摘要：随着时代的进步和科学技术水平的不断提高，计算机技术与多学科、多领域的接触更加深入。计算机辅助教学已成为教育中重要的科学组成部分和教学手段，具有教学和辅助的双重功能。在教学实践环节，探讨计算机辅助教学在应用化学课堂教学中的几种应用。进行教学时应用计算机辅助教学，能够简化传统的板书教学，扩大课堂容量，突破教学难点，对课堂难以理解与记忆的环节进行模拟演示实验，使得学生可以更好的进行学习记忆。同时论述了计算机辅助教学在应用化学教学中的必要性以及优越性，指出其在应用化学教学中存在的问题。
关键词：计算机辅助教学；应用化学；应用
一、计算机辅助教学在应用化学专业教学中的必要性
应用化学专业是在传统化学专业的基础上发展起来的一门应用专业。在学习过程中，经常使用电脑在线文献检索、处理化学实验数据，确定实验模型参数，解非线性方程，绘制化学绘图、编辑的化学论文等，多媒体释放的化学信息和一些常见的化学软件如CAD、Origin和AspenPlus。AspenPlus软件在应用化学专业课程教学应用较为广泛。在应用化学专业的一些必修课中，应用数学知识进行公式计算的较多，学生在学习时有一定的困难[1]。计算机辅助教学(CAI)可以帮助专业教师解决其他方法难以解决的抽象复杂问题，可以对课堂的教学效率和效果有大幅度的提升。例如，在分离工程的理论课程、数学推理、化学计算、绘图等教学中应用很多。如果处理不当很容易把化学课变成一个数学类课堂，在学生看到板书都是数学公式时，可能导致学生不能专心听讲，易产生厌学的情绪。如果使用计算机辅助教学时，可以简化数学公式，使得数学公式推导过程较为容易，教师可以重点讲解化学过程的计算原理和方法。
二、计算机辅助教学在应用化学专业教学中的优势
（一）简化教学板书，扩大课容量
传统教学中，老师在黑板上的内容必须在课前设计，记住和掌握的基本内容很多，对于不同的学生，教师要设计出不同的教学计划，需要大量的精力。在课堂上，由于教师板书的大小、书写不同的容量、不同的教室光线明亮程度，经常出现一些学生看不见黑板上的写作内容的现象，其结果往往是枯燥的教学过程，教学效率不是特别高。使用计算机辅助教学，在备课过程中，教师主要关注解释过程的设计和记忆，以及整个应用化学课程的设计、难点和重点。由于大大减少了板书的书写时间，相应的课堂教学能力可以大大提高。同时它有助于重点讲解介绍一些与内容相关的研究进展，拓宽学生的知识视野，提高教学效果。
（二）突破教学难点
在应用化学的教学内容中，物质结构课程的知识内容较为抽象。在传统的教学中，主要应用挂图、幻灯片，使得学生缺少学习的兴趣性。运用计算机辅助教学制作的课件进行教学，在应用三维动画的过程中能够对教学过程进行优化，使难以理解的问题能够具体化，变小为大，帮助学生建立空间想象的能力，加深对理论学习的理解。如在讲解电化学时，可以应用Origin软件进行模拟LSV的数据进行理解深化其光电性能；学习有机化学时，对某些物质的结构可以通过Chem3D以及ChemDraw软件模拟物质的结构组成，同时可以根据两个软件进行化学反应的过程分析；计算机辅助教学课件的设计制作中，对于某些重点、难点内容，也可以添加特殊颜色和符号，对文字内容可设置不同的打开效果，合理而有序地安排文字出现的时间和次序，增加学生的理解。
（三）模拟课堂演示实验
应用化学专业实验课的教学，在整个应用化学课程的教学中是非常重要的一个环节。由于教学课时和设备的限制，学生不能人手一套作实验。有些章节教师在课上做一些演示实验，由于教学班学生人数太多，一些实验现象、实验结果等，学生并不是全部都能看清楚，影响到教学效果。运用AspenPlus设计，可以模拟部分化工实验。通过模拟，可以将实验中发生的现象清楚地展示出来，在节省时间的基础上，可以清楚明了的展示出来，使学生可以加深知识印象。
三、计算机辅助教学在应用化学专业教学中的实践
（一）在基础化学理论课教学中的应用
在对物质的微观结构、性质和变化等方面进行教学时，由于内容相对较多，所以在教学过程中存在较多难点，使得教与学过程中存在太多抽象、枯燥的过程[2]。在进行传统的教学过程中，通常使用模型教学辅助工具来帮助学生理解，但模型也是静态配置，不能动态反映其真正过程。在计算机辅助教学中，利用动画模拟物质的微观结构和运动变化过程，不仅能够使学生尽快理解复杂难懂的化学微观结构，还可以使学生解决在可视化的理解以及记忆动态化学过程中遇到的困难。
（二）在实验课教学中的应用
