虛擬仿真技術視角下無機化學實驗教學的創(chuàng)新

劉利(重慶師范大學，重慶 401331)

0 引言

隨著計算機信息化技術的不斷創(chuàng)新發(fā)展，虛擬仿真技術在各教學領域得到了廣泛應用，尤其是無機化學實驗教學創(chuàng)新改革中愈發(fā)扮演著重要角色，因此，虛擬仿真技術逐漸演變成高校無機化學教學實訓的主流發(fā)展方法，依托信息化優(yōu)勢資源，將虛擬實驗操作與受眾群體現實教學有機融合發(fā)展，有效取締了傳統(tǒng)無機化學實驗教學模式諸多不利因素，進而為構建高效的人才培養(yǎng)機制奠定堅實的基礎?，F階段，無機化學教學是我國高等院校一項基礎性的試驗課程，需輔以大量的試驗設備和化學試驗藥品，在此現狀背景下，藥品、設備基礎操作無法滿足試驗教學的個性化需求，對環(huán)?？沙掷m(xù)理念更無從談起。因此，虛擬仿真技術模式的創(chuàng)新構建最大程度上促進此試驗教學的創(chuàng)新改革，能夠讓廣大學生群體全面掌握無機化學教學理論知識和試驗技能，又最大程度上避免環(huán)境污染[1]。換而言之，虛擬仿真技術的高效應用，能夠將理論知識和科學試驗高度融合，逐漸成為教學和科研所采取的主要手段，為無機化學實驗教學創(chuàng)新改革奠定堅實的基礎，并發(fā)揮著巨大潛在價值。與此同時，虛擬仿真技術在無機化學實驗教學創(chuàng)新改革進程中取得階段性成效的同時，但也面臨著諸多不確定因素和嚴峻考驗[2]?；诖?，在符合無機化學實驗教學模式科學性、有效性及實用性基礎上，將虛擬仿真技術諸多優(yōu)勢要素進行高度整合，并積極融入到無機化學實驗教學模式中，進一步挖掘其潛在價值，進而為我國虛擬仿真技術輔助實驗教學提供新的思路。

1 研究內容及方法

在全面闡述基于虛擬仿真技術視角下高校無機化學實驗教學發(fā)展現狀基礎上，通過科學的研究方法進行創(chuàng)新改革是其未來發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，本研究主要通過文獻法進行探究[3]。

1.1 研究方式

在高校無機化學實驗教學創(chuàng)新改革進程中，虛擬仿真技術的創(chuàng)新融合主要從教師團隊的職業(yè)素養(yǎng)、試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式、學生學習化學的興趣等五個方面進行分析[4]。構筑指標的構建主要通過中國知網、維普、萬方等數據庫進行查閱分析，并歸類。在相關學者研究成果基礎上，通過挖潛其背后數據潛在價值，進而探求其內在邏輯性。

1.2 數據處理及分析

數據分析系統(tǒng)進行處理(SPSS 19.0)，主要從教師團隊職業(yè)素養(yǎng)、試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式、學生學習化學的興趣等5個相關指標進行統(tǒng)計分析，包括顯著性差異(P=0.05)、標準差分析(方差分析)及相關性分析。

2 結果分析

2.1 基于虛擬仿真技術各影響指標的標準差、顯著性及相關性

表1為基于虛擬仿真技術無機化學實驗教學各影響指標的標準差、顯著性及相關性分析統(tǒng)計表。可以看出，教師團隊職業(yè)素養(yǎng)、試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式、學生學習化學的興趣等5個核心相關指標間具有顯著性差異(P＜0.01)，這也說明各影響指標相對獨立，換而言之，虛擬仿真技術對無機化學實驗教學模式創(chuàng)新改革至關重要，任何環(huán)節(jié)均不能缺失。其中，實驗教學評價方式、試驗資源開發(fā)的力度與其他指標相關性較高，其屬虛擬仿真技術創(chuàng)新應用導向范疇，指標間具有很高的相關性(r＞0.60)，這也說明當前學生對虛擬仿真技術積極融合的迫切需求。同時還可以看出，以上5個影響指標均呈現正相關，說明五者間協調統(tǒng)一對無機化學實驗教學模式創(chuàng)新改革產生的深遠影響，這與文獻查閱的初衷相符合。

