計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的應(yīng)用探究

時間：2022-10-26 07:00:43 化學畢業(yè)論文我要投稿

相關(guān)推薦

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,商業(yè)化的分子模擬計算程序包被越來越多的化學工作者用作探究化學問題的重要手段之一,因其處理化學問題的準確性和可預(yù)測性而被廣泛接受。近年來相關(guān)輔助軟件的開發(fā),使分子模擬程序包的操作過程變得簡便快捷。

計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的應(yīng)用探究

　　摘要:本文論述了計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)課教學中的必要性和優(yōu)越性,介紹了計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的應(yīng)用,并指出了應(yīng)注意的問題。

　　關(guān)鍵詞:計算機輔助教學應(yīng)用化學專業(yè)

　　隨著計算機應(yīng)用的普及和發(fā)展,計算機技術(shù)已深人到各個學科和技術(shù)領(lǐng)域,計算機輔助教學也成為當今教育科學及教學手段的重要組成部分,具有教學與輔助雙重功能,為教學研究與改革注入了新的活力。它的發(fā)展和應(yīng)用,是教育領(lǐng)域的一次信息改革,也是信息社會對教育的挑戰(zhàn)和要求。實踐證明,計算機輔助教育在推動教育改革中的作用是顯著的,代表一種教學思想和教學方式。因此,我們必須正視計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)的中應(yīng)用。

　　1. 計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的必要性

　　應(yīng)用化學專業(yè)是在傳統(tǒng)的化學專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的集基本知識、基本理論、基本技能與工程技術(shù)于一體的應(yīng)用型專業(yè),理論性和實踐性都比較強。在學習過程中經(jīng)常會遇到利用計算機進行網(wǎng)上文獻檢索、處理化工實驗數(shù)據(jù)、實驗?zāi)Ｐ蛥?shù)的確定、非線性方程的求解、化工圖樣的繪制、化工論文的編輯、化工信息的多媒體發(fā)布以及一些常用化學化工軟件如CAD、ORIGIN、MATLAB、ASPEN使用等方面的問題。而現(xiàn)階段應(yīng)用化學專業(yè)課程教學計劃表中,與計算機有關(guān)課程一般有《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》、《微機化工應(yīng)用》等,存在課時少、課程內(nèi)容廣而雜;同時因為硬件原因,學生進行實踐的機會少,學生很難通過上述兩門課程的學習解決實踐過程中遇到的與計算機有關(guān)的問題。而計算已成為化學化工生產(chǎn)中不可缺少的工具,作為一名傳授知識的高校教師,努力將這一現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用于教學,培養(yǎng)出適應(yīng)時代發(fā)展需要的化學化工技術(shù)人才,責無旁貸。因此,我們要積極提倡在應(yīng)用化學專業(yè)教學中開展計算機輔助教學。

　　2. 計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的優(yōu)勢

　　應(yīng)用化學專業(yè)有些課程具有抽象、對數(shù)學要求比較高等特點,學生學起來存在一定的困難。計算機輔助教學能幫助專業(yè)教師解決用其它方式不易解決的抽象繁雜的問題,提高課堂效率和教學效果。例如,在化工原理,分離工程等理論課的教學中,數(shù)學推理、化工計算以及作圖求解等數(shù)學物理方法應(yīng)用很多,教學中處理不當就容易把化學課變成數(shù)學課,學生看到滿黑板的數(shù)學公式也容易產(chǎn)生煩躁情緒,分散注意力。利用MATLAB語言,微分、積分甚至數(shù)學推導(dǎo)和作圖都變得易如反掌,數(shù)學問題變得非常簡明,老師就可著重講解化工過程的計算原理和方法了。又如,在化工機械與設(shè)備教學中,學生很難建立立體感,這樣就造成一部分學生不會識圖與繪圖。利用計算機BASIC語言,以一定的程序把三視圖顯現(xiàn)在屏幕上,再把三視圖回原為立體圖,這樣可以大大幫助學生從感性認識飛躍到理性認識,從而建立了立體感,為識圖與繪圖莫定了良好的基礎(chǔ)。這樣,教師就可增加了課堂教學密度,把多出的時間留給學生,做到當堂操練、當堂消化、當堂鞏固、并且能達到拋磚引玉的效果,激發(fā)學生學習的興趣,多渠道地學習計算機知識,以適應(yīng)更高的化工生產(chǎn)及管理的需要。

