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摘要：隨著時代的進步和科學技術水平的不斷提高，計算機技術與多學科、多領域的接觸更加深入。計算機輔助教學已成為教育中重要的科學組成部分和教學手段，具有教學和輔助的雙重功能。在教學實踐環節，探討計算機輔助教學在應用化學課堂教學中的幾種應用。進行教學時應用計算機輔助教學，能夠簡化傳統的板書教學，擴大課堂容量，突破教學難點，對課堂難以理解與記憶的環節進行模擬演示實驗，使得學生可以更好的進行學習記憶。同時論述了計算機輔助教學在應用化學教學中的必要性以及優越性，指出其在應用化學教學中存在的問題。

關鍵詞：計算機輔助教學；應用化學；應用

一、計算機輔助教學在應用化學專業教學中的必要性

應用化學專業是在傳統化學專業的基礎上發展起來的一門應用專業。在學習過程中，經常使用電腦在線文獻檢索、處理化學實驗數據，確定實驗模型參數，解非線性方程，繪制化學繪圖、編輯的化學論文等，多媒體釋放的化學信息和一些常見的化學軟件如CAD、Origin和AspenPlus。AspenPlus軟件在應用化學專業課程教學應用較為廣泛。在應用化學專業的一些必修課中，應用數學知識進行公式計算的較多，學生在學習時有一定的困難[1]。計算機輔助教學(CAI)可以幫助專業教師解決其他方法難以解決的抽象復雜問題，可以對課堂的教學效率和效果有大幅度的提升。例如，在分離工程的理論課程、數學推理、化學計算、繪圖等教學中應用很多。如果處理不當很容易把化學課變成一個數學類課堂，在學生看到板書都是數學公式時，可能導致學生不能專心聽講，易產生厭學的情緒。如果使用計算機輔助教學時，可以簡化數學公式，使得數學公式推導過程較為容易，教師可以重點講解化學過程的計算原理和方法。

二、計算機輔助教學在應用化學專業教學中的優勢

（一）簡化教學板書，擴大課容量

傳統教學中，老師在黑板上的內容必須在課前設計，記住和掌握的基本內容很多，對于不同的學生，教師要設計出不同的教學計劃，需要大量的精力。在課堂上，由于教師板書的大小、書寫不同的容量、不同的教室光線明亮程度，經常出現一些學生看不見黑板上的寫作內容的現象，其結果往往是枯燥的教學過程，教學效率不是特別高。使用計算機輔助教學，在備課過程中，教師主要關注解釋過程的設計和記憶，以及整個應用化學課程的設計、難點和重點。由于大大減少了板書的書寫時間，相應的課堂教學能力可以大大提高。同時它有助于重點講解介紹一些與內容相關的研究進展，拓寬學生的知識視野，提高教學效果。

（二）突破教學難點

在應用化學的教學內容中，物質結構課程的知識內容較為抽象。在傳統的教學中，主要應用掛圖、幻燈片，使得學生缺少學習的興趣性。運用計算機輔助教學制作的課件進行教學，在應用三維動畫的過程中能夠對教學過程進行優化，使難以理解的問題能夠具體化，變小為大，幫助學生建立空間想象的能力，加深對理論學習的理解。如在講解電化學時，可以應用Origin軟件進行模擬LSV的數據進行理解深化其光電性能；學習有機化學時，對某些物質的結構可以通過Chem3D以及ChemDraw軟件模擬物質的結構組成，同時可以根據兩個軟件進行化學反應的過程分析；計算機輔助教學課件的設計制作中，對于某些重點、難點內容，也可以添加特殊顏色和符號，對文字內容可設置不同的打開效果，合理而有序地安排文字出現的時間和次序，增加學生的理解。

（三）模擬課堂演示實驗

應用化學專業實驗課的教學，在整個應用化學課程的教學中是非常重要的一個環節。由于教學課時和設備的限制，學生不能人手一套作實驗。有些章節教師在課上做一些演示實驗，由于教學班學生人數太多，一些實驗現象、實驗結果等，學生并不是全部都能看清楚，影響到教學效果。運用AspenPlus設計，可以模擬部分化工實驗。通過模擬，可以將實驗中發生的現象清楚地展示出來，在節省時間的基礎上，可以清楚明了的展示出來，使學生可以加深知識印象。

三、計算機輔助教學在應用化學專業教學中的實踐

（一）在基礎化學理論課教學中的應用

在對物質的微觀結構、性質和變化等方面進行教學時，由于內容相對較多，所以在教學過程中存在較多難點，使得教與學過程中存在太多抽象、枯燥的過程[2]。在進行傳統的教學過程中，通常使用模型教學輔助工具來幫助學生理解，但模型也是靜態配置，不能動態反映其真正過程。在計算機輔助教學中，利用動畫模擬物質的微觀結構和運動變化過程，不僅能夠使學生盡快理解復雜難懂的化學微觀結構，還可以使學生解決在可視化的理解以及記憶動態化學過程中遇到的困難。

