施教者，两者之间根本不可能实现所有学生与教师之间的互动。虚拟学习环境下，教育不再是单纯的只在校园或者在教室内的行为模式，学生对教师的依赖性减少了。学生可以向老师提出问题，寻求老师的帮助。老师也可以随时抽查学生作业，并对作业提出意见和要求。所以说虚拟学习环境更能启发学生的创造性、互动性。

2 数字图书馆与虚拟学习环境整合中存在的问题

2.1 技术层次低

虚拟学习环境依托于数字图书馆的发展，但数字图书馆涉及到图书馆本身结构的数字化以及管理程序、信息传递过程的数字化。它的形成必须依靠馆藏信息资源的信息数字化。数字图书馆是以数字化的形式，通过计算机和其它外部设备再现的信息资源。在发展过程中一些技术问题还不够完善，造成了读者下载资料困难。可获取的资源太少，因而不能真正提供“一站式”的服务。

2.2 资源有限

数字图书馆与虚拟学习环境的整合是为了让读者获取更多图书馆资源，为读者提供经数字化处理的多样化、全球共享的学习材料和学习对象。而在具体使用过程中，由于受到各种因素的制约，造成向读者提供资源有限。目前，高校馆藏数字化主要集中在学位论文、会议论文等电子资源（电子期刊、电子图书等），对多媒体资源及网络资源收集加工比较少，对图片、音频、视频、光盘等类型的资源提供的检索途径比较少。

2.3 读者利用的效率不高

目前国内许多图书馆资源与服务分布较散，一站式信息服务未能实现。一方面高校数字图书馆在资源整合过程中普遍存着数据缺乏规范，造成用户获取资料困难；另一方面图书馆资源内容采集不全，有些数据库的期刊在整合系统中没有收集。这些都是造成读者利用效率不高的重要原因。

3 加强数字图书馆与虚拟学习环境整合的举措

3.1 提高整合技术，完善整合后的系统功能

3.1.1 信息资源整合。信息资源的整合应以馆藏书目资源为核心，选择本校特色主题制作成独具特色的文献数据库或者专题数据库，对数目数据库、全文数据库和一些免费提供短期服务的数据库、自建数据库等多种载体进行全方位的提示与整合。对读者比较常用的资源，如电子期刊、电子图书、学位论文、会议论文等数字资源通过图书馆主页提供给读者。

3.1.2教师课件的整合。对全校优秀教师的教学方法、课程需要的资源等加以整合，以充实到虚拟学习环境中。

3.1.3 建立信息资源导航库 。根据读者需求，搜索、选择、挖掘Internet中的信息资源，下载到本馆或本地网络中，经过分类、标引、组织，通过网络或其他方式提供给用户。图书馆将这些整合出来的数字资源，通过一定的检索方法提供给读者。对于教师课件参考文献及教学参考书目与图书馆目录建立技术上的链接，达到虚拟学习环境和数字图书馆相融合的结合体。

3.2 加强读者信息检索技能的培训

对读者群的培训。从低年级的入馆教育到高年级的文献检索课的教育要分层次逐步开展，以达到即对学生进行培训，又对图书馆资源起到宣传作用。在全校范围内提高文献检索课教学力度，将文献检索课纳入必修的范畴，让文献信息检索知识成为学生走向社会后必不可少的知识点。

3.3 对读者信息需求的分析

3.3.1依赖心理。随着图书馆服务的更新，读者可以通过计算机、网络等技术查找他所需要资料。但读者还是希望通过一个界面能方便快捷的查找资料以及教学课件等。

3.3.2 求便心里。读者在利用虚拟学习环境时，倾向于手续简便、网络搜索引擎与入口提供单一的检索点。

3.3.3 求新心里。由于信息量大，更新快，读者在利用时希望获取的是最新的、经过筛选、具有高质量的资源与环境。

对读者信息需求的分析，是了解读者在虚拟学习环境中学习过程的一般需要，以便在虚拟学习环境的创建中更好地整合各种数字资源、教学资源，做到有的放矢。

虚拟学习环境是新兴的、不断发展的信息服务体系，教师、图书馆员和学生在这一学习环境过程中，将对数字图书馆和虚拟学习环境提出更多、更高的要求。

参考文献：

[1]薛调等.一体化学习环境下的高校图书馆用户需求分析研究[J].图书馆工作与研究，2005（2）

虚拟化学论文范文第7篇

[关键词]悦趣化学习；研究现状：研究热点：面临的问题

[中图分类号]G40-057　[文献标识码]A　[论文编号]1009-8097(2011)06-0032-07

一　引言

计算机技术的飞速发展为其在教育中的应用提供了多种方式，数字化学习与寓教于乐方式的结合正变革着传统的以训练和练习为主的行为主义学习方式。关于悦趣化学习(Game-based learning)的研究最早可以追溯到2003年，由James Paul Gee阐述了游戏对认知发展的影响，自此，游戏在学习中的应用研究如股热潮席卷全球。而在2011年，由惠普公司赞助的新媒体联盟(NMC)和教育学习创新组织(ELI)的一项研究报告中指出，未来的两三年之后悦趣化学习会成为新兴技术在教育领域内的研究热点之一。在第十三届全球华人计算机教育应用大会(GCCCE2009)中，“悦趣化学习与社会”作为一个年轻的研究专题，其论文投稿数量排到了第三位。由此可以看出，悦趣化学习已成为当前也是未来相当长一段时间内，值得教育技术领域关注和研究的热点话题。

二　国外悦趣化学习研究现状

1　研究方法与研究过程

(1)研究样本的选择

文章选择的研究样本为学术论文，以数据库的地位和权威性为参考，最终确定的外文数据库包括Elsevier ScienceDirect、Springer Link、Wiley Inter Science和EBSCO等四家国外知名数据库。因此，国外文章以这四个外文数据库为研究范畴，时间跨度为2000年1月至2010年12月，分别以检索项：“Article titles”；检索词：“game-based learning”的检索方式进行检索，剔除无关样本，其中Elsevier Science Direct数据库获得有效样本9篇，Springer Link数据库获得有效样本8篇，Wiley Inter Science数据库获得有效样本10篇，EBSCO全文数据库获得有效样本14篇，所有文章样本共计41篇。

