扬子晚报网4月29日讯(通讯员 张前 扬子晚报/扬眼记者 王赟) 圆底烧瓶、球形冷凝管、旋转蒸发仪……化学实验中的“装备”一一出现在电脑屏幕上。屏幕右下角的小机器人提示“取出圆底烧瓶”“打开活塞”。大一学生丁正介绍说，他正在学习“傅克反应—螺芴氧杂蒽（SFX）的一锅法串联反应虚拟仿真合成”实验教学项目的操作步骤。今年3月，教育部公布了2018年度国家虚拟仿真实验教学项目认定结果，该项目成为国家级“金课”。
“用‘一锅法傅克串联反应’来合成螺芴氧杂蒽（SFX），是我十三年的科研精髓。”该项目负责人、国家优秀青年科学基金获得者解令海教授介绍，螺芴氧杂蒽是有机化学中螺芳烃分子家族的一员。他在研究OLED材料的过程中，偶然发现了这种简单合成螺芳烃的方法。以该法制备螺环材料作为核心成果获得了国家自然科学二等奖，还因为该方法所需原料成本低、化学操作简单，被韩国LG公司等有机发光器件（OLED）显示与照明相关的企业实现商业化。
“我所在的材料科学与工程学院一直秉承‘教研一体化’的理念，通过科研创新，以学术论文方式形成前沿科学发现的知识点，并有效反哺教学，以最快的速度转化成教学素材和实验课本。同时依托虚拟仿真实验教学平台，这部分深奥的知识，之前只能教给硕士生，现在本科生可以通过虚拟仿真方式学习，加速了前沿知识点的转换效率。” 解令海教授说。
实验平台设计了演示与教学实验、练习与考试实验及思维拓展实验三个项目，学生通过演示版学习后，在类似游戏的界面上，点击鼠标，取反应瓶等“装备”，完成萃取、重结晶和柱分离等任务。在考试实验中，将根据学生的操作，进行精准评分，让老师及时掌握学生的学习情况。在思维拓展实验中，只有对反应的优化条件正确选择，才能最后通关，获得化学产物。“如果进行顺利，15分钟时间就可以做完一个‘化学游戏’。学生在此过程中，能够了解傅克反应原理、芳烃化合物的傅克反应活性，掌握‘一锅法’制备螺芴氧杂蒽的反应原理和方法等，同时对动力学、热力学、芳烃化学会有深刻的认识，还能顺便了解一些关于OLED相关的产业知识。”解令海教授介绍说。
“这个平台令我在教学中有的放矢。” 该项目团队第二负责人刘玉玉老师每天都会关注平台的智能数据管理系统。该系统会将学生操作中的错误点记录下来。比如在TOP10错误点中，柱色谱分离步骤中的“加压色谱柱之前，打开色谱柱活塞”有一百多人操作错误。根据大数据分析，让老师及时了解学生实验中的薄弱环节。
“学生在虚拟仿真实验中，可以多次试错，这相当于做了多份预习报告，更有助于掌握正确的操作步骤，降低了现实操作失误带来的危险。” 解令海教授说，化学实验的安全性尤为重要。