(作者是上海大學化學實驗國家教學示范中心)主任教師。
開放式實驗教學模式仍然是高校實驗教學改革的重要方向。 目的是鼓勵中學生在培養實踐能力的基礎上自主學習、探索創新[1-3]。 這些教學模式向中學生開放了實驗教學的平臺、內容和資源，改變了班主任與中學生在教學活動中的角色關系。 班主任從主導的設計者和組織者變成了輔助指導者和助手。 [4,5]，中學生從“被動”的接受者轉變為“主動”的探索者； 在學習過程中，充分發揮中學生的主體作用，不斷挖掘中學生的潛力，培養中學生的綜合素質。
1 核化學虛擬仿真實驗教學平臺開放式教學設計
核化學實驗是數學專業人才培養過程中非常重要的實驗教學內容，是化學專業實驗教學中不可缺少的一部分。 然而，由于實驗教學中需要使用放射源，人們在面對可能存在的輻射風險時總是“臉色蒼白”，而這門課程在實驗教學的進行中也變成了“動手”。 開放式的實驗教學模式為核化學實驗提供了很好的教學方法。 虛實結合的開放式教學有利于核化學專業實驗教學的推進和提高。 上海大學化學實驗國家教學示范中心通過虛擬仿真實驗教學平臺建設，開辟了開放、虛擬、真實的核化學與核應用實驗教學新模式，發展了實驗教學核化學專業，加強專科人才培養。
1.1 虛擬仿真實驗開放教學的目的
傳統的實驗教學活動中，實驗內容、方法、步驟、儀器都是固定的。 實驗大多是對一些化學原理和現象的論證和驗證，設計和探索很少。 課程大多由教師灌輸和示范。 操作中，中學生重復實驗操作過程[6,7]，中學生自始至終處于被動地位，因此，中學生對實驗不感興趣，更應付完成任務。
虛擬仿真實驗的開放式教學模式則完全不同。 它顛覆了傳統的實驗教學和人才培養，為中學生提供了自由發揮、探索創新的環境和機會。 中學生自主選擇實驗項目、設計實驗方案、構建實驗條件。 ，充分發揮中學生的想象力和自主性，讓中學生自己分析和解決實際問題大學物理虛擬仿真實驗中心，培養他們的創新思維和科學素質[8-11]，使中學生畢業后能夠滿足社會發展需要，成為更具競爭力的人才。
1.2 開放式虛擬仿真實驗教學平臺特點
為了更好地服務實驗教學，推進實驗教學改革，上海大學化學實驗中心建設了開放的實驗教學網絡管理系統。 借助該系統，核化學實驗室被建成開放的虛擬仿真實驗教學平臺。 平臺主要分為開放管理和可構建系統兩個模塊。 開放管理中：中學生可憑校園身份證一卡登錄實驗中心開放式實驗教學網站，首先進行實驗室安全須知和行為規范測試，測試合格后即可進入個人實驗系統。 在個人實驗系統中，您可以預約上課時間、選擇實驗項目、下載實驗材料、上傳實驗報告等，并且可以查看當班實驗指導老師，與老師在線交流； 實驗預約成功后，可以獲得實驗室的門禁權限，進入實驗室做實驗，實驗完成后點擊“完成實驗并關閉電源、門窗等”。 在個人實驗系統中確認并離開實驗室。 在可搭建的系統中：實驗軟件操作簡便，實驗平臺可搭建實驗條件的特點使得實驗具有很強的可操作性； 中學生利用該平臺設計自己的實驗方案，進行個性化實驗。 在解決問題的同時，可以構建實驗條件，然后設計實驗，整個過程充分發揮中學生的想象力，培養中學生的探索精神和解決問題的能力。 完成實驗內容后，可以直接在筆記本上處理實驗數據，完成實驗。 報告，節省實驗時間； 實驗班老師可以遠程指導中學生做實驗并批改實驗報告大學物理虛擬仿真實驗中心，大大提高了教學效率。 搭建實驗教學平臺，充分利用實驗中心開放的信息管理資源，提高實驗教學質量，為中學生提供自由、個性化的實驗環境。 平臺結構如圖1所示。
圖1 開放式配光核化學虛擬仿真實驗教學平臺
2 實驗教學內容設計
2.1 核化學實驗教學內容