(2)研究方法与研究工具

本研究主要采用内容分析法和文献分析法开展研究。内容分析法就是对明显的传播内容作客观而又系统地量化并加以描述的一种研究方法。这种研究方法被大量用于分析文本材料，预测某一领域的发展趋势。文献分析法是按照研究课题的需要，对教育文献进行查阅、分析、整理进而探索教育问题的一种研究方法。文章结合两种研究方法展开本主题的分析研究工作，在内容分析的基础上辅以文献分析，力求研究的结果更加真实全面。本研究的数据统计、分析和图表的生成均使用Microsoft EXCEL2007软件。

(3)研究类目与分析单元

国外研究现状的分析主要从数量分布、作者国籍、研究主题和研究方法等四个方面进行研究。研究主题的分析单元以数码游戏化学习会议(2010)论文投稿主题的分类为参考，为了确定已有文献在研究内容上关注了哪些方而，笔者采用的方法是：首先，阅读文献，确定研究关注的内容，将其记录在表格中：然后根据表格中的研究内容，对其进行归类、合并，最终将研究主题分析类目分为理论研究、设计与开发、应用与评价、与青少年的发展和与网络技术的融合等五个方面。

2　研究结果分析

(1)文章数量分析

从图l中可以看出，最早出现关于悦趣化学习的文章是在2003年，由James Paul Gee在文章中阐释了游戏对学生认知发展的影响。到2005年，关于悦趣化学习的研究出现快速增长，从图中可以看出关于悦趣化学习的研究呈逐年上升趋势。这主要由于近几年游戏业引人瞩目的发展，教育工作者开始接受游戏作为帮助学生进入数字化学习世界的一利途径，数字化游戏被认为促进和支持学生情境学习的最佳工具。

(2)作者国籍分析

从图2中可以看出，关于悦趣化学习研究最多的国家是美国，其次是荷兰、英国和加拿大，芬兰、土耳其和奥地利等其他国家的研究者也发表了相关的研究文章。可以看出，悦趣化学习正作为一个新型的研究领域而得到世界范围研究者的重视，而美国作为这场浪潮中的前沿者引领着这一研究领域的发展。美国作为发达国家，无论电子游戏产业的发展，还是电子游戏的研究均走在世界前列。在美国，“游戏产业的市场收益已经超过了电影院和举办音乐会带来的收益，所以游戏产业已成为娱乐业中增长最快的一个领域”(Novak，2008)游戏在教育中的应用研究也逐渐被研究者所重视。

(3)研究主题分析

从图3中可以看出，关于悦趣化学习研究最多的是应用与评价，包括悦趣化学习环境下学习者的动机和认知过程评价、悦趣化学习在中学学科教育中的应用、悦趣化学习在高等教育中的应用和悦趣化学习的认知评估等几个方面。其次是设计与开发研究，包括悦趣化学习环境的设计、悦趣化学习类比编码工具的开发和悦趣化学习实验游戏模型的设计等。在理论研究上，主要围绕悦趣化学习的潜力、悦趣化学习作为教学中一个新兴的范例和悦趣化学习中的教学设计问题等几个方面进行探讨。另外，与青少年的发展以及与网络技术的融合两个方面也有相关的研究文章。由于网络技术的日渐成熟和电子游戏的迅猛发展，两者也在求得自身发展的同时走向交融，而电玩族也在随着电子游戏产业的发展而变得日益庞大，电子游戏对青少年乃至成人的吸引力有增无减。电子游戏对于青少年的学习和成长正作为一个关注点而逐渐得到研究者的重视。

(4)研究方法分析

从研究方法分布情况可以看出，文献多采用实验研究法，主要围绕着悦趣化学习中学习者的学习效果和动机、学习者的行为表现和学习态度以及元认知策略对游戏环境中学生学习的影响等方面进行实验研究。而案例研究法在实践中也得到广泛的应用，它是一种将时间和情境地相融合的研究方法。在悦趣化学习研究中，主要是通过选取著名的游戏软件案例，看其在应用中对学习者的影响，包括对软件的使用熟练程度、对软件在课堂学习中的应用评价以及对课堂应用效果的看法。文献研究法在数量分布上排到了第三位，说明悦趣化性学习作为一个新兴的研究领域存在很多值得探讨的问题。从研究方法分布整体而言，国外文章多采用以实证主义研究范式为主导的研究方法，研究者倾向于将研究对象置于客观世界中，运用调查实验、统计分析的手段来展开研究。

三　国内悦趣化学习研究现状

1　研究样本与研究类目

(1)研究样本的选择

国内文章以中国期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库和中国重要会议论文全文数据库为样本来源，分别以检索项：“篇名”；检索词：“游戏化学习”、“游戏式学习”、“悦趣化学习”；时间：2000-2010；范围：全部期刊；匹配方式：模糊；剔除会议报道等无关样本，共获得期刊文章样本28篇，博士学位论文样本O篇，优秀硕士学位论文样本10篇，重要会议论文样本1篇，所有文章样本共计39篇。

(2)研究类目与分析单元

对国内研究现状的梳理主要从文章数量、研究主题和研究方法三方面进行分析。其中研究主题分析单元的划分过程与国外一样，通过对样本文章研究内容的分析和归类，最终将研究主题分为理论研究、设计与开发、应用与评价、学习环境研究、学习社区研究和与网络技术的融合等六个方面。

2　研究结果分析

(1)文章数量分析与国外研究趋势一样，国内对于悦趣化学习的关注也在逐年上升。最早关于悦趣化学习的实践探索主要在沿海地区的中学进行，如珠海奥卓尔软件公司设计的《快乐老师――游戏化学习环境设计平台》，该平台以游戏化学习为突破口，结合信息化教育，把学习的自主性更大程度地交还给学生。当前，如何更好地通过信息化教育提高学生的学习兴趣、学习效率和学习成绩，是教师们一直思索的问题，而信息技术与课程整合已进入高原期，如何将游戏与学习紧密的整合，让学生在游戏中学习为突破课程整合的瓶颈提供了新的思路。从这一点可以展望，悦趣化学习有很大的研究潜力，在未来几年里会成为一个研究热点。

