物理化学教学计算机技术运用思索 .doc

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1、物理化学教学计算机技术运用思索物理化学教学计算机技术运用思索物理化学教学计算机技术运用思索物理化学教学计算机技术运用思索　　物理化学实验教学中，很多实验仪器设备多，操作过程繁琐，对学生实验技能要求较高;在实验数据处理过程中经常涉及到大量的计算与绘图工作，使得学生把大量的精力花费在重复计算与绘图中，从而影响学生的实验积极性，并最终影响物化实验的教学效果。为此，我们录制了一些实验演示视频录像，让学生在实验预习时观看每个实验的具体操作流程，利用Flash软件制作了一些实验的动画仿真软件［1］，让学生在实验预习时进行模拟操作，从而

2、帮助学生熟悉实验仪器和实验流程，提高课前预习效果;利用Origin软件强大的绘图和分析功能，教会学生利用Origin软件处理实验数据;并利用VB软件设计了一些数据处理计算软件，便于保存原始实验数据和处理实验数据。通过这些教学手段的改进，提高了学生利用计算机技术处理和分析专业问题的能力，激发了学生的实验兴趣，收到了良好的教学效果。　　1动画仿真软件和实验演示视频在物化实验教学中的应用　　自2007年以来，按照我校物理化学精品课程建设的规划我们利用Flash软件，以赵艳娜教授主编的《化学实验技术》［2］为蓝本，先后设计了“液体

3、饱和蒸汽压的测定”、“蔗糖水解速率常数的测定”、“电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数”、“液体表面张力的测定”等六个操作比较复杂的实验。在软件制作前，我们利用多年的教学经验，认真分析每个实验中容易出现的操作误区以及难以观察到的实验现象，设计软件框架，分析各部分内容的表现形式，通过画面特写如放大并静止两秒钟等形式以使学生可看到在实际实验中难以观察到的实验现象和仪器内部构造，通过文字提示与按钮交互形式让学生体验整个实验过程的操作，通过红色箭头指示提醒学生在实验操作中需要注意的问题。在软件的使用过程中，鼓励学生提出使用反馈意见

4、，对一些较好的意见予以采纳以不断完善仿真软件。在物化实验教学工作中，学生可通过动画仿真软件进行课前预习演练，可以较好地熟悉实验中一些主要仪器的内部构造及使用方法，熟悉实验操作流程以及实验中应注意的问题等，加深对实验的理解，从而减少了实验过程中仪器的损坏率，增大了实验成功的几率;学生也可在实验后再次演练，对已作实验操作过程中的薄弱环节进行强化训练。图1即为教研组指导制作的“蔗糖水解速率常数的测定”的仿真软件的画面截图。为了更好地辅导学生物化实验的课前预习，我们录制了每个实验的演示教学视频。视频中详细讲解了每个实验的基本原理，

5、仪器的正确使用方法，操作步骤及可能出现的实验现象。这样，学生在课前预习时可先通过阅读实验教材、观看实验录像，然后进行仿真模拟训练，从而达到了较好的预习效果。鉴于教学计划和我校实验设备现状，对一些在我校无法开展的实验，我们也从网络上搜集了一些精品课程的实验视频录像素材如陕西师范大学等校的素材，提供给学生自主选择学习，这样满足了一些学有余力的学生的求知欲望，扩大了他们的知识面，增强了学生学习的主动性。　　2Origin软件在物化实验数据处理中的应用　　物理化学实验中，大部分实验不仅数据繁多，计算量大，而且一些实验要求作图、拟合

6、、求斜率或截距等。采用手工绘图不仅费时费力，而且在曲线拟合和求斜率时造成较大的主观误差［3－5］。　　为此我们专门利用一个上午，结合实例，讲解了Origin软件的使用方法、作图技巧，并深入讲解了Origin软件的数据计算和分析、曲线拟合和图形处理功能。如在原始实验的批量计算、“液体饱和蒸汽压的测定”实验中饱和蒸汽压的对数与温度的倒数的线性拟合［6］，“液体表面张力的测定”实验中乙醇溶液表面张力与乙醇浓度关于希什科夫斯基模型的非线性拟合［7］;Origin软件具有计算快速准确、绘图美观规范等优点，学生通过学习并应用Origi

7、n软件，减小了实验数据处理的误差，缩短了数据处理的时间，使得有更多的精力投入到对物化实验本身的思考与探索中。下面通过一个实例即“乙醇－正丙醇双液系气液平衡相图的绘制”来介绍Origin软件在物化实验数据处理中的应用。　　2．1乙醇－正丙醇混合液标准曲线的绘制　　在实验室温度21．8℃，超级恒温槽温度25℃，大气压为100．13kPa下，测得乙醇和正丙醇的混合液在不同的乙醇浓度的折射率，实验数据如表1所示。 　　2．2气液平衡相图的绘制　　通过实验，测定不同组分的正丙醇－乙醇混合液的沸点及沸点下气液平衡时两相样品的折射率，根

8、据气相冷凝液的折射率ng和液相冷凝液的折射率n1，在Origin环境下点击工具栏上的ScreenReader图标，按下Space键使红色的“+”标志变大，由折射率数值先大概确定“+”标志与工作曲线的交点，然后可通过点击工具栏中的按钮，选定图中交点附近的区域并放大，由此可以精确地读出折射率所对应的气相冷凝