學院化學實驗虛擬仿真實驗平臺優(yōu)化的闡述姬鵬飛孫現(xiàn)亭摘要：2020年年初，全省大、中、小學在教學上普遍采用網(wǎng)路講課，這打破了我院原有的實驗教學模式，因而采用超星學習通+釘釘直播+虛擬仿真實驗三元的實驗教學模式。通過實踐剖析三元實驗教學模式的好壞，提出優(yōu)化學院數(shù)學虛擬仿真實驗平臺的建議。關(guān)鍵詞：虛擬仿真實驗;仿真平臺;教學模式學院化學實驗是理工科類學院生選修的一門基礎(chǔ)課程，實踐性強，對于培養(yǎng)中學生動手能力、發(fā)現(xiàn)—分析—解決問題能力、理論聯(lián)系實際等方面的發(fā)揮著重要的作用[1]。隨著教育技術(shù)的快速發(fā)展，實驗教學應(yīng)該充分借助包括網(wǎng)路技術(shù)、多媒體教學軟件等在內(nèi)的現(xiàn)代教育技術(shù)、營造多樣化的教學模式[2]，目前一些院?；谖⒄n、MOOCs、翻轉(zhuǎn)課堂進行了實驗教學變革，并取得了一定的療效[1][3][4]，通過采用超星學習通+釘釘直播+虛擬仿真實驗三元教學模式的實踐探求，提出了優(yōu)化仿真實驗平臺的建議，為推動虛實結(jié)合實驗教學模式的實踐發(fā)展提供了更好的思路。講課模式施行實操實驗難以進行的時期，原有虛實結(jié)合的實驗教學模式被打破，超星學習通+釘釘直播+虛擬仿真實驗三元教學模式臨時加以施行，如圖1所示：通過學習通在線平臺，團隊老師在線上自建了學院化學實驗課程，在課程中，每一個具體實驗上傳有實驗相關(guān)PPT講解文檔，實驗操作視頻，實驗注意事項等，另外物理虛擬仿真實驗平臺，通過導出中學生相關(guān)信息，可以提早給中學生通過學習通下達預習任務(wù)，授課時間提醒，作業(yè)等;中學生可以按照老師發(fā)布信息，通過學習通預習，自學相關(guān)實驗內(nèi)容，之后到虛擬仿真平臺了解仿真平臺相關(guān)實驗操作要求，進行仿真操作，最后在班主任約定的授課時間（兩個學時）進行釘釘直播，就學習通平臺及仿真操作中遇見的問題進行討論，按照討論的共性問題在仿真平臺進行仿真操作并講解，中學生可依照講解進一步通過仿真實驗平臺構(gòu)建實驗操作，達到理想仿真成績后完成實驗報告回傳至學習通平臺待實驗班主任批改。
三元實驗教學模式施行過程中的優(yōu)劣剖析2.1三元實驗教學模式優(yōu)勢（1）通過學習通平臺的課程資源建設(shè)，團隊老師把實驗講課的相關(guān)資料上傳到學習通平臺，其中包括一些優(yōu)秀的實驗視頻資源，這樣才能迸發(fā)中學生學習的興趣，通過自學進行實驗探求，不計次數(shù)學習，解決了中學生沒有實驗教材問題以及實驗課中班主任花大量時間講解實驗而中學生課堂操作實驗時間不足的問題。（2）中學生只須要具備筆記本及網(wǎng)路則可以隨時隨地通過仿真實驗平臺去進行仿真實驗操作，最大限度地填補難以進行實操帶來的不足[5]。進行模擬操作，可以檢驗學習通自學實驗的療效，但是可以在平臺上查看自己實驗療效優(yōu)劣與否，不限期限次數(shù)操作，直到仿真達到理想結(jié)果，是實操實驗的有效補充與輔助手段[6]。另外因為仿真實驗不須要消耗實驗耗材，才能有效降低實驗經(jīng)費[7]。（3）通過上述兩個平臺的自學與仿真操作，釘釘直播互動主要內(nèi)容是解決遺留的問題，班主任通過仿真平臺實操的方式在釘釘群直播討論，答疑，挺好地解決原有實操實驗課班主任耗費大量時長講解實驗原理等問題。2.2三元實驗教學模式弊病三元實驗教學模式似乎挺好解決了實驗講課的問題，最大限度地清除了難以進行實操的影響，而且，在實踐中也發(fā)覺一些問題：（1）三個平臺的同步應(yīng)用讓班主任與中學生在三個平臺之間反復切換，艱深，沒有辦法實現(xiàn)之間互相兼容，例如，中學為了監(jiān)管，中學生須要把仿真操作后的實驗報告上傳到學習通。