(2)研究主题分析

从研究主题上可以看出，国内关于悦趣化学习主要以理论研究为主，更多的是对悦趣化学习这种新型学习方式的介绍，而设计与开发研究以及应用与评价研究则远少于理论研究。与国外研究相比，研究重心有着明显的区别，国外比较注重应用与评价研究，而国内则倾向于理论性的阐述研究。从研究广度来看，国内研究与国外研究有着共同的关注点，设计与开发研究和应用与评价研究都作为共同的研究重点。

(3)研究方法分析

从研究方法分布可以看出，国内文章多采用文献分析法，对悦趣化学习的研究主要以理论阐述为主，而采用调查研究法和实验研究法的文章却占很少的比例。在这一点上，国外与国内在研究范式上有着很大的不同。由于各国所处的文化背景不同，在研究方法上存在很大差异。国内研究者多采用定性研究，而国外研究者多采用定量研究。定性研究是在逻辑分析、判断推理的基础之上发展起来的，其核心是矛盾分析法，主要通过演绎归纳原理，对社会人事现象或人事事物活动性质进行研究。特点是思辩性强，有完整体系。而定量研究的理论基础是实证主义，是一种从注重事物的数量特征、数量关系以及事物发展过程中的数量变化等方面来研究各层次之间关系的方法。定性研究与定量研究是相互依存，相互渗透，相互补充的，在实际研究中应将两种之间结合使用，从而使研究结果有着更高的信度。

四　国内外研究的比较分析

1　研究主题现状及归因分析

从国内外研究主题可以看出，设计与开发是共同的研究重点，但国外更侧重于悦趣化学习的应用与评价研究，而国内侧重于理论层而上的探讨和设计研究。这一方面由于悦趣化学习作为一种新的学习方式在国内未盛行，也未得到研究者的广泛关注，因而对悦趣化学习的研究未深入展开。另一方面，由于这种学习方式对国内现行的课堂教学方式提出了挑战，现有的学校条件无法使悦趣化学习做到常态化，研究者缺少开展这种学习方式的实验环境，这在一定程度上影响了悦趣化学习研究的方向。另外，一些教育工作者和家长对电子游戏谈虎色变以及学校的相关态度政策等因素迫使国内的悦趣化学习研究在夹缝中生存。

2　研究方法现状及归因分析

从研究方法比较分析中可以看出，国内学术文章多以哲学思辨研究范式为主，不是用生动的教学实践来证明它的有效性，缺乏实践的指导，更缺乏实验应用模式的验证。相比国外以实证主义所推波助澜的科学主义，国内研究人员由于受学科背景、学历以及对科学研究的训练不够充分等因素的影响，形成了以思辨研究为主的格局。从深层根源来看，中国传统文化养育了中华民族，也培育了中国人的思辨思维习惯和方式。在这种思维范式的影响下，其更多开展的是理论探讨研究。研究设计和研究过程规范性的欠缺直接导致了学术研究和教学实践的脱钩，对教学实践的指导性和可操作不强。

五　悦趣化学习的研究热点

1　悦趣化学习效果研究

在教育技术领域内，讨论数字化游戏在学习中的应用正逐渐成为一个研究热点。实证研究表明，游戏能够作为一种有效地工具来提高学生学习的参与度以及问题解决能力，尤其是在改善学生情感和动机方面有着明显的效果。然而，并不是所有的游戏都能促进学习者的学习。计算机游戏在学习中的应用效果往往存在着争议，并且评价工具和方法也没有统一的标准。有关教育游戏的文献综述表明，当前没有实证研究来证明游戏是所有情境中较好的教学方式，相反，电子游戏在教学中的应用效果取决于课程自身的特点以及如何将游戏融入课程中。

2　悦趣化学习虚拟环境的研究

当前，教学设计者和教师所面临的一个挑战是如何为学习者提供应用所学知识的机会，使学习者能够将其所学知识应用到真实的日常生活环境中。而学校通常重视抽象概念的迁移，在这种环境下，知识被看作是个人和学习情境之外的一个离散的学习对象(Brown，Collins&Duguid，1989)。悦趣化学习环境为学生参与真实情境提供了可能，学生能够在真实的环境下完成真实的任务，如问题解决等。在悦趣化学习环境下，学习者被置于一个虚拟世界中，并参与其中不同的任务。如River City是针对11.14儿童而设计的一个多玩家的虚拟环境，其任务的设计侧重于开发学生在生物和生态方面的高阶思维能力和内容知识。而Quest Atlantis是针对9-12岁儿童而设计的一个虚拟环境，其任务的设计侧重于培养学生的社会责任感。总之，游戏能够为学习创造强有力的虚拟环境，在这种环境下，学生可以进行有效地社会实践、分享价值观念以及讨论对情境的理解认识。

3　悦趣化学习教学设计研究

随着计算机应用的普及和游戏产业的快速发展，越来越多的商业电子游戏被应用于学校的教育中，这些游戏大都是在传统的教育环境下进行设计以促进学生的学习。像其它快速增长的行业一样，电子游戏技术的发展远远超过其在教学中的设计研究和应用效果研究。游戏在教育中的应用似乎成为将有意义的学习与娱乐相结合的最佳方式。如何将我们所了解的教与学知识与游戏紧密的结合从而实现悦趣化学习是一个亟待解决的问题。由于教学设计者对游戏的设计和开发知之甚少，

而游戏开发者对学校中的教育培训和教学设计也了解不多，结果教学设计者没有认识到游戏在促进学生参与和记忆知识方面所带来的潜在影响，游戏开发者也没有把促进学生学习最基本的重要教育理念应用到游戏中。因此，教学设计者应该对新兴技术进行深入的了解，并与游戏开发者进行有效的交流和合作，从而能够系统的优化学习者的学习。