在核化學實驗教學設計中，我們指出中學生是主體，教師充當引導者，引導中學生獨立設計、獨立思考、小組闡述、進行科學研究[12,13 ]。 教學內容分為“基礎設計實驗”和“探究創新實驗”兩部分。 基礎設計實驗內容主要針對化學專業中學生進行的專業實驗。 根據教學計劃和教學任務，指出中學生對核化學基本原理的理解和實驗技能的掌握。 測試技術與核電子儀器有機結合，雖然測試內容主要包括：吸收硬度測試、電子能譜測試、壽命譜測試等。開展了“半導體α探測器實驗”、“α粒子能量損失實驗”、“ β射線吸收實驗》、《用閃爍光譜儀進行γ射線能譜測量實驗》、《γ射線吸收實驗》、《X射線特征譜的測量和XA系列吸收實驗等核化學與核技術教學實驗》 -放射源壽命實驗、GM計數管特性研究實驗，中學生可以在平臺上搭建，根據自己的需要獨立設計實驗。
探究性創新實驗是基礎設計實驗的推進，對所有理工科學生開放。 對核化學、核技術感興趣的師生，在了解射線與物質的相互作用規律、核輻射的統計規律、各種常用探測器的基本原理和技術性能后，掌握射線與物質的原理和使用方法后常用的核電子儀器，可以利用這個平臺進行探索創新，在平臺上進行研究實驗，班主任組織教改、教研等活動，將研究轉化為核電子學的教學?；瘜W實驗可以不斷優化和發展。 中學生可以通過參加學科競賽、SRTP項目、國家創新項目等提高科學興趣、科學素質和創新能力。教學內容設計如圖2所示。
圖2 教學內容設計圖
2.2可建設核化學實驗裝置
可構建的核化學實驗儀器主要由虛擬放射源、多道分析儀、控制軟件和計算機組成，如圖3所示。虛擬核信號發生器用于替代物理放射源，其數學特性：能夠給出指定放射源的化學信息，如能量分布信息、粒子信息、探測器的響應信息等； 它可以根據實驗要求模擬實驗過程，動態形成觸發判斷條件，形成滿足輸出的多粒子。 通過多通道分析儀采集信號，并由實驗軟件進行分析和測量實驗。 利用計算機仿真技術在實驗平臺上的深入應用，采用虛實結合的模式，為中學生提供安全、便捷、優質的實驗環境。
圖3 可搭建核化學實驗裝置示意圖
3 評價體系
在核化學虛擬模擬實驗開放教學中，對中學生采取多種評價方式。 評價體系分為中學生互評和教師評價兩個方面，盡可能全面、客觀地評價中學生。
中學生互相評價是一種競爭性的防守模式。 中學生分組，正組和負組進行答辯，其他組擔任評分評委。 每組依次輪流。 答辯時，從實驗設計、實驗結果、問題解決、研究成果（創新點、問題解決）4個方面，贊成和反對者會就自己的實驗情況進行辯護，在答辯中會提出質疑和批評，贊成者會提出質疑和批評。反方給出答案，評委將對正方和反方的表現進行打分。
班主任的評價將從日常實驗表現、論文寫作、答辯過程綜合表現三個方面進行評分。 實驗表現評價包括中學生的實驗設計、實驗操作、實驗報告。 論文寫作主要考察中學生的思維、創新和研究成果。 答辯綜合表現將個人表現和小組表現相結合進行評分，不僅評價個人的獨立思考、解決問題、實驗能力，還評價個人參與小組團隊、協作能力、溝通能力； 它還評估團隊的整體績效。 問題的解決方案、解決問題的情況和研究結果。 最后結合中學生互評和班主任評價給出綜合結果，優秀實驗設計方案申報SRTP項目、國家創新項目等，優秀論文推薦在期刊發表，并對優秀中學生的研究成果進行表彰和獎勵。 評價體系如圖4所示。
圖4 評估體系
4 尾聲
核化學虛擬模擬實驗開放式教學是實驗教學改革的新嘗試。 我們采用虛擬與現實相結合的方法，從硬件條件、實驗教學內容、網絡信息、實驗室管理、教學評價等方面進行建設。在核化學實驗教學中，將中學生綜合素質培養與中學生綜合素質培養相結合。社會人才的需求。
目前，開放式核化學虛擬模擬實驗正處于實驗教學階段。 基于該平臺，已成功申報2項教學改革項目和1項國家級大學生創新實驗項目； ，課堂活躍，療效明顯； 中學生評價高：很喜歡這些開放、獨立的實驗方法和考核形式，認為公平、有發展空間（學生評價）。 在后續工作中，我們示范中心將繼續堅持和推廣這一教學模式，舉辦更多的科研項目和創新活動，促進創新人才的培養。