（2）學習通平臺資源的僅僅是解決燃眉之急，資源須要優(yōu)化，例如針對性的講解原理或則實驗操作微視頻。（3）仿真平臺仿真實驗的結(jié)果是固定的，純粹的仿真實驗未能滿足朋友們對實操實驗盼望，難以感受真實操作帶來的直觀物理虛擬仿真實驗平臺，貼身感受，缺乏實操環(huán)節(jié)。（4）不僅班主任安排實驗內(nèi)容外，仿真平臺其他實驗訪問頻度、實驗療效不理想。優(yōu)化虛擬仿真平臺的闡述通過三元實驗教學模式的實踐，剖析其優(yōu)劣，為今后實驗教學提供了挺好的優(yōu)化思路，三元平臺的模式難以兼容，可以探求三合一的模式，綜合到一個平臺上把所有功能給以實現(xiàn)，之后結(jié)合實操實驗進行虛實結(jié)合的實驗教學模式進行實驗教學，具體如圖2所示。為此，按照講課經(jīng)驗，提出優(yōu)化學院化學虛擬仿真實驗平臺的建議。3.1仿真平臺預習內(nèi)容優(yōu)化學院化學實驗虛擬仿真平臺似乎沒有辦法兼容學習通平臺，但完全可以實現(xiàn)對班主任開放自由，以至于內(nèi)部可以嵌入學習通平臺相同功能的內(nèi)容，可以有效解決平臺多元化的問題，以及師生平臺反復切換及平臺兼容問題。（1）虛擬仿真實驗平臺原有的實驗內(nèi)容、步驟等的列舉，可以修改為有班主任端可開放式的更改，上傳適宜自身分校講課的優(yōu)秀實驗視頻資源，自行錄制視頻演示等微課資源。（2）經(jīng)過班主任篩選后的上傳的實驗資源可以防止中學生在網(wǎng)路上尋求到魚目混雜的實驗資源情況發(fā)生，另外中學生可以微課等視頻資源學習實驗的原理和實驗操作部分的預習，擴寬中學生的視野及解決問題的途徑，推進認識，并可以通過平臺的仿真操作實驗進行反饋，以便知曉自己預習的療效，最終結(jié)合實操實驗一起達到最優(yōu)的實驗療效[8]。
（3）通過虛擬仿真實驗平臺上傳微課視頻資源，則仿真平臺亦弄成承載視頻資源的一種載體，是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂[9]的一種有效方式，翻轉(zhuǎn)課堂才能讓實驗班主任耗費更更多的精力到視頻資源的優(yōu)化和后期課堂互動答疑上，解決了每學期反復講解實驗原理及內(nèi)容的過程;讓中學生通過仿真平臺的視頻資源自主學習，碰到不懂的知識點可以資源回放，亦可觀看其他類似資源的方式達到原先比班主任課堂講解更好的療效，更是可以進行仿真操作檢驗觀看療效，這更容易迸發(fā)中學生學習的自主性和興趣。3.2仿真實驗優(yōu)化仿真實驗平臺中仿真實驗應(yīng)按照師生操作中反饋的問題中不斷的優(yōu)化，應(yīng)按照時代的發(fā)展、教學技術(shù)的進步不斷的優(yōu)化。（1）在一些基礎(chǔ)實驗中，平添中學生規(guī)范操作的設(shè)置，操作不規(guī)范則設(shè)置為難以繼續(xù)進行仿真操作，突出培養(yǎng)其實事求是，嚴肅認真的科學心態(tài)。諸如：游標千分尺、螺旋測微計初次使用是否進行零刻度校準，天平、三線擺在使用之前是否進行水平調(diào)整等。