為深入了解教師團隊職業(yè)素養(yǎng)、試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式、學生學習化學的興趣等5個虛擬仿真技術相關指標對無機化學實驗教學模式創(chuàng)新改革的影響，本研究對當前虛擬仿真技術和無機化學實驗教學創(chuàng)新融合機制進行分析(表2是方差分析統(tǒng)計表)。從表2中可以顯而易見看出，試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式等5個方面變量均達到顯著性水平(P＜0.01)，這與上述標準差、顯著性及相關性分析結果相同。

表1 虛擬仿真技術各影響指標的標準差、顯著性及相關性分析統(tǒng)計表

表2 虛擬仿真技術相關指標的方差分析統(tǒng)計表

3 結果與討論

通過以上數據分析，可以看出，科學合理選擇實驗教學輔助方式、進一步加強課程資源開發(fā)的力度、優(yōu)化實驗教學評價方式、全面提高教師團隊的職業(yè)素養(yǎng)均是虛擬仿真技術在無機化學實驗教學創(chuàng)新改革的價值體現。對于實驗教學輔助方式而言，在實踐試驗教學中，必須立足于自身發(fā)展特點，對不同無機化學試驗內容采取適宜的實驗教學輔助方式，例如，對于安全性系數較高的試驗、或試驗現象不突出的試驗，可充分發(fā)揮虛擬仿真技術優(yōu)勢，進行虛擬演示教學，形成“知識點講解+虛擬演示+虛擬實驗”立體式教學層次。對于切實加強課程資源開發(fā)的力度而言，在充分利用虛擬仿真技術基礎上，可開設無機化學虛擬模擬實驗室，利用計算機操作系統(tǒng)，向學生生動展示最新科研前沿動態(tài)和研究成果，建立教學資源共享中心，進一步提升學生的專業(yè)素質。對于實驗教學輔助方式，利用虛擬仿真技術，嘗試新的教學模式和理念，將多元化輔助教學手段積極融入其中，有效引導學生建立正確的價值思維，讓虛擬仿真技術與實踐教學有機融合，進一步提升其整體教學質量。對于教學評價方式而言，利用虛擬仿真技術，可有效實現“教-學-評”多層次創(chuàng)新功能，結合無機化學實驗操作現狀，靈活運用虛擬仿真技術，建立學生自評、教師評價、小組互評等多維評價方式。對于激發(fā)學生學習化學的興趣，現階段，虛擬仿真技術作為一種全新科技技術能夠得到廣大師生的高度青睞，與此同時，可全面激發(fā)學生學習化學的興趣。換而言之，虛擬仿真技術與無機化學實驗教學創(chuàng)新改革的高度契合為實踐教學提供了獨特的教學情境。

4 結語

綜上所述，基于現代化信息技術不斷創(chuàng)新視域下，無機化學實驗教學創(chuàng)新改革持續(xù)推進，但也面臨著諸多困境。通過文獻法分析，構建了教師團隊職業(yè)素養(yǎng)、試驗資源開發(fā)的力度、實驗教學輔助方式、實驗教學評價方式、學生學習化學的興趣等5個核心相關指標。與此同時，構筑虛擬仿真技術與無機化學實驗教學模式融合創(chuàng)新機制是一項系統(tǒng)、全面的工作任務，并非在短時間內一蹴而就?；诖?，為進一步發(fā)揮虛擬仿真技術的資源優(yōu)勢，立足于無機化學實驗教學自身發(fā)展特點，在分析當前現狀基礎上，構筑兩者間的創(chuàng)新融合機制，并提出了一些建議和思路，力圖為無機化學實驗教學改革創(chuàng)新提供借鑒。