應用型本科化學實驗與虛擬仿真技術應用初探

胡靜 劉梓鶴 朱文娟 康燁 陳蕾

摘 要：化學實驗是應用型本科化學及相關專業學習化學基礎知識和了解實際生產問題的重要途徑，基于應用型化學實驗在我國高校的發展不平衡不積極的實際問題，在"綠色化學"的大社會背景下，仿真模擬技術可有效解決我國本科學生應用型化學實驗的存在問題，同時探究仿真模擬技術應用的推廣。

關鍵詞：應用型;虛擬仿真技術;綠色化學;燃燒熱測定

Abstract：Chemical experiment is an important way for Application-oriented Undergraduate Chemistry and related majors to learn basic chemical knowledge and understand practical production problems.Based on the unbalanced development of Applied Chemical Experiment in Colleges and universities in China，under the background of "green chemistry"，simulation technology can effectively solve the existing problems of Applied Chemical Experiment for undergraduate students in China，At the same time，the promotion of the application of simulation technology is explored.

Key words：applied;virtual simulation technology;green chemistry;Determination of combustion heat

化學實驗是各種化合物相互反應，生成我們所需要的物質的過程。化學學科的發展離不開化學實驗，化學實驗是化學科學發展的基礎，通過進行化學實驗來達到輔助理解化學理論知識目的，是化學教學中常用的教學手段。不僅如此，通過化學實驗，可以培養學生一絲不茍、實事求是的科學作風。

一、應用型本科化學實驗現狀分析

應用型化學實驗在我國的發展現狀：1.部分實驗難度大，操作困難甚至存在較大的危險性，導致某些方面實驗在高校開展率很低。2.虛擬化學實驗室建設水平低，實驗室配置較低，無法很好的完成課程標準。3.化學試驗設備較昂貴，許多高校支付不起部分實驗費用，從而導致實驗無法開展。4.傳統實驗缺乏創新性，傳統實驗一直延續舊的研究方法，實驗數據誤差大，實驗污染大，卻又不進行實驗改革，導致化學實驗難以開展。

二、虛擬仿真技術在化學實驗中的應用

應用型化學實驗是與生活緊密聯系。它是根據生活的需求進行研究的化學實驗。聯系社會、聯系實際，這不僅可以使學生能夠更好的了解社會需求，還能激發他們的創造力，學習更多的知識。同時，也能讓學生將自己學習的理論知識，加以應用，使兩者聯系的更緊密。

燃燒熱的測定實驗是物理化學實驗課中的典型實驗之一，也是應用型學科培養方案中必修的實驗項目。此實驗對實驗數據和測量結果的精度和準確度的要求較高。但我們傳統的試驗方法已經不能滿足我們對于數據高精確度的要求，我們可以通過虛擬仿真平臺進行實驗數據處理的改進，從而達到減小誤差，消除污染，避免真實操作過程中帶來危險等多種優點。

同時，基于環保的基礎上化學實驗。為了響應國家政策，提倡綠色化學，環保節能，而化學實驗會產生大量廢棄物，例如廢水、廢氣與廢物，會嚴重污染環境。我們應對化學品進行集中處理，有些可回收再利用。實驗操作應盡量簡單化，避免不必要的反應過程，盡量用污染小的化學品，盡量選用可再生的原料，盡量使用最小劑量的試劑，提高原子利用率，實現“零排放”。能量也應盡量少消耗，盡量在常溫常壓下進行。

三、結語

在"綠色化學"的社會背景下，虛擬仿真平臺技術成為應用型綠色化學的實驗方法趨勢，利用現代化技術，把計算機與化學相結合，更好的處理化學實驗數據，促進應用型人才的培養。

參考文獻

[1]閆曉麗，鄭延斌，姚飛，蘇景霞.基于虛擬現實技術的網絡虛擬化學實驗室的設計實現[J].科技視界，2013（33）：44-46.

[2]張雪.虛擬現實技術在化學實驗教學中的應用探究[J].科技風云，2017（13）：180-182.

[3]袁望章.高?；瘜W實驗教學實踐與思考[J].教育教學論 壇，2019（30）：257-258.

基金：

安徽省大學生創新創業訓練計劃項目《基于虛擬仿真平臺燃燒熱的測定》項目編號1809421045。合肥師范學院與愛爾蘭阿斯隆理工學院聯合培養制藥工程專業本科教育項目，項目編號2018zwpy024。合肥師范學院教學研究項目《基于網絡信息平臺的翻轉課堂教學模式在“化工原理”中的應用實踐研究》，項目編號2018jy37。安徽省高等學校質量工程項目《藥物制劑生產線虛擬仿真實訓項目》，項目編號2019xfxm67.