有机化学实验数字化教学探讨

王迎春 王梦 郭慧 牛丽颖

随着现代教育信息技术的发展，数字化教学手段越来越广泛地运用于教学过程中。针对目前有机化学实验教学中存在的问题，阐述了有机化学实验数字化教学的优势，并讨论了实现有机化学试验数字化教学需要的条件及存在的问题。

有机化学实验数字化教学优势问题条件有机化学是药学专业必修的基础课，是学生后续专业课程（生物化学、中药化学等）学习的基础。化学是一门以实验为基础的学科，有机化学实验是有机化学教学中必不可少的内容，通过实验除了可以加深、巩固课堂讲授的知识外，更重要的是培养学生观察能力、独立思考能力、创新能力，培养学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和良好的实验工作习惯，为以后进一步的学习、工作和科研打下扎实的基础。

目前，有机化学实验大多是验证性实验，综合性、设计性实验较少，教学方法陈旧，通常是教师将实验目的、步骤、注意事项反复讲解后学生按部就班的完成实验，学生在实验过程中被动的接受信息，不需要思考、探索，只需按照预设指令进行操作即可。通过实验，学生只是熟悉、规范了仪器的基本操作，加深了实验现象，并不能提高思考、创造能力，对于培养学生的创新意识和科学研究的精神具有抑制作用。如何提高实验课程的效率，提高学生实验热情，培养学生实验能力是我们目前亟待解决的问题。

随着现代教育信息技术的发展，校园网的建立和完善，数字化教学手段越来越广泛的运用于教学过程中。将数字化教学手段运用的实验教学中，实现有机化学实验数字化教学，将能更好地实现有机化学实验的培养目标。

一、有机化学实验数字化教学内容及优势

数字化实验是基于计算机平台的使用，以真实的实验为基础完成的实验，包括多媒体展现的实验、虚拟仿真实验及借助传感器的实验。与传统实验相比，数字化实验采集数据量大，占用时间少，实验不受时空的限制等优势。

1.多媒体展现实验

有机化学实验中会用到的很多易燃、易爆，有毒的试剂，或实验过程中会产生有毒有害气体，做这些实验有一定危险性，且会对学生的身体有一定伤害，因此我们可以通过图片、视频、视频剪辑、Flash动画、PowerPoint等多种方式展现实验，避免这些危害。如对于毒性、气味很大或条件不允许的实验，我们可以将实验过程录制或模拟制作出来，让学生观看视频。再如，一些有机化学实验反应原理，我们可以利用Flash动画将实验原理制作成动画，促进学生对知识的理解，增强学生学习兴趣。在学生进入实验室进行实验操作前，我们可以通过多媒体展示实验，使学生熟悉实验装置、操作步骤和实验变化情况，这将有助于学生对实验的实际操作。

2.虚拟仿真实验

由于学生的数量较多，分组实验不能达到让每个同学都能动手操作的要求，通过开展虚拟仿真实验，可以给学生提供更多的实验机会，使每个学生都能进行实验操作。学生可以通过数字化实验平台访问虚拟实验室，做各种虚拟仿真实验。通过虚拟仿真实验，学生可以更多的接触、了解实验，同时虚拟实验可以为学生提供一种更便捷的实施自己设计的实验方案的途径。在虚拟仿真实验室，学生想做什么实验就可以做什么实验，想怎么操作就怎么操作，不受实验教程的约束，可以进行多种尝试，不用担心危险，对提高学生实验热情，激发实验积极性有重要意义。

3借助传感器的实验

传感器的精密度极高，反应极灵敏，可以保证实验准确无误，得到的结论真实可靠。有机化学实验中有许多实验是需要学生进行温度、pH值等测定的，学生在进行试验时经常会由于操作问题使读数有所偏差，若用相应的传感器进行实验则可避免这类误差。如可利用温度传感器测定有机化合物熔点，利用 pH值传感器测定食醋的总酸量、利用色度传感器测定食物中铁元素的含量等。借助传感器进行实验，可以使实验数据更加精确，减少误差，调动学生实验积极性。

二、实现有机化学实验数字化教学必备条件

实现有机化学实验数字化教学需要多方面的准备，如有机化学实验室、数据采集器与各类传感器、计算机等硬件设备；应用软件、数字化实验平台等。

1.有机化学实验室

有机化学实验室的建设，除了配备基本的实验药品、仪器、通风装置等有机化学实验必需设备，为学生进行科学探究活动奠定物质基础外，还应能够做到定时向学生开放实验室，为学生开展探究活动创造良好的条件。

2.硬件设备

实现有机化学实验数字化教学必不可少的专业技术设备主要包括：数据采集器、各种传感器、计算机投影仪、电子白板等。传感器可精确地测量与传递实验中所测定的各种实验参数，所得实验数据通过数据采集器转到计算机中，计算机经由配套软件将数据以表格和图像形式呈现，并进行分析处理。

3.应用软件

多媒体实验常用软件多媒体实验常用软件有 Flash、PowerPoint等；传感器实验常用的主要是数据处理软件，如 DataStudio数据处理软件；仿真实验软件有多种，如美国 COREL公司开发的虚拟化学实验室 COREL Chemlab，南京金华科软件有限公司开发的仿真化学实验室 V3.5。

4.创建有机化学数字化实验教学网络平台

创建基于数字化校园网的化学数字化实验教学网络平台，通过数字化实验教学网络平台把各种教学资源整合起来，把教师、学生、教学资源联系起来。

目前，有机化学实验数字化教学还存在一些问题，如数字化实验室建设不完善，无法完全对学生开放；教师观念落后，数字化实验教学能力和水平较低；学生已经习惯了传统实验教学，独立思考能力较差；有机化学实验内容单一，缺乏数字化实验案例等，但相信随着经济的发展，科技的进步，有机化学实验数字化教学将成为有机化学教学的一个重要方式。

有机化学实验数字化教学具有多方面优势，在培养具有实践能力和创新能力的高素质人才方面具有重要意义。有机化学数字化教学并非否定、摒弃传统实验教学，而是将二者有机融合，这样才能更好地达到培养学生的目的。

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