4　悦趣化学习与社会网络的融合

在当前的教育环境下，学生在课堂中的地位逐渐受到重视，并在属于自己的群体中展开合作学习和知识建构。在这样一个沟通无处不在的数字化世界里，我们需要扩大教育视野，使学生成为课堂的积极参与者和合作创造者，而不是成为知识的消费者(McLoughlin&Lee，2007)。传统的网络技术在教育中的应用注重的是知识内容的传递，而Web2.0工具如博客、维基、播客和社会网络等则注重社会化的联系，在用户的支持和互动作用推动下，这些工具能够为社会化学习提供协作和信息共享等方面的支持(Ajjan&Hartshorne，2008)。随着社会网络在日常生活中的广泛应用，教育游戏在网络学习环境下的应用逐步受到重视。将游戏与社会网络相整合能够支持学生的正式学习，而游戏在社会网络应用中对学生的学习产生哪些积极地作用，则有待研究者进一步进行深入的研究和探讨。

六　悦趣化学习面临的问题

1　教师角色的转变

在将游戏应用到教学时，缺乏经验的老师在实践中往往存在着抵触心理，在应用的过程中会感到无所适从，从这一层面上看，在试验中给予教师一定的支持会促进游戏在教育中的应用。McFarlane和她的团队通过研究证实了在游戏环境下这些教师对于教学方式有着一致的看法，那就是游戏能够支持开发多种策略并且有助于学生的学习，如问题解决、演绎推理和知识记忆等。然而，尽管这些教师有着一致肯定的意见，很少老师决定在自己的课堂中应用游戏进行教学。对教师而言，将一款特定的游戏与课程中的一些内容联系起来是比较困难的。并目，教师缺乏时间来熟悉游戏以及思考采用何种方式才能达到教学的最佳效果。在游戏的使用中，学生表现的活跃能够支持教师的教学，而教师却很少支持学生的学习。因此，教师在如何将游戏变成一个学习过程中发挥着重要的作用。换句话说，教师的基本作用就是分析和反思游戏环境下教学的各项元素，从而使得各项任务在游戏的内容中得到完成。

2　学生的个性差异

事物发展的差异性是客观世界存在的普遍现象，人的发展亦是如此。学习者个体之间在表现出一些共性和稳定性特征的同时，又表现出多样化的差异。因此，悦趣化学习教学设计是否与学习者的特征相匹配，是决定游戏在教学中能够成功运用的关键因素。许多研究表明，后进生在悦趣化学习中收获最多，他们能够借助游戏在学习活动中获得很大的进步。对于这项结论应该有很多解释，学生的个性差异作为一个不争的事实是不可避免，而很少有研究者考虑到这项因素的影响。Egenfeldr Nielsen(2005)指出，优秀的学生能够将游戏与学习两种方式建立有效的联结，而最不成功的方式就是两者之间未能建立联系。如何在游戏环境下为不同类型的学生设计有效的教学，从而使每个学生都能有最大化的收获是进行悦趣化教学所要考虑的问题。

3　学习情境的创建

当教学中的工具无法改变的时候，我们需要认识到情境在学习中的作用，基于情境的活动影响着媒体的发展。只有对工具有着深入的了解并且知道如何应用的时候，才能根据教育目标和学习情境选择最合适的教学方式和教学媒体。因此，在特定的情境中分析游戏中的活动及其功能作用显得尤为重要。从这一层面上看，在创设学习情境时需要考虑四个最基本的方面：(1)如何让游戏情境化，让它成为课堂活动中的一部分；(2)学生活动练习的类型以及在课堂活动中的时间安排；(3)学习者之间的交互类型有哪些，是竞争性活动还是协作性活动或是其它类型的活动；(4)对游戏本身所组成的元素进行批判和反思。

4　游戏策略和学习策略之间的平衡

悦趣化学习的主要目标是通过游戏完成教育内容中的既定目标，同时在学习的过程中又能锻炼游戏者解决问题的能力。游戏者若想在娱乐的同时又能够学习，则应该将个人策略应用到游戏中来解决问题。在悦趣化学习过程中，学习者既要游戏又要学习，学习策略和游戏策略作为共同存在的问题如硬币的两面一样，需要从不同的角度来进行解决。如何将游戏策略与学习策略结合起来并应用于问题解决中，是悦趣化学习取得成效的一个重要因素。这意味着，若要在游戏和学习中都取得较高的分数，需要提前选择好游戏策略和学习策略，而如何将两者平衡兼顾使学习者能够灵活应用于游戏过程中，是进行悦趣化学习所要解决的问题。

七　结束语

虚拟化学论文范文第8篇

论文摘要：虚拟现实作为一项前沿技术应用于教学，能为学习者提供逼真的临场感和自然的交互，从而提高其思雏认知。分析职业教育个性化教学实验的需求，论述将桌面型虚拟现实技术应用于卫生职教的可行性和现实意义，阐述卫生职教虚拟教学模型的具体建模方案以及在现代教育技术领域的拓展与升级。

1虚拟现实技术应用现状及前景

1．1技术简介

虚拟现实技术(vR)是以计算机技术为依托，综合多媒体技术、传感器技术、人工智能、人机接 口技术、实时计算、工程仿真技术等多学科为一体的前沿技术，它能生成逼真的视、听、触觉一体化的人工虚拟环境，用户能以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互【l1。它具有 3个特征：逼真的临场感、自然的交互、提高学习者思维认知。vR突破了人类认识的时空限制，大大拓宽了人类对现实世界及未知世界的感觉和认识 ，为人们的实践活动提供了崭新的环境和手段。在军事、制造、医学、设计、艺术、娱乐等领域，vR都有广阔的应用前景。

