一、傳統(tǒng)大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題
1、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要中學(xué)區(qū)大量資金投入。 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要訂購(gòu)大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并且需要定期更新。 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目固定，這些矛盾限制了實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，難以滿足中學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)的學(xué)習(xí)要求。 2.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)受到課堂時(shí)間和空間的阻礙。 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受選課時(shí)間和宿舍空間的阻礙，導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間上不同步，理論與實(shí)驗(yàn)不能同時(shí)相互印證，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。 3.未能有效評(píng)估化學(xué)實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)。 由于空間和時(shí)間的限制，化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試未能有效進(jìn)行。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)往往是一種單純的方法，或者僅僅依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)果，不能全面、客觀地對(duì)中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的整體表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分，也很難客觀地反映實(shí)際情況。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。 4、班主任指導(dǎo)不到位。 在有限的時(shí)間內(nèi)指導(dǎo)大量的中學(xué)生是當(dāng)今大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)普遍問(wèn)題。 這種情況很容易導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需要大量教學(xué)學(xué)時(shí)的高難度實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。 為了解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的一系列問(wèn)題，高校有必要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，管理實(shí)驗(yàn)室和中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)信息，并借助模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革。技術(shù)，并對(duì)教學(xué)過(guò)程和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估。 采用數(shù)字化管理來(lái)規(guī)范管理、提高效率、創(chuàng)新和提高教學(xué)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)室管理。
2、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)
1.解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中時(shí)間和空間的限制。 虛擬實(shí)驗(yàn)通常只需要在筆記本電腦上安裝開(kāi)發(fā)的軟件來(lái)模擬不同的實(shí)驗(yàn)，這樣高校就可以利用現(xiàn)成的估算機(jī)房來(lái)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，甚至只用一臺(tái)連接網(wǎng)絡(luò)的筆記本電腦就可以完成在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中，中學(xué)生可以靈活地根據(jù)自己的時(shí)間，多次預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，更好地完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程。 2、虛擬實(shí)驗(yàn)讓中學(xué)生看到現(xiàn)象之外的真相。 在虛擬實(shí)驗(yàn)中，虛擬系統(tǒng)不僅可以展示現(xiàn)實(shí)中的實(shí)驗(yàn)療效，還可以展示傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中看不到的“現(xiàn)象”。 如在普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)光子，在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中展示光路，在熱實(shí)驗(yàn)中展示電磁場(chǎng)等等。 3、可以完成一些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無(wú)法運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。 由于一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的物質(zhì)具有毒性或放射性，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中很難進(jìn)行。 比如一些核化學(xué)方向的實(shí)驗(yàn)，一些危險(xiǎn)的高功率激光實(shí)驗(yàn)等等，都可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。 4、提高中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 對(duì)于一些傳統(tǒng)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往會(huì)膽怯，擔(dān)心儀器會(huì)被損壞，感覺(jué)無(wú)從下手。 但虛擬實(shí)驗(yàn)可以隨意操縱和破壞，中學(xué)生可以放開(kāi)四肢，有利于培養(yǎng)中學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
3、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)面向全體理工科學(xué)生，以提高中學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維方法和實(shí)踐能力為目標(biāo)。 通過(guò)優(yōu)質(zhì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)、共享平臺(tái)建設(shè)、虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合與互補(bǔ)，創(chuàng)建有效的教學(xué)模式，打造虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。 這次改革不是為了開(kāi)一個(gè)“小灶”，而是為了提升廣大中學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。 1、通過(guò)中學(xué)與企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，不斷豐富數(shù)學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。 2、搭建公共平臺(tái)，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源有效運(yùn)用到預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、復(fù)習(xí)、考試等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。 3.構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)機(jī)制，建設(shè)高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍，鼓勵(lì)班主任探索研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式，充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)改革中的作用。 4、建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)信息管理系統(tǒng)，確保虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮作用并穩(wěn)定運(yùn)行。
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