初中化學(xué)課程虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

周永智

【內(nèi)容摘要】虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍浅：玫臑榛瘜W(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供積極的輔助功效。對(duì)于初中化學(xué)課程的教學(xué)過程而言，有些實(shí)驗(yàn)在課堂上并不容易實(shí)現(xiàn)，加上學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)操作水平也十分有限，這些都會(huì)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些障礙。虛擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生則能夠極大的化解這些障礙，合理的利用虛擬實(shí)驗(yàn)不僅能夠給大家清晰的呈現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)步驟，這還能夠非常好的促進(jìn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)知，是對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的一種極大的提升。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 虛擬實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驑O大的為初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供輔助功效。對(duì)于那些在常規(guī)條件下難以操作的實(shí)驗(yàn)，或者是學(xué)生自身無法完成的實(shí)驗(yàn)，教師可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)來進(jìn)行代替。虛擬實(shí)驗(yàn)不僅很好的化解了實(shí)際教學(xué)中的種種障礙，這也是對(duì)于課堂教學(xué)效率的一種良好推進(jìn)。

一、降低實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)

很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是存在一定風(fēng)險(xiǎn)的，不少化學(xué)藥品如果使用不當(dāng)不僅會(huì)造成對(duì)于學(xué)生的傷害，嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)一些不堪設(shè)想的意外事故。因此，對(duì)于那些涉及到有毒或者是有腐蝕性藥品的實(shí)驗(yàn)過程，或者是一些會(huì)產(chǎn)生毒害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作，教師一定要更為留意?？梢砸蕴摂M實(shí)驗(yàn)為代替，這將極大的降低實(shí)驗(yàn)的教學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠讓學(xué)生更直觀的看到實(shí)驗(yàn)的操作過程以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。現(xiàn)在有很多非常高效的教學(xué)輔助工具，不少工具都能夠?qū)τ趯?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬，這讓虛擬實(shí)驗(yàn)極大的成為可能，并且為實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)的降低提供了很好的輔助。

例如，在初中化學(xué)第七章《應(yīng)用廣泛的酸堿鹽》中就涉及強(qiáng)硫酸與濃硫酸，無論是對(duì)其的制作或是使用都存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，容易對(duì)學(xué)生造成極大的傷害。教師可以利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)來進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，利用Virtools、Maya等軟件工具進(jìn)行構(gòu)建。最后，通過虛擬的操作，教師就能夠在虛擬的環(huán)境中展現(xiàn)出真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果，學(xué)生也能夠從中看到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。虛擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生不僅豐富了初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式，這也避免了很多實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。不僅如此，很多虛擬實(shí)驗(yàn)都做的非常逼真，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也十分明顯，很利于學(xué)生的觀察與體會(huì)。這些都是對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供的非常有效的幫助。

二、提升學(xué)生的認(rèn)知

虛擬實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)顯著功效在于它能夠很好的提升學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知，能夠深化學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察以及對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的分析，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的理解與體會(huì)。很多虛擬實(shí)驗(yàn)都能夠非常真實(shí)的展開對(duì)于實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程的模擬，虛擬實(shí)驗(yàn)甚至能夠更為清晰準(zhǔn)確的給學(xué)生們呈現(xiàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)操作過程也會(huì)更為標(biāo)準(zhǔn)。這些都是很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材，能夠極大的深化學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知，并且促進(jìn)大家對(duì)于相關(guān)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解與吸收。

在氧化還原反應(yīng)的教學(xué)中，教師可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中使用一氧化碳還原氧化銅。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師就可以將顏色調(diào)節(jié)的更加明顯，突顯出黑色固體變?yōu)榱良t色固體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時(shí)，針對(duì)于導(dǎo)管中有氣泡冒出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師可以利用信息技術(shù)將其進(jìn)行擴(kuò)大，并給出特寫，學(xué)生就能夠?qū)@個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行更深刻的認(rèn)識(shí)與記憶。通過虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就能夠?qū)瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行更清楚的觀察，真正體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效力，進(jìn)而提高初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。虛擬實(shí)驗(yàn)不僅是對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的一種發(fā)散與延伸，這種教學(xué)方式也能夠很好的深化學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的認(rèn)知，這對(duì)于學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc實(shí)驗(yàn)水平的提升將會(huì)是很好的推動(dòng)。

三、減少資源的浪費(fèi)

虛擬實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)顯著功效就是能夠減少很多不必要的資源浪費(fèi)，這一點(diǎn)在實(shí)際教學(xué)中也非常重要。很多化學(xué)藥品以及實(shí)驗(yàn)操作儀器都是較為珍貴的，有的甚至造價(jià)高昂。對(duì)于實(shí)驗(yàn)技能還不是太嫻熟的學(xué)生而言，大家很容易在實(shí)驗(yàn)過程中造成實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)，或者是由于實(shí)驗(yàn)操作的不當(dāng)而損毀了一些實(shí)驗(yàn)器材，這種資源的浪費(fèi)不僅非?？上?，也很沒有必要。對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)教師則可以以虛擬實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行代替，可以讓學(xué)生在觀察的過程中來感受實(shí)驗(yàn)的展開模式，并且領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的操作方式。這不僅避免了不必要的資源浪費(fèi)，這也讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠正常展開，并且收獲很好的教學(xué)成效。

例如，教師在講述基本的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必定會(huì)告知學(xué)生正確的試管加熱方法，告知學(xué)生一旦試管加熱不均就容易爆裂。試管爆裂不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，甚至還極有可能造成安全問題。但是，僅僅通過教師的講述，學(xué)生對(duì)該現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)并不深刻，也無法引起學(xué)生足夠的重視。此時(shí)，教師就可以將這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)通過虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境來完成。通過虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就能夠真實(shí)地觀察到試管因?yàn)榧訜岵痪训默F(xiàn)象，進(jìn)而提高認(rèn)識(shí)和重視程度。這不僅是一種十分靈活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，這個(gè)過程也很好的提升了學(xué)生的認(rèn)知，是對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種非常好的促進(jìn)。

結(jié)語

虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫臑槌踔谢瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)提供輔助功效。虛擬實(shí)驗(yàn)首先可以用于替代那些存在一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作，這將會(huì)極大的降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)還能夠很好的提升學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的認(rèn)知，進(jìn)而深化學(xué)生對(duì)于教學(xué)知識(shí)的理解與掌握。虛擬實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)顯著功效就是能夠減少很多不必要的資源浪費(fèi)，這一點(diǎn)在實(shí)際教學(xué)中也非常重要。

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（作者單位：江蘇省鹽城市鞍湖實(shí)驗(yàn)學(xué)校）endprint