1．2教育颔域应用现状及前墨

对教育领域而言，运用 VR能够通过计算机将三维空间或实物模型的意念清楚地表示出来，能使学习者直接 、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互，并通过多种形式参与事件的发展变化过程，从而获得最大的控制、操作整个环境的自由度[21。这种呈现多维度信息的虚拟学习和培训环境，以最直观、最有意义的方式为学习者掌握一门新知识、新技能提供崭新途径。 普遍意义上讲，完整的 vR系统需要高级计算机、头盔式显示器、数据手套、洞穴式投影等昂贵的硬件支持设备 ，这对于大多数教育教学单位都是难以承受的，从而严重制约了VR系统在教育教学中的推广应用。但在科技多样化发展的今天，VR系统也呈现出多样化的发展趋势，vR系统配置可以根据目标需求而定。设备投资大、开发周期长的复杂VR系统，一般应用于高校或航天军事等高端技术工作领域。而桌面型vR系统仅使用电脑单机，显示器是学习者观察虚拟环境的一个窗口，学习者可通过使用简单的外设(如鼠标、立体眼镜等)来驾驭虚拟环境和操纵虚拟物体，虽缺乏完全沉浸功能，但其结构简单、硬件成本低的特点非常适合在我国的普教、职教领域推广应用。

2 VR在职教个性化教学实验中应用的可行性

2．1 职教学情现状

在各类职业学校中，普遍存在的问题是学生学习兴趣不高，特别是在枯燥、乏味的理论知识学习中，这一问题尤为突出。但学生对于新颖事物具有强烈的好奇心和较高的动手愿望 ，因此， 在讲授理论知识时，辅以演示、实验、实训 ，并使人人都能动手参与，将会激发学生学习兴趣，从而提高教学质量。但这种教学方法存在一些问题：模型、设备、实验、实训条件有限，特别是一些价格昂贵的设备 ，不可能人人都能动手操作；盲 目操作会导致设备损坏，需要一定维修费用；在同一个地方完成理论、实践教学并不现实。

2．2 个性化学习

个性化学习是一种新的学习观，是伴随近年来教育改革发展，针对传统教育大统一的弊端提出来的。它是以学生原有的知识经验和个性特征为基础 ，以学生内在需求为核心 。以每个学生学习能力与个性的自由、充分、和谐发展为目标而实施的学习活动_l1。个性化学习中，师生处于分离或准分离状态，教师由传统教育中的主导者变为可利用的教育资源，成为教学资源中的一个组合因素，而学生也从被动接受教育的对象变为教育资源的选择者和利用者。由此可见，最为简单、易行的个性化学习载体就是基于web的学习动手实践，B／S模式、互动操作，可激发学生兴趣，从而自定义完成学习、实践任务。

2．3虚拟教学模型在个性化教学实验中的应用价值

就教师而言，实现了从传统讲授一简单图文课件讲授一简单图文课件+虚拟教学模型讲授的转变。既充实了教学内容，又丰富了教学手段和形式。同时，虚拟教学模型是使用计算机模拟出的实物形态，其使用同课件一样方便，既能达到直观教学的效果，也能使师生获得临场感，增强师生互动。

就学生而言，在计算机屏幕上观察到的是用vR技术数字化后的实物，只要有网络环境或在家登陆学校的模型web服务器，学生就可动手操作，同时有了直观模型的临场体验后，学生在面对实物操作时也易上手，杜绝了盲目操作。学生也可以通过协作探究解决问题。此外，卫生职业院校还承担着成人教育的培训任务 ，对于一些短训班或远程教学，在授课时演示或在web上一些虚拟教学模型，可帮助学员理解知识，并在一定程度上解决实验课中存在的问题。

虚拟教学模型可以通过编程定制、更新内容 ，节省了教学成本，有利于职教事业的可持续发展。另外，虚拟教学模型还可虚拟出一些新型的装备用于教研活动，体现出教学的前瞻性和创新性，如虚拟科学实验室、虚拟校园、特殊教育、仿真实验、专业实训等。

3卫生职教虚拟平台建模方案

针对卫生职教的教学特点，可以开发 4类桌面型虚拟现实应用 ：模型演示、过程仿真、场景展示、仪器操作。为满足个性化教学需求，均采用B／S的模式。

3．1模型演示(人体解剖学、口腔解剖学教学)

功能需求 ：虚拟口腔模型、器官模型在屏幕中三维立体显示 ，可用鼠标进行任意角度的调整观察 ，配合讲解，使学生获取最近乎于真实的感受。

可行性技术方案：Java Applet、Java 3D技术配合使用 3D模型辅助设计软件 (设计需导出 VRML2．0或 OBJ格式文件 ，如3D SMAX)。

论证：由需求可知，这种三维设计是基于图形建模的，可选用 VRML和 Java 3D技术在 web上 3D图像 。与传统VRML相比，Java 3D的功能和可编程性更强，具有 Java丰富类库的支持和良好的跨平台性，考虑构建 3D简单模型，并配合专业 3D模型设计软件构建复杂模型。客户端提供用户实验的环境主要采用 Java Applet来实现，使用 Java Applet编写图形用户界面，仿真计算任务由浏览器的 Java Applet完成 ，使用 Jav3D实现虚拟实验场景的3D显示，两者嵌入 HTML文件网页构成用户的前台操作界面，支持 web方式。

3．2 过程仿真(虚拟化学实验、虚拟口腔设备操作与维修)

功能需求：用户可直接操作 web中虚拟的化学实验装置和化学药品，完成实验。

可行性技术方案：同 3．1，但需考虑场景和复杂的操作交互 ，其程序编制较 3．1复杂。

3．3场舞展示(口腔诊所布局、ICU布局)

功能需求：真实再现室内环境格局、设备布局 ，可由鼠标控制，转动到任意视角浏览 ，用户有临场感。

可行性技术方案 ：超广角镜头转台摄影+静态图象 360。全景拼合显示技术(QTVR或 Java编程)。

论证：由需求可知 ，最简便的方法是基于静态图象进行建模。QTVR运用相机拍摄的真实全景图像来构建虚拟现实空间与计算机图形设计或其他 VR技术相比，其制作相对简单、制作周期缩短、成本低廉、且由于照片清晰度高，细节不会被遗漏观察场景时有身临其境感觉。由于数据量小 ，观察起来也非常流畅。另有使用 Java编程来实现静态全景拼接的方式，需Jav虚拟机支持。

