武汉虚拟仿真实验平台-化学实验教学利器

来源: 武汉触发科技有限公司 人气:100 发表时间:2024/06/05 17:30:22

       在传统化学实验教学过程中存在诸多问题,例如:按部就班的实验操作使学生缺乏创新实践能力、无法亲手操作部分价格昂贵的大型仪器、部分药品试剂和实验操作存在一定的安全隐患、学生操作不当导致实验设备的损坏等等。以上问题的长期存在造成学生对实验课程不重视、没兴趣,实验教学效果达不到预期效果。为了有效解决上面这些问题,接下来有请我们的化学实验教学利器——武汉虚拟仿真实验平台隆重登场~


       基础化学武汉虚拟仿真实验平台是我们耗时五年为化学学习者精心打造的化学虚拟仿真实验学习实训平台,平台中的虚拟仿真实验软件包含本科阶段接触到的大部分无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、大型仪器分析实验。软件采用行业先进技术开发,教学步骤设计均符合学生认知和教学设计原则。因此,该平台的出现可以完善基础化学教学体系,既能紧密配合课堂理论教学,加深学生对理论知识的理解和掌握,又能激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力,从而促进学生学用结合,得到很好的教学效果,培养优质的化学专业人才。


01无机化学虚拟仿真实验


       无机化学武汉虚拟仿真实验模块主要包括含铬(Ⅵ)废液的处理虚拟仿真软件、碘化铅溶度积常数的测定虚拟仿真软件、常见阴离子的鉴定及分离虚拟仿真软件、常见阳离子的鉴定及分离虚拟仿真软件、阿伏伽德罗常数的测定虚拟仿真软件等。


       软件以大学中常见的无机化学实验室为虚拟仿真对象,对实验室中常见的无机化学实验设备及试剂进行三维建模。利用二维和三维结合的方式,将抽象的实验原理进行直观地讲解。同时,软件对实验过程中产生的实验现象包括颜色变化、气泡产生、沉淀生成等均进行了模拟,实验现象的发生符合真实情境。同时,软件中拥有大量的底层数据模拟,以此支持学生在实验场景中进行任意操作,各物品、仪器、试剂间的灵活交互,实验现象及实验数据实时变化等。


       让学生积极参与、自主操作,去探索、去发现、去建构知识,有效组织学生自主学习,培养其科学探究能力,为学生提供了一个探究式的实验操作平台。


02有机化学虚拟仿真实验


       有机化学武汉虚拟仿真实验模块主要包括柱色谱层析虚拟仿真软件、肉桂酸的合成虚拟仿真软件、乙酰水杨酸的合成虚拟仿真软件。


       有机化学虚拟仿真实验室中主要针对大学阶段接触的常用玻璃仪器(三口烧瓶、蒸馏烧瓶、层析柱、冷凝管、量筒、烧杯等)、化学试剂、设备(抽滤、干燥、加热设备)和检测仪器(红外色谱仪、质谱仪)等进行三维建模,通过强大的数值底层支持,学生可灵活操作,自主完成整个实验操作。同时利用球棍模型模拟反应中旧键断裂,新键生成的过程,让学生自主探究反应机理。在制备实验结束后,让学生独立完成检测和分析过程。


       有机化学实验中存在一些有毒试剂,为了让学生养成良好的实验习惯及安全意识,除了对基本实验步骤及内容的训练之外,软件中增加了对于学生的实验规范、实验室安全、实验过程中注意事项等方面的教学和训练。同时,展示实验室应急处理措施、操作安全隐患及错误操作提示,让学生在实验过程中保持安全意识,为学生的实际操作奠定基础。


03物理化学虚拟仿真实验


       物理化学武汉虚拟仿真实验模块主要包括催化剂活性实验虚拟仿真软件、气体饱和蒸气压测定虚拟仿真软件、溶解热虚拟仿真软件。


       通过视频及动画进行教学演示,在动手操作之前帮助学生更好的学习理论知识、实验原理、实验步骤、注意事项以及数据处理等方面的知识。在实际教学过程中,也可单独作为实验教学课程,满足老师的教学需求。同时,学生可以根据操作提示独立完成实验,实验过程涉及调节联通大气阀、制样、添加样品、管式反应炉的使用、反应过程的调控、数据曲线的绘制等。灵活的底层数学模型支撑使得物品之间可任意交互,实验过程灵活有趣,实验操作完整可控,实验现象真实可靠。


       学生可任意调节实验参数保证每个学生的数据具有唯一性,进一步探索物理化学基础知识、了解物理化学实验室实际实验环境、培训基本动手能力,为进行实际物理化学实验奠定良好基础。


04大型仪器分析武汉虚拟仿真实验


       荧光定量PCR检测虚拟仿真软件、发光细菌法进行毒理学检验虚拟仿真软件、高效液相色谱仪虚拟仿真软件、红外光谱仪检测虚拟仿真软件、紫外可见分光光度计检测虚拟仿真软件、扫描电镜虚拟仿真软件、透射电镜虚拟仿真软件和能谱检测虚拟仿真软件。


       软件均采用虚拟现实技术,基于动态过程仿真软件运行平台进行开发,仿真模拟范围包括实验室场景(采用3D建模)、仪器操作、数据采集、数据分析,形成一个沉浸式的三维仿真环境,真实再现了各大型仪器的实验室环境和实验操作过程,并对操作数据进行分析,得到仿真结果。


       该软件以机理模型,真实实验数据作为支撑,仿真结果与真实实验结果完美贴合,计算误差在0.1%以下;能够满足日常培训、常规考核以及技能大赛等各种需求。弥补学校中大型仪器数量有限、容易损坏的缺陷,使每位同学都可以更充分的体验上机操作过程,有利于学生掌握知识的同时将所学知识运用到真实设备的操作中去。

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