基于LabVIEW的中学化学仿真实验系统的研究

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国家教育部颁发的《普通高中化学课程标准(实验)》在课程资源的开发和利用建议中指出:“加强化学实验室的建设;重视利用信息化课程资源。”随着计算机技术和网络应用的普及,信息化教育正在以一种不可抵挡的趋势呈现在广大教育者面前。虚拟仿真的化学实验则是利用计算机的强大功能,将实验情景展现在计算机屏幕上,实验者犹如亲临实验室,从视觉、听觉感知实验,实现人--机之间的双向沟通和人--人之间的远距离交互学习,促进教师、学生、非师生个体之间的多向交流。笔者在研究了众多版本的化学软件之后,选择开发基于LabVIEW的中学化学仿真实验软件系统,该软件系统作为传统实验教学的辅助与延续,与信息化教育的理念相契合,为实验教学的发展开辟了新的途径。本论文的主要内容是中学化学仿真实验软件的设计编程与应用,论文的正文部分包括五方面,各部分主要内容如下:第一部分:引言。本文分析了中学化学实验教学中存在的问题,提出在新课程改革的背景下开发基于LabVIEW的中学化学仿真实验软件的意义;通过对比国内外化学软件的开发应用,分析现行化学软件的特点。第二部分:基于LabVIEW的中学化学仿真实验系统。对虚拟仿真及多媒体的涵义进行辨析,分析了仿真实验系统的概念、框架和优缺点。并通过一个案例来具体说明仿真实验软件。同时比较了三个教材版本的实验,确定了仿真实验系统的软件内容。第三部分:中学化学仿真实验软件设计的教育理论及技术基础。分析了化学仿真实验软件设计的教育理论基础和技术基础。第四部分:中学化学仿真实验软件的案例研究。本文以四个具体案例来详细说明仿真化学实验软件中的界面设计原理、实验仪器的绘制及编程、实验操作中的动作编程、信息警告人机交互模块的设计原理、软件测试结果等。第五部分:使用化学仿真实验软件辅助化学实验教学。说明化学仿真实验软件的使用方式:学生课前自主预习或在课堂上师生共同使用、学生课后自学和复习、师生课后在网上自由互动使用。最后,期望开发的化学仿真实验软件能够给一线化学教师的教学和学生的学习提供一些帮助。
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