3．4仪器操作(心电监护仪操作、心电擞据教学)

功能需求：心电监护仪器功能与实物一致，但数据不是现场实测，而是调用专家库中的临床教学心电数据资料，学生能通过鼠标点击虚拟心电监护仪相应按钮，得到相应结果，从而熟悉仪器操作，掌握相关临床知识。

可行技术方案：Windows平台下的 Lab View 8．0虚拟仪器软件设计(无须数据采集卡)。 论证：美国 NI公司的 Lab View图形化程序设计语言(G语言)是专门用于设计虚拟仪器的。它是用框图连线来替代传统的代码编写，而且内置 了丰富的仪器仪表控件(表盘、开关、旋钮、波形现实等)，可在虚拟前面板上根据需要自由组合D1。另外，它的数学分析、信号处理函数库功能强大，能够轻松完成临床教学心电数据的分析、处理、显示，并可根据所需功能对仪器快速原型化 。Lab View 8．0的Remote Panel功能支持 web方式。

4拓展、开发和意义

4．1 拓展、开发

(1)建立和累积可定期更新的开放型医学数据专家库。如心电临床数据、医学影像数据、口腔临床数据、设备维修数据等。依托网络通讯平台，实现教学素材的群体共享，为开展优质的教学工作做好充分的知识储备。

(2)建立和累积可定期更新的开放型教师评价专家库。广泛收集教师群体智慧、经验 ，将评价依据收纳到计算机教师评价专家库中，变教师个体评价为群体评判，这种评价更具客观性和综合性，而且依托网络通信平台，将教学评价机制进行共享，可提升教学质量 ，并为教学创新带来巨大益处。

(3)基于医学数据专家库、教师评价专家库 ，引入并应用人工智能技术，对于学生提交的实践作业 ，采用计算机自动评分一方面保证了评价的综合性、客观性；另一方面使学生成绩得到最快的反馈，进而及时进行自我调节，提高学习效果。

4．2 意义

(1)变经验重复型教研组织形式为经验研究型。这种基于智能专家库的架构大幅降低了教师的工作强度，取消了其重复劳动，教师可以充分利用教研时间，专注研究那些计算机无法得出结论的学生个性实例或计算机提取的学生共性、典型实例，从而不断更新、完善专家库内容，类似问题可在下次计算机评判中得以解决。

(2)为电子学档体系服务。电子学档(ELP)是指在信息技术环境下，学习者运用信息手段表现和展示学习者在学习过程中关于学习目的、学习活动、学习成果、学习业绩、学习付出、学业进步以及学习过程和学习结果进行反思的有关学习的一种集合体，主要用于现代学习活动中对学习和知识的管理、评价、讨论、设计等 。智能专家库评价体系是依托先进的计算机和网络技术构建的，能与电子学档建立数据交换接口，从而为教研评价分析积累充足的资料、为电子学档体系服务，对目前尚处于起步阶段的电子学档体系的完善和发展起到极大的推动作用。

(3)可进一步增强虚拟教学模型的网络协同实验功能。

参考文献：

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【3】杨乐平，李海涛，杨磊．LabView程序设计与应用【M】．北京：电子工业出版社。2005．

【4】张艳，牛明，王卫东．基于 LabView的心电信号采集系统．中国医学装备，2005，12：50～52．

虚拟化学论文范文第9篇

论文摘要：虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，从而在现代教育领域内有着极其巨大的应用前景。本文主要探讨虚拟现实技术类型的划分，及其在现代教育领域中的应用及优势。

随着科学技术的迅猛发展，新的教学媒体不断涌现，继多媒体、仿真、计算机网络之后，教学技术领域又出现了一个新型教学媒体，它就是虚拟现实技术(virtual Reality)。虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，由于它能够创建与现实社会类似的环境，使使用者获得身临其境的感觉和体会，从而能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，因而，在教育领域内有着极其巨大的应用前景，可以预言，虚拟现实技术将成为现代教育领域内最具有应用前景的 “明星” 技术。

目前，虚拟现实技术已在航空航天、医学实习、建筑设计、军事训练、体育训练、娱乐游戏等许多领域得到广泛应用。‘在国外，虚拟现实技术已应用于课堂教学。虚拟现实技术作为新的教学媒体，它的出现无疑将对现代教育教学产生深远的影响。

一、虚拟现实技术在现代教育中的具体应用

虚拟现实技术在各方面都展现出了强大的应用可能性，蕴藏了无限生机，它能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。

虚拟现实技术在现代教育教学中的应用主要有以下六个方面。

1、科技研究

当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应甩浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等都颇具特色 。

2、虚拟学 习环境

虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。

3、虚拟实验

利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，拥有传统实验室难以比拟的优势，不仅可以节省成本，还可以规避真实实验或操作往往会带来各种危险。

4、虚拟 实训基地

利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其 “设备”与 “部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。

5、虚拟仿真校 园

教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在现代教育中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：

(1)、简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览。

(2)、基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园。

(3)、以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台 (包括虚拟考场)。

6、虚拟远程教育

虚拟现实技术使得Internet的一片平面世界首次出现了的三维场景，它刚一问世，便引起了极大的反响，得到众多的软硬件厂商的支持，成为了Internet是最具发展前景的新兴技术。虚拟现实在各方面都展现 出了强大的应用可 能性 ，蕴藏了无 限生机 ，在教育领域中WEB站 点中，它可广泛用于学习情景创设，增加学习内容的形象性和趣味性；可视化的导航自然的人机界面等方面。如：创建网上三维图书馆。

二、虚拟现实技术在现代教育中的优势分析

1．弥补远程教学条件的不足。在实际教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识 ，加深对教学内容的理解。

2．避免真实实验或操作所带来的各种危险。以往对于危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验 ，则可以免除这种顾虑，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。例如：虚拟的化学实验，可以避免化学反应所产生的燃烧、爆炸所带来的危险。

