远程化学实验室的特点

远程化学实验室的特点、结构及实现技术探讨计算机和网络技术的高速发展给传统化学实验室带来了新变化，主要体现在实验仪器及辅助设备、实验方式、实验内容、实验结果、教学方式等方面。实验仪器和辅助设备在传统玻璃仪器的基础上增加配置数字化手持仪器、计算机等硬件，为实验探究活动创设良好条件；实验方式从实验者必须亲身到实验室进行转变为可以通过网络对实验远程控制；实验内容从定性实验过渡到定量实验，从真实的、一次性的实验转变为虚拟(仿真)的、可重复的实验；过去因为危险性太大而不能完成的实验现在都能通过远距离操作安全进行；实验结果从人工记录转变为由数据采集器自动采集，快捷准确；教学方式从单一的面对面传授转变为可远距离教学，并轻松实现远程协作学习。基于上述各种转变，在信息技术引领下，逐步构建起新型的理科实验室——远程化学实验室。

一、远程化学实验室的发展现状

现时的远程化学实验室一般可分为三种：一种是虚拟(仿真)实验室，一种是真实的、实时远程实验室，还有一种介乎于虚拟与真实两者之间。

网络仿真实验(虚拟实验)，是通过计算机多媒体技术开发使化学实验在计算机上虚拟再现，通常是采取通过在Web中虚拟出一个可视化的实验环境，达到让学生熟记仪器设备、观察实验现象和操作仿真实验等目的。例如，美国卡耐基·梅隆大学的建立的The Chemistry Collective就属于此类虚拟实验室，分别有网络版和单机版，其中网络版的就属于虚拟的远程实验室，学生通过鼠标的点击和拖拽操作，用户可以进行虚拟实验。其实验基础是多媒体计算机技术、网络技术与仿真技术的结合m。

比这更进一步的，则是考虑将虚拟跟真实联系起来。一些需要实际器件参与

的实时实验，可以充分利用物理原型实验室的器件。数字化设备可以直接与计算机接口。而实验中相当数量的仪器、设备可以通过计算机软件、数字逻辑器件来替代，利用了“软件即元器件、软件即设备、软件即测量仪器”的设计思想。这类虚拟仪器设备与真实仪器设备兼有的实验室虽然不能完全称为是真实的、实时的远程实验室，但是却为它的出现开辟了道路。

第三种远程实验室是非虚拟的、存在真实化学反应并且可供实时远程控制的化学实验室。美国霜堡州立大学的Frederick A.Senese等人所设计的研究快反应的反应速率实验就属此类。实验装置如图1。反应物Fe3+溶液与SCN-溶液分别从各自的容器进入一个T型室，反应物在1毫秒内完全充分混合并进行化学反应，然后沿着一条长毛细管流动，产物浓度沿着流动的方向在增加，Fe3+与SCN3-反应生成血红色[FeScN]2+的溶液强烈吸收特征波长的光。