实验教学对于应用化学专业是不能缺少的教学环节[3]。基础化学的实验课较为简单，但是应用化学专业中的实验课在药品以及实验仪器上要求较多，同时实验过程中有毒有害物质较多，使得多数实验无法进行。计算辅助教学则可以模拟化学实验过程，从实际上解决无法进行实验的问题。通过电脑自行安装模拟软件进行实验过程，在系统内会监控学生的操作正确性，如果出现错误，系统会给予警告，根据错误的情节进行扣分，使学生在模拟过程中认真完成。计算机模拟实验不仅培养学生创新精神同时保证了教学效果。
（三）在数据处理教学中的应用
在实验过程中，会出现相应实验过程的数据，然而进行实验数据处理的过程是实验中重要的部分[4]。在进行数据处理的课程中，学生们依据教师的教学PPT中演示的过程，自行进行处理实验数据。使得学生在逻辑思维方面有一个较为有效的提升，同时在计算机领域的本领也逐渐增加。最终教师的教学取得了事半功倍的效果[5]。在学习分析化学时，进行紫外测定中已知该物质浓度C和吸光度A之间的关系进行作图，将数据带入Origin软件进行直线、散点、点线绘图，得出相应的关系图，根据数据拟合得到线性拟合结果，将未知浓度物质的吸光度代入线性关系中，可以求算出物质的浓度。并且根据同组数据利用Origin软件可以画出直线图、散点图、点线图、柱状图，并且可以对数据进行拟合。
（四）在专业实习教学中的应用
应用化学的学习中，进行专业实习过程极为重要，是对专业课程实践的一种过程[6]。在全国范围内，从安全角度进行考虑各大工厂都不愿意接收高校学生的实习过程。有些实习的过程，学生在车间也都是见习过程，没有真正的进行动手操作，在工艺流程、工作原理方面都不能真正理解[7]，使得实习失去了真正的锻炼意义。在这种实习难的情况下开发仿真模拟实习系统显得十分重要，能够从实际情况出发解决高校的真正问题。仿真实践系统中包含工厂操作的全过程，在声音、实验流程、工作原理等方面进行实际模拟过程，将制作现场生动真实地呈现在学生面前[7]。学生可以在屏幕前启动、停止模拟操作，同时可以根据实验要求改变设备的操作条件，学生可以学会自己排除事故。虽然模拟实习系统不能完全替代现场实习，但作为一种重要的辅助手段可以相对接近教学目标，对于培养技术人才具有重要的意义。
四、计算机辅助教学在应用化学专业教学中应注意的问题
（一）理解计算机辅助教学在应用化学专业
事实上，应用化学专业的教学中，计算机辅助教学的内容较多，应用各种化工软件进行模拟[8]，同时，有些计算机辅助教学过程需要较多教师进行教学，加强计算机辅助教学，迫切需要在教师中进行计算机辅助教学知识的专业性学习，对计算机的应用能力有个普遍的提高，对计算机辅助教学的意识有个相应的增长，使教师自觉成为计算机辅助教学的推动者和实施者。
（二）处理好主导与辅助的关系
教师是教学过程中主要的实施者，是知识的传递者，该教学中占据主导地位，地位不能被计算机辅助教学模式所取代。在应用计算机辅助教学过程中，时间和空间上不存在限制，达到原有教学方法无法达到的教学效果。但教学过程是一个复杂的双边活动过程，只有教师和学生才可以完成。计算机辅助教学只能在某些方面促进师生互动[9]。
（三）处理好仿真与现实的关系
如果进行模拟实验时，使学生失去了观察实验现象的机会，不能感受到实验中温度的变化、颜色的改变、气味的变化。在仿真系统中由于不存在实验危险问题，也没有对错误的恐惧，这将导致学生缺乏责任感，他们认为即使他们错了也没有事。因此教师应该强调仿真并非现实在计算机辅助教学中的应用，它只是模拟现实，不能等同于现实，要树立更强的责任感。
参考文献
[1]唐思德.浅谈如何在化学教学中使用计算机辅助教学[J].教师,2017(18):70-70.
[2]辛敬艳.浅谈CAI在化学教学中的应用[C]//基础教育理论研究成果荟萃上卷.2005.
[3]黄云辉,吴远东,王承宜.应用CAI改进大学化学教学[J].大学化学,1998,13(1):35-36.
[4]高明.浅谈CAI在化学实验教学中的应用[J].实验教学与仪器,2000(5):9.
[5]马锦芳.浅谈CAI在教学中的作用[J].青海民族大学学报：社会科学版,1997(2):119-120.
[6]佚名.虚拟仿真实验在化学教学中的设计与应用研究[D].南宁：广西民族大学,2018.
[7]谢坚坚,滕波涛,楼怡林,赵雷洪.计算机辅助设计在化学反应工程教学中的实践[J].化学教育(中英文),2017,38(12):66-71.
[8]郑燕,孙文新.计算机化学软件在大学有机化学教学中的应用研究[J].石家庄学院学报,2014(3):122-124.
[9]蒋艳.大学有机化学教学中计算化学软件的应用[J].湖北函授大学学报,2016,29(24):143-144.
作者:杨光 单位:大庆师范学院化学工程学院