浅议物理化学实验仿真软件的作用论文
浅议物理化学实验仿真软件的作用论文 摘要:以物理化学“凝固点降低法测定物质摩尔质量”实验为例，阐述了以 Labview程序为基础的仿真实验在培养学生创新能力方面的应用。通过对不同历 史时期实验方法的仿真操作，使学生体会到随着技术的进步，实验方法改进的背 景和思路，对启发学生的创新思维起到了积极作用。关键词:创新人才;物理化学实验;仿真实验 创新人才是指具有创新意识、创新思维、创新能力的人才［1］，其 核心是不因循守旧，能在细微处发现问题、并解决问题。物理化学实验是一门综 合性很强的实验课程，其背后思维逻辑严密、方法多样并紧随时代技术不断进步， 所以给学生提供了更多的思维和想象空间，对培养化学专业学生的创新思维具有 不可或缺的作用，但在实践过程中经常会出现以下问题:①实验仪器台件数偏少， 不能保证每个学生能够掌握所有实验细节。②有些实验原理和设备与实验要求存 在偏差使实验准确度和重复性较差。③绝大多数物理化学实验均涉及到仪器的使 用和操作，给学生的预习和复习带来了较大的困难。④传统实验教学方法难于突 出培养创新型人才的目的。鉴于以上情况，我们尝试在教学模式上进行改革，通 过仿真实验弥补以上缺陷。通过实践证明，该方法有效的提高了学生的创新思维 能力，并且使实验器材的损耗降到最低。
1物理化学实验仿真软件的编写方法 Labview是美国NI公司推出的基于图形化的编程语言，主要用于编制 虚拟仪器软件。其编程方式是通过数据流实现的，编程的图标用来表示函数，数 据流的流向则用连线表示。在仿真过程中，Lab-view强大的图型化编程语言和直 观的图形化环境，使程序开发更为快捷［2］，实现了计算机和仿真的一体化， 实质上计算机控制的是每个实验仪器，通过后面板的程序框图来实现对前面板可 视化仪器的控制，从而达到我们所需的目的和要求，借助这一点可以实现物理化 学实验仿真程序的高度真实性和可操作性。
2在物理化学实验仿真软件中体现创新人才培养的目的 在实验中培养创新人才很重要的一点就是要让学生在实验中学会发 现问题，而不仅仅是简单的接受实验事实。通过在仿真软件中把不同时期和不同 条件下的实验方法和结果体现出来，可以给学生更多的思考空间，对创新型人才的培养显然可以起到有益的作用。下面以“凝固点降低法测定物质摩尔质量”实验 仿真软件为例作进一步说明。“凝固点降低法测定摩尔质量”是物理化学中的经典 实验，该实验操作复杂，技术要求较高［3］，涉及溶液、相平衡(可逆与不可逆 平衡、新相生成)、高精度温度测定等诸多问题，学生初次实验难度很大。为了 解决这个问题我们编制了该实验的三个仿真程序，操作界面如图1、图2和图3所 示。这三个仿真程序分别反映了上世纪90年代以前，2000年左右和目前最新的实 验方法，学生通过这几个仿真实验明白了图1为什么要使用上下搅拌的方式，图2 相比图1有哪些改进但是又产生了哪些问题，为什么图1和图2的装置测量结果总 是偏低，图3的装置为什么通过阻止液体在样品管壁上优先结晶、同时当体系中 出现结晶时对样品散热进行补偿就可以得到精确的实验结果，所有这些使学生更 加勤于思考。
3结语 经过仿真程序在教学上的应用，学生对于即将做的实验，产生了浓厚 的兴趣。加深了学生对实验的理解和思考能力，对培养创新型人才具有较大的帮 助。