對于一些重要的原理，設(shè)備的調(diào)整使用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以設(shè)置一些判定或則選擇，正確通過后方可繼續(xù)進行仿真實操，降低重點知識和技能的中間考查環(huán)節(jié)。（2）仿真實驗項目相比傳統(tǒng)實驗項目不僅僅要在數(shù)目上有優(yōu)勢，還要考慮到不同愛好和層次的朋友的需求，按照中學生基礎(chǔ)和能力的差別的情況分類別、分層次，即仿真實驗在力、熱、光、電實驗分類情況下，還要進行基礎(chǔ)性、設(shè)計性、研究性、開放性實驗分層次呈現(xiàn)，迸發(fā)中學生的學習興趣[10]。
（3）虛擬仿真實驗應(yīng)按照現(xiàn)代教育技術(shù)成熟程度，適時加入一些仿真操作新技術(shù)，例如友好的人機交互VR技術(shù)，讓仿真操作愈發(fā)緊貼于真實操作。3.3虛擬仿真實驗平臺互動性仿真平臺的師生互動暫時未能和釘釘直播平臺相提并論，達到釘釘互動療效還有很高的技術(shù)和成本問題須要解決，但仿真平臺仿真操作中可以有師生互動的場景，其實，課堂的實驗教學就是最好的反饋，有老師講原理等修改為朋友實操過程前后的答疑，這樣的互動，無疑療效是最好的。結(jié)語三元實驗教學模式，剖析實踐過程中的問題，提出了優(yōu)化仿真實驗平臺的建議，而不斷建立優(yōu)化的虛擬仿真平臺與實操實驗相結(jié)合，才能達到良好的實驗療效，促使學院化學實驗教學變革，增強實驗教學的療效。參考文獻：MOOCs的學院化學實驗教學變革[J].實驗室研究與探求，2016，35（09）：177-180+199.[2]王墨林，羅樂.“大學化學實驗”網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的設(shè)計[J].實驗室研究與探求，2012，31（12）：140-144.[3]宋金璠，郭新峰，王生釗，羅鵬輝.微課在學院化學實驗教學中的應(yīng)用[J].物理實驗，2015，35（02）：12-17.[4]辛督強，張建祥，羅積軍，王倩，林鵬.基于翻轉(zhuǎn)課堂的學院化學實驗分層次教學實踐[J].東部素養(yǎng)教育，2020，6（02）：115-116.[5]劉志遠.學院數(shù)學仿真實驗的定位研究[J].山東省教育大學學報（學科版），2011，27（11）：133-134.[6]董海寬，費英.學院數(shù)學仿真實驗教學闡述[J].渤海學院學報（自然科學版），2008（01）：80-82.[7]李寧，楊坤，史芹.學院數(shù)學虛擬仿真實驗開放式教學初步探求與實踐[J].教育現(xiàn)代化，2016，3（40）：118-119.[8]楊昶，楊昌虎，黃偉榮.波動光學仿真實驗設(shè)計及其在學院數(shù)學教學中的應(yīng)用[J].學院化學實驗，2019，32（04）：113-115.[9]盧強.翻轉(zhuǎn)課堂的冷思索：實證與反省[J].電化教育研究，2013，34（08）：91-97.[10]朱純，陳元旦，聶元狩，吳亞敏.雨課堂：“多維度分層次”教學的實踐與思考[J].學院數(shù)學，2020，39（06）：52-58.基金項目：河南大學新文科實踐項目（項目編號：2017-XGK04）作者簡介：姬鵬飛（1983—），男，河北保定人，碩士，實驗師，研究方向：實驗教學與管理工作。-全文完-