參考
[1]宋國立，蓋功奇，蘇冬梅。 開放式實驗教學模式的研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2010，29（2）：91-93。
, GEGQ, SUDM.[J].and,2010,29(2):91-93.(in)
[2] 朱世坤. 開放式實驗教學模式的探索與實踐[J]. 大學化學實驗，2007（6）：86-89。
ZHUSK.andof open mode[J].,2007(6):86-89.(中)
[3]鄭志遠，高華，張自立，等.化學實驗教學模式的創新實踐與闡述[J]. 實驗科學，2008(4):30-32.(in)
鄭子，高，張自立，等。 并論模式[J]., 2008(4):30-32.(in)
[4]徐增春，胡平． 開放實驗教學與創新人才培養[J]． 中國教學科學研究院，2015（10）：82-85。
徐ZC，HUP。 開放與[J]., 2015(10): 82-85. （在）
[5]劉巖，李曉波． 開放式教學實驗平臺建設與創新人才培養[J]． 實驗室研究與探索，2014，33(3)：211-214。
劉宇,LIXB.開放與[J].與,2014,33(3):211-214.(in)
[6]白云，柴宇． 加強開放實驗教學培養中學生創新能力[J]． 實驗室研究與探索，2010，29(8)：109-112。
BAIY,CHAIY.'.[J].and,2010,29(8):109-112.(in)
[7] 李英. 情境——自主實驗教學法的實踐[J]． 實驗技術與管理，2003，20(4)：81-85。
LIY.of.[J].and,2003,20(4):81-85.(in)
[8]陳小橋，隋竹翠，周立青，等.加大開放實驗平臺建設，提高大學生自主創新能力[J]. 實驗技術與管理，2016，33(7)：1-3。
陳新慶,付志成,周慶,等.開放性研究[J].與,2016,33(7):1-3.(in)
[9]鄺素瓊，楊鼎新，陶利民． 建立開放式實驗教學模式培養創新人才[J]. 高等教育研究，2012，35(3)：100-102。
匡世杰, 楊德興, fúLM.[J].of,2012,35(3):100-102.(in)
[10]于振濤. 關鍵詞： 大學生創新能力培養, 實驗室建設實驗技術與管理，2012，29(6)：223-226。
余子濤.'[J].and,2012,29(6):223-226.(in)
[11]謝宇，凌云，鐘金茂． 關鍵詞： 開放式實驗教學, 培養創新型人才四川化學工業，2010（3）：163-165。
謝利，鄭金明。 開在[J].,2010(3):163-165.(in)
[12]盛素英. 虛實結合實驗教學的探索與實踐[J]． 實驗科學與技術，2014，12(1)：98-101。
jiāSY.[J].and,2014,12(1):98-101.(in)
[13] 何光紅. 化學實驗探究式教學模式[J]． 化學實驗，2017，37(9)：36-37。
HEGH.[J].,2017,37(9):36-37.(in)
[14]何光紅，吳芳。 高校化學實驗網絡管理系統設計[J]. 上海大學學報，2005，28(5)：106-108。
HEGH, WUF.offor[J].of,2005,28(5):106-108.(in)
引用格式：楊冬霞，劉安平，韓忠，等。 核化學虛擬仿真實驗教學平臺的構建——基于開放實驗教學[J]. 化學與工程, 2018, 28(5): 106-109, 113.