　　3. 計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的實踐

　　3.1 在基礎(chǔ)化學理論課教學中的應(yīng)用

　　在基礎(chǔ)化學理論課中有許多內(nèi)容是研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、性能和變化,如有機化學、結(jié)構(gòu)化學等,這些內(nèi)容抽象、枯燥,學生較難掌握,教師講授時也難以描述。傳統(tǒng)的教學方法中一般是借助于模型教具幫助學生理解,但模型也是靜態(tài)的構(gòu)型,不能進行動態(tài)體現(xiàn)。在計算機輔助教學中,用動畫來模擬物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運動變化過程,不但可以幫助學生理解復(fù)雜的化學微觀概念,而且可幫助學生解決可視化理解和記憶動態(tài)化學過程中所遇到的困難。

　　3.2 在實驗課教學中的應(yīng)用

　　實驗教學是應(yīng)用化學專業(yè)教學中一個十分重要的環(huán)節(jié)。但在實際教學中常因大型儀器或昂貴藥品的缺乏,或?qū)嶒炛写嬖谟卸尽⒂泻ξ镔|(zhì)等原因,使得許多重要實驗無法正常開設(shè)。運用計算機輔助教學軟件開設(shè)實驗課可以解決上述問題。學生在模擬軟件上進行實驗,操作錯誤時,系統(tǒng)會提示警告或扣分,以引起學生的重視,在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神同時保證了教學效果。

　　3.3 在數(shù)據(jù)處理教學中的應(yīng)用

　　在實驗教學中,實驗數(shù)據(jù)的處理是整個實驗的重要組成部分。在開設(shè)數(shù)據(jù)處理課程時,在計算機輔助教學課件中增加程序框圖以提高學生對數(shù)據(jù)處理的認識,進一步在練習中讓學生自主編寫程序,對于提高學生的邏輯思維能力、計算機應(yīng)用水平及教學質(zhì)量均會起到事半功倍的作用。如在分析化學中讓學生編程繪制多元弱酸分步電離pH-C圖,在化工原理實驗中讓學生自編程序繪制精餾實驗的M-T圖等。

　　3.4 在專業(yè)實習教學中的應(yīng)用

　　專業(yè)實習是輔助專業(yè)課學習的一個重要環(huán)節(jié)。目前各工廠出于生產(chǎn)的安全、管理和經(jīng)濟等方面的原因,并不歡迎學生到工廠實習。學生即使到了生產(chǎn)現(xiàn)場,除了感受到現(xiàn)代化生產(chǎn)的氣氛外,難以了解生產(chǎn)工藝流程的組織原則、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理、工藝條件的控制手段等更深入的內(nèi)容,學生自己動手操作更是不可能的事。因此,下廠實習效果勢必大打折扣,有時甚至會流于形式。開發(fā)仿真模擬實習系統(tǒng),將其應(yīng)用于工科院校學生的生產(chǎn)實習也許是解決當前下廠實習困難的最經(jīng)濟有效的方案。仿真模擬實習系統(tǒng)采用聲音、圖片、動畫及錄像等將生產(chǎn)現(xiàn)場生動、真實地展現(xiàn)在學生面前。通過對流程的深入剖析,利用二維和三維動畫形象地描繪出設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物料流動狀態(tài)及作用原理。學生可以在屏幕前進行開車、停車、模擬運行及改變設(shè)備運行條件等一系列操作,甚至可以制造事故運行狀態(tài)學著自行排除故障。仿真模擬實習系統(tǒng)雖不能完全代替現(xiàn)場實習,但作為一種重要的輔助手段也能比較接近教學目標的實現(xiàn),對于培養(yǎng)技術(shù)型人才有明顯的作用。

　　3.5 在工藝設(shè)計教學中的應(yīng)用

　　工藝設(shè)計是學生在學完部分或全部專業(yè)課程后進行的實踐性、綜合性相當強的教學環(huán)節(jié),主要包含單元操作設(shè)備的設(shè)計和流程設(shè)計。在常規(guī)教學模式中,存在理論與實踐的脫節(jié)及學生由于設(shè)計條件不同,運算量很大,容易出錯等問題。在這種條件下,要求教師進行一對一的教學是不可能的。從而使教師很難發(fā)現(xiàn)學生在設(shè)計過程中的每個錯誤及準確校核學生的設(shè)計結(jié)果,于是造成設(shè)計過程中學生亂編數(shù)據(jù)現(xiàn)象,嚴重影響了科學嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和教學效果。計算機輔助教學的應(yīng)用,很好地解決了這些問題。在設(shè)計開始時,通過學習、測驗階段,進入設(shè)計階段,在整個設(shè)計過程中,數(shù)據(jù)處理通過計算機程序完成,減少了繁雜的計算過程,保證計算結(jié)果的準確性,在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的同時,保證了教學效果,剎住了不求實的治學作風。