（二）在實驗課教學中的應用

實驗教學對于應用化學專業是不能缺少的教學環節[3]。基礎化學的實驗課較為簡單，但是應用化學專業中的實驗課在藥品以及實驗儀器上要求較多，同時實驗過程中有毒有害物質較多，使得多數實驗無法進行。計算輔助教學則可以模擬化學實驗過程，從實際上解決無法進行實驗的問題。通過電腦自行安裝模擬軟件進行實驗過程，在系統內會監控學生的操作正確性，如果出現錯誤，系統會給予警告，根據錯誤的情節進行扣分，使學生在模擬過程中認真完成。計算機模擬實驗不僅培養學生創新精神同時保證了教學效果。

（三）在數據處理教學中的應用

在實驗過程中，會出現相應實驗過程的數據，然而進行實驗數據處理的過程是實驗中重要的部分[4]。在進行數據處理的課程中，學生們依據教師的教學PPT中演示的過程，自行進行處理實驗數據。使得學生在邏輯思維方面有一個較為有效的提升，同時在計算機領域的本領也逐漸增加。最終教師的教學取得了事半功倍的效果[5]。在學習分析化學時，進行紫外測定中已知該物質濃度C和吸光度A之間的關系進行作圖，將數據帶入Origin軟件進行直線、散點、點線繪圖，得出相應的關系圖，根據數據擬合得到線性擬合結果，將未知濃度物質的吸光度代入線性關系中，可以求算出物質的濃度。并且根據同組數據利用Origin軟件可以畫出直線圖、散點圖、點線圖、柱狀圖，并且可以對數據進行擬合。

（四）在專業實習教學中的應用

應用化學的學習中，進行專業實習過程極為重要，是對專業課程實踐的一種過程[6]。在全國范圍內，從安全角度進行考慮各大工廠都不愿意接收高校學生的實習過程。有些實習的過程，學生在車間也都是見習過程，沒有真正的進行動手操作，在工藝流程、工作原理方面都不能真正理解[7]，使得實習失去了真正的鍛煉意義。在這種實習難的情況下開發仿真模擬實習系統顯得十分重要，能夠從實際情況出發解決高校的真正問題。仿真實踐系統中包含工廠操作的全過程，在聲音、實驗流程、工作原理等方面進行實際模擬過程，將制作現場生動真實地呈現在學生面前[7]。學生可以在屏幕前啟動、停止模擬操作，同時可以根據實驗要求改變設備的操作條件，學生可以學會自己排除事故。雖然模擬實習系統不能完全替代現場實習，但作為一種重要的輔助手段可以相對接近教學目標，對于培養技術人才具有重要的意義。

四、計算機輔助教學在應用化學專業教學中應注意的問題

（一）理解計算機輔助教學在應用化學專業

事實上，應用化學專業的教學中，計算機輔助教學的內容較多，應用各種化工軟件進行模擬[8]，同時，有些計算機輔助教學過程需要較多教師進行教學，加強計算機輔助教學，迫切需要在教師中進行計算機輔助教學知識的專業性學習，對計算機的應用能力有個普遍的提高，對計算機輔助教學的意識有個相應的增長，使教師自覺成為計算機輔助教學的推動者和實施者。

（二）處理好主導與輔助的關系

教師是教學過程中主要的實施者，是知識的傳遞者，該教學中占據主導地位，地位不能被計算機輔助教學模式所取代。在應用計算機輔助教學過程中，時間和空間上不存在限制，達到原有教學方法無法達到的教學效果。但教學過程是一個復雜的雙邊活動過程，只有教師和學生才可以完成。計算機輔助教學只能在某些方面促進師生互動[9]。

（三）處理好仿真與現實的關系

如果進行模擬實驗時，使學生失去了觀察實驗現象的機會，不能感受到實驗中溫度的變化、顏色的改變、氣味的變化。在仿真系統中由于不存在實驗危險問題，也沒有對錯誤的恐懼，這將導致學生缺乏責任感，他們認為即使他們錯了也沒有事。因此教師應該強調仿真并非現實在計算機輔助教學中的應用，它只是模擬現實，不能等同于現實，要樹立更強的責任感。

參考文獻

[1]唐思德.淺談如何在化學教學中使用計算機輔助教學[J].教師,2017(18):70-70.

[2]辛敬艷.淺談CAI在化學教學中的應用[C]//基礎教育理論研究成果薈萃上卷.2005.

[3]黃云輝,吳遠東,王承宜.應用CAI改進大學化學教學[J].大學化學,1998,13(1):35-36.

[4]高明.淺談CAI在化學實驗教學中的應用[J].實驗教學與儀器,2000(5):9.

[5]馬錦芳.淺談CAI在教學中的作用[J].青海民族大學學報：社會科學版,1997(2):119-120.

[6]佚名.虛擬仿真實驗在化學教學中的設計與應用研究[D].南寧：廣西民族大學,2018.

[7]謝堅堅,滕波濤,樓怡林,趙雷洪.計算機輔助設計在化學反應工程教學中的實踐[J].化學教育(中英文),2017,38(12):66-71.

[8]鄭燕,孫文新.計算機化學軟件在大學有機化學教學中的應用研究[J].石家莊學院學報,2014(3):122-124.

[9]蔣艷.大學有機化學教學中計算化學軟件的應用[J].湖北函授大學學報,2016,29(24):143-144.

作者:楊光 單位:大慶師范學院化學工程學院