3．彻底打破空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。例如学生可以进入虚拟发电厂内，考察发电机的每个部件的工作情况以及每个部件之间的相互联系，了解整个发电过程，这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，生物中的孟德尔遗传定律，用果蝇做实验往往要几个月的时间，而虚拟技术在一堂课内就可以实现。

4．可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象，创设一个人性化的学习环境，使远教学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。例如，在虚拟的课堂学习气氛中，远教学生可以与虚拟的教师、学生一起交流、讨论，共同探讨学习中的各种问题，进行协作化学习目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及，但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们有理由相信，与多媒体技术、网络技术并驾齐驱的虚拟现实技术作为一种全新的媒体，必将具有更加广阔的应用领域和发展前景，同时在现代教育领域，以其 自身强大的教学优势和潜力，也将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐。我们需要紧密关注，大胆探索与应用，最终使虚拟现实技术在现代教育领域得到广泛应用和推广并发挥其重要作用。

参考文献：

【1】车皓阳、余胜泉、何克抗，《构建基于 B的虚拟实验室》GCCCB 2000；

虚拟化学论文范文第10篇

关键词：矿物加工 洁净煤技术 教学改革

中图分类号：F062.4

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）10-242-02

一、引言

《洁净煤技术》是矿物加工专业的一门专业课程，主要研究煤炭加工、转化、先进燃烧、烟气净化及污染物控制和资源化再利用等，主要解决煤炭生产和使用中的污染问题及效率。这门课程是主要专业课的后续课程，所涉及的内容较多，工程技术性强。学习上除了需要本专业的理论基础（“流体力学”、“选矿学”、“特殊选矿”等）外，还需要以“煤化学”、“有机化学”等课程为基础，因此学生在某些内容（如燃料电池、煤炭转化等）的理解上有一定的难度，常常会影响学生的学习兴趣。在有限的课堂讲授中只能以教师讲授和多媒体课件相结合的方式，学生对整体内容理解及掌握程度不高，严重影响教学质量。如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣，培养学生学习新知识、综合应用知识以及发现问题、分析问题、解决问题的能力，构建创新性思维，就成为了本课程的教学改革关键性的问题。

二、精选教材，随时更新授课内容

《洁净煤技术》课程是矿物加工、环境工程、热能与动力工程专业的本科与研究生都需要开设的课程，目的是在所学专业课程的基础上，进一步了解和学习洁净煤技术基本理论、原理、技术和设备的工作情况，以及国内外相关技术的发展状况，为学生以后攻读洁净煤技术方面的研究生和从事相关领域的工作打下良好的基础。洁净煤技术涉及煤炭分选、加工、煤炭转化、煤炭的清洁燃烧和燃后污染物的治理与资源化等多方面的内容，体系庞大，内容复杂。要想掌握洁净煤技术的内容，除了学生要有良好的专业基础外，在教材选择上也需要认真对待。本课程所用的教材是中国矿业大学出版社出版的《洁净煤技术》，该书为高等学校“十一五”规划教材，系统阐述了洁净煤技术领域基本知识、概念和方法。并引入典型的煤炭洁净利用和加工转化的工程实例，其内容深入浅出、通俗易懂、资料详实丰富，涵盖了我国洁净煤技术研究目前的进展和研究成果。在授课过程中，在选用的教材基础上，大量参考其他洁净煤技术的书籍、网站，对某一领域的新成果随时更新，力争将最新的知识教授给学生。授课中对洁净煤领域研究的四个大方向进行模块化讲解，比如配煤一章，在一些书籍和资料中将这部分内容归到煤炭清洁燃烧部分，对于煤炭的配合加工，个人认为属于煤炭加工领域的内容，将优质煤和劣质煤配合使用，这一方法能够应用到煤炭分选、水煤浆的制备、型煤的制取、煤炭清洁燃烧、煤炭的气化、煤的气化联合发电等较多的领域，因此讲授中在煤炭加工模块主要讲解煤炭分选、配煤、型煤、水煤浆四个方面的内容，掌握了洁净煤技术中这些基础的内容才能为后续课程的学习打下良好基础，同时对矿物加工专业的学生来说，煤炭分选是矿物加工专业学生的专业课，学习“选矿学”、“煤化学”后，再研究配煤、型煤等煤炭加工方面的内容就轻松一些，这也为学生的学习提供了较为便利的条件，有了一个良好的平台做基础，有利于提高学生的学习兴趣，改善教学效果。

三、科学设计课件，使其层次分明、重点突出

多媒体辅助教学在教学活动中因其形象、直观地展现教学内容受到了广泛的应用。多媒体教学可以优化课程结构，改变教学方法，将洁净煤技术中所涉及的理论、工艺流程、设备结构等知识点以语音、图像、视频等形式融为一体，有效的拓展了教学空间，以直观形式直接刺激学生的大脑，提高学生学习的主动性。课件是多媒体教学中主要的呈现形式，因此，在教学中，要科学设计课件，使其层次分明、重点突出、简洁明了。洁净煤技术课程内容工程技术性强，知识点多，信息量大，授课过程中需要大量的图片、流程、实例等内容，学生在课下自学某一知识点时往往比较难理解，影响了学习效果。采用多媒体课件形式科学的设计，将所涉及的重点、难点内容有机的结合，将现场图片、工艺流程和设备以动画等形式直观展示给学生，将课本上的内容以鲜活的形象展示给学生，将抽象的内容具体化，将图像与基本原理、实际工艺模型有机结合起来，使晦涩难懂的工程概念层次分明、直观生动，提高了学生的学习兴趣。在课件的设计过程中，从背景选择，工艺流程线条的颜色、粗细，文字的字体、颜色等都要力求简洁，增加画面的层次感，以直观形象刺激学生，帮助学生接收课堂内容，提高学生的学习效果。比如讲解燃料电池技术时，课件设计从基本知识反应机理以动画形式讲解反应过程中发生的主要化学反应和反应中电子的迁移过程，现场的应用就以大量的图片直观展示，国内外对燃料电池的应用以及今后的发展方向等已在网络上获得的资料以及最新的车展中所展示的应用燃料电池轿车等内容介绍给学生，采用多媒体课件直观形象、生动地讲解出燃料电池的基本原理、国内外发展状况、现场的工程实例，解决了教学中的重点和难点，增加了课堂信息量，将有限的学时与课堂内容结合起来，提高了教学效率，增强了教学效果。