　　4 .計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中應(yīng)注意的問題

　　4.1 理解計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的內(nèi)涵

　　很多教師在教學過程中都有這樣的思維定勢:使用計算機或者多媒體教學就是所謂的計算機輔助教學。他們只是簡單的把原來需要板書的內(nèi)容,制成多媒體課件;用的軟件也比較單一,如PowerPoint或者AuthorWare等。其實,在應(yīng)用化學專業(yè)教學中,計算機輔助教學包含的內(nèi)容非常廣泛,包括多媒體課件的制作、計算機網(wǎng)絡(luò)的使用、各種化工軟件的應(yīng)用等。當然,這對任課老師提出了很高的要求。要強化計算機輔助教學,當務(wù)之急,就是要在教師中普及計算機輔助教學的知識,提高計算機業(yè)務(wù)水平,增強計算機輔助教學意識,使他們自覺地成為推動計算機輔助教學工作的鼓動者和實施者。

　　4.2 處理好“主導(dǎo)”與“輔助”的關(guān)系

　　教師在教學中主導(dǎo)地位不能被計算機輔助教學模式所取代,計算機“輔助”教學不能變?yōu)橛嬎銠C“替代”教學。它作為教學的一種手段,只能起輔助教學的作用,不能完全代替教師的教,更不能代替學生的學。它雖然可以不受時間和空間的限制,將講課內(nèi)容呈現(xiàn)在學生面前,收到原來的教學方式所不能達到的教學效果。但教學過程是一個復(fù)雜的雙邊活動過程,是教師“教”和學生“學”相結(jié)合的活動,只有在師生共同參與下才能實現(xiàn),計算機輔助教學只能在師生交互的某些方面起到促進作用。

　　4.3 處理好“仿真”與“現(xiàn)實”的關(guān)系

　　現(xiàn)在很多高校都有仿真控制軟件,學生可以在學校利用仿真系統(tǒng)學習各種實驗和生產(chǎn)技能。但有的教師利用計算機“仿真”的特點,即使是常規(guī)實驗,也用計算機來模擬,學生做實驗成了看實驗,被動地接受實驗結(jié)果,這就不利于學生能力的培養(yǎng)。有些實驗,學生不僅可通過顏色和狀態(tài)的變化來觀察某一化學反應(yīng),而且還可以通過嗅覺進行辨別判斷。如果用計算機模擬實驗.學生只能看到顏色和狀態(tài)的變化,無法嗅到反應(yīng)時發(fā)出的氣味,這就很難達到實驗教學的效果。再次,在“仿真”系統(tǒng)下沒有危險,也就沒有了一種對失誤的擔心,這樣會造成學生責任心的缺失,認為即使錯了也無所謂這樣一種完全錯誤的觀點。那么我們老師在應(yīng)用計算機輔助教學中就應(yīng)該強調(diào)“仿真”不是“現(xiàn)實”,它只是對“現(xiàn)實”的一種模擬,不能與“現(xiàn)實”等同,要建立更為強烈的責任心。

　　參考文獻：

　　[1] 武文良,李宗明,夏毅.化工原理實驗教學軟件開發(fā)研究[J].南京工業(yè)大學學報,2004,10:94～96.

　　[2] 楊糠,浦偉光,隋志軍.計算機在化工中的應(yīng)用與進展[J].化學世界,2009,9:697.

　　[3] 蔣曉改,袁軍偉.計算機輔助教學存在的問題及改進措施[J].價值工程,2009,12:106～108.

　　[4] 呂樹祥,呂桂明.化工仿真輔助實習軟件開發(fā)及教學應(yīng)用[J].中國輕工教育,2008,3:60～61.

　　[5] 孫美新.探索開發(fā)化工計算機輔助教學的模式[J].遼寧教育學院學報,2002,4:60～61.

　　[6] 馬至成,黃大鏗.多媒體教學軟件在化工專業(yè)教學中的應(yīng)用探討[J].化工高等教育,2004,1:35～36.

【計算機輔助教學在應(yīng)用化學專業(yè)教學中的應(yīng)用探究】相關(guān)文章：

探究式教學模式在藥學專業(yè)教學中的應(yīng)用論文10-08

項目教學法在中職計算機應(yīng)用專業(yè)教學中的應(yīng)用探究論文10-08

應(yīng)用化學專業(yè)簡歷03-17

應(yīng)用化學專業(yè)描述11-13