四、改变考核方式，调动学生学习积极性

洁净煤技术传统的考核方式为写论文或以试卷形式进行考核，学生无论在课堂上听课效果如何，结课时都能够拼凑一篇论文，或者根据书中内容进行答题，学习主动性大大丧失，课程结束后对讲授内容印象不深，教学效果不好。针对这种情况，在授课中改变单一的考核方式，注重平时考核。平时成绩包括学生的课堂表现和作业内容，授课过程中针对教学重点设定某一课题，与学生分组讨论，并在课下搜集相关资料以大作业的形式完成，在作业中强调个人观点的重要性，杜绝对网络资源的简单复制，对作业内容每组制作PPT，上课时作专题报告。每组中不同的观点在作业的完成过程中进行综合、分析、归纳、总结，学生的积极性、主动性与团队合作精神得到了充分的锻炼。通过作业形式的改变促进课堂教学效果，学生更乐于就所学内容与授课教师、同学讨论，学习兴趣得以明显提高。同时在最终考核时就洁净煤技术中涉及的内容完成一篇论文，并且对论文进行答辩。论文的质量要求明确，同时论文不允许简单的拼凑，能够就所写内容提出个人观点，完成国内外这一技术的发展状况，主要的技术原理、工艺、流程等，同时也要求说明这一技术的实际应用情况与效果，论文完成上交后教师在对论文质量进行评阅过程中对学生的选题与内容进行提问以备答辩。答辩过程中一方面考核了学生对洁净煤技术的学习情况，同时考核了对所完成论文的熟悉程度，同时又能够锻炼学生的表达能力和临场发挥能力，每一位同学在答辩过程中能够与教师面对面的交流，增加了师生间的感情交流和熟悉程度，同时也巩固了书本知识，培养学生的创新意识。

五、搭建网络平台，扩展学习空间

洁净煤技术在授课过程中由于其较强的工程技术性、较大的知识信息量、有限的授课时间，曾一度阻碍了学生对课程内容的理解，降低了教学效果。因此在近几年的授课中，采用课堂学习与线下虚拟学习的混合式学习模式，有效的扩展了学习空间，将有限的学习时间和无限的学习内容相结合，有效解决了授课中所遇到的问题。本模式中采用的是MOODLE开源学习工具，MOODLE这一开源虚拟学习工具作为网络学习支持的环境。首先在服务器层完成Moodle系统运行的基础平台――WAMP平台的搭建，即Windows服务器环境下的免费开源软件组合Apache、MySQL与PHP；再在客户端完成Moodle应用层的架设、参数的配置、性能优化以及个性化的模块二次开发；最后在运行稳定的平台上实施数字化学习资源、交互活动的设计与开发。线上虚拟学习环境的学习功能设计采用UML统一建模语言，主要包括课程管理、作业模块、聊天模块、投票模块、论坛模块、测验模块、资源模块、互动评价等。

比如在课程管理模块中，所有具有教师权限的均可以全面控制课程的所有设置：论坛、测验、资源、投票、问卷调查、作业、聊天、专题讨论等。课程自上次登陆以来的变化可以显示在课程主页上，便于成员了解当前动态，绝大部分的文本（资源、论坛帖子等）可以用编辑器编辑，所有在论坛、测验和作业评定的分数都可以在同一页面查看（并且可以下载为电子表格文件），全面的用户日志和跟踪――在同一页面内统计每个学生的活动，显示图形报告，包括每个模块的细节（最后访问时间、阅读次数），还有参与的讨论等，汇编为每个学生的详细的“故事”，邮件集成，把讨论区帖子和教师反馈等以HTML或纯文本格式的邮件发送，自定义评分等级，教师可以定义自己的评分等级，并用来在论坛和作业打分，使用备份功能可以把课程打包为一个zip文件。此文件可以在任何Moodle服务器恢复。而对于实时交互（聊天功能）、投票模块和论坛模块，学生可以通过该模块与教师进行实时的交互，教师可以轻松地在论坛间移动话题，如果论坛允许评级，那么可以限制有效时间段。

该课程的数字化学习资源丰富、交互活动灵活，为课程的师生提供了面对面课堂的必要补充，有效地节约了有限的课堂教学时间，丰富了教学资源，提高了教学的效率。

六、结论

矿物加工工程专业开设洁净煤技术课程以专业基础课为基础，加强了学生对煤炭加工利用过程中降低污染、提高效率的认识，通过课程的教学改革，丰富了教学内容，通过简洁明了的多媒体课件设计，生动地展示了授课内容，有效解决了重点和难点，并且通过网络平台的搭建健全了课程的考核制度，注重平时成绩的考核。通过以上措施能够有效地解决课时的局限性，以丰富的内容和灵活的教学模式拓宽学生的知识面和视野，极大地激发学生的学习积极性和自主学习的兴趣，教学效果得到明显提高。

参考文献：

[1] 姜烨，刘安源.专业选修课“洁净煤技术”的教学研究与实践[J].中国电力教育，2013（22）

[2] Huiping Wang & Xingli Liu.Teaching a Clean Coal Technology course based on learning by services[J].World Transactions on Engineering and Technology Education，2014（12）

[3] 吴刚强，郎中敏.《洁净煤技术》双语教学多媒体课件的设计与教学实践[J].教育教学论坛，2012（8）

[4] 刘安源.热能与动力工程专业“洁净煤技术”课程建设的探讨[J].中国电力教育，2009（2）

（作者单位：黑龙江科技大学矿业工程学院 黑龙江哈尔滨 150027）

（作者简介：王会平，讲师，硕士，研究方向：洁净煤技术、矿物分选与深加工。）