初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

徐永春

【內(nèi)容摘要】在化學(xué)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分仍存在著較多不足，比如實(shí)驗(yàn)本身的地方局限性，以及實(shí)驗(yàn)操作性的局限都給教學(xué)帶來了不必要的麻煩，降低了教學(xué)效率。而虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)用能夠在很大程度上改善目前的現(xiàn)狀，虛擬實(shí)驗(yàn)的在初中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用和研究是十分有必要的。

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn) 初中化學(xué) 教學(xué)應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在當(dāng)今的初中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)十分重要的地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)深化了學(xué)生對知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和實(shí)驗(yàn)技能。而現(xiàn)今初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的很多問題，如教學(xué)中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作收到空間上的舒服或?qū)嶒?yàn)需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材不足等情況，這些問題都直接影響了教學(xué)活動(dòng)的開展。虛擬實(shí)驗(yàn)不受任何時(shí)間、地點(diǎn)和器材等的限制，這是信息技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，給初中化學(xué)課堂帶了新的活力。

一、加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，設(shè)置多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種具有直觀性的教學(xué)法，學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虿粩嗉訌?qiáng)對化學(xué)知識(shí)的理解，除此外實(shí)驗(yàn)本身帶來的趣味性也能夠給學(xué)生提供一個(gè)相對輕松和愉快的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生更加關(guān)注到實(shí)驗(yàn)的過程上來。教師在虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置過程中，也要不斷設(shè)置出多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，一是為了提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的關(guān)注度，二是為了讓學(xué)生更加全面地去認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)，去了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。虛擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)用到了當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，所以教師可以利用這個(gè)優(yōu)勢來擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的多樣性。比如在學(xué)習(xí)“我們周圍的空氣”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到見不著也摸不到但是確實(shí)存在生活中的氣體時(shí)，教師就可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬出各種氣體的特征，以及各種氣體在不同狀態(tài)下所表現(xiàn)出的不同特點(diǎn)，這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法所不能實(shí)現(xiàn)的效果，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)的方式才能夠了解到周圍空氣的具體組成部分和其特殊之處。

教師還可以讓學(xué)生親自通過虛擬實(shí)驗(yàn)來了解化學(xué)知識(shí)，例如在學(xué)習(xí)“初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器和藥品取用規(guī)則”這個(gè)課題時(shí)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法無法將齊全的化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材拿到課堂上逐一進(jìn)行演示和講解，所以虛擬實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供了機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親自掌控實(shí)驗(yàn)，并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還能夠及時(shí)反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，這也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，是化學(xué)課堂必不可少的教學(xué)法。

二、多種教學(xué)媒體相結(jié)合，提高虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率

隨著現(xiàn)代信息科技技術(shù)的不斷提高和完善，多媒體教學(xué)的形式也發(fā)生著非常大的變化，所以教師教學(xué)的途徑也會(huì)相應(yīng)地?cái)U(kuò)大。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式也可以隨著這些變化而不斷變化，教師可以結(jié)合實(shí)際，利用不同的虛擬實(shí)驗(yàn)來提高教學(xué)的效率。例如在學(xué)習(xí)“溶液”這一單元時(shí)，關(guān)于“溶液、乳濁液和懸濁液”這個(gè)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師就可以采用圖片或者視頻的方式來進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生通過形象的認(rèn)識(shí)來了解這些不同溶液的不同特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)“酸和堿之間會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，教師就需要通過模擬軟件來將各種酸、堿性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行融合、反應(yīng)，學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來得出化學(xué)結(jié)論。

因此，不同的知識(shí)可以應(yīng)用到不同的實(shí)驗(yàn)法，虛擬實(shí)驗(yàn)多樣性的應(yīng)用也要充分結(jié)合教學(xué)的實(shí)際來進(jìn)行應(yīng)用。這樣才能夠充分地應(yīng)用課堂時(shí)間，也才能夠保證課堂效率的不斷提高，并且同時(shí)才能夠提高課堂的質(zhì)量。

三、構(gòu)建自學(xué)型的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，教師是執(zhí)掌課堂的主要力量，實(shí)驗(yàn)的操作步驟全部由教師一人來操控，學(xué)生無法直接接觸到教學(xué)實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，所以在教學(xué)課堂會(huì)有遺漏的知識(shí)未被發(fā)覺，導(dǎo)致課堂質(zhì)量和教學(xué)效果的低下。因此，虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式還應(yīng)該關(guān)注到學(xué)生自學(xué)型方式的培養(yǎng)，即讓學(xué)生通過自主操作虛擬實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)對化學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，到達(dá)獨(dú)立性學(xué)習(xí)的要求。比如在學(xué)習(xí)“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”這個(gè)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生就可以自行進(jìn)行資料收集和編輯，對人體內(nèi)的各種營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)地規(guī)劃，然后通過多媒體等途徑來進(jìn)行講解，讓其他同學(xué)能夠根據(jù)自己的編制的虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到有價(jià)值的內(nèi)容。這是一種培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主能力極好的方式，也是進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)的一種高效教學(xué)法，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的相關(guān)能力，更讓教師從學(xué)生的講解中了解到一定的問題，從而不斷提高自身的教學(xué)水平，提高今后的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。這便是自學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式帶來的優(yōu)勢，學(xué)生的自學(xué)永遠(yuǎn)是教學(xué)的目標(biāo)之一，因此虛擬實(shí)驗(yàn)提供給了學(xué)生更多的自學(xué)空間。

四、總結(jié)

虛擬實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用于課前預(yù)習(xí)，課堂教學(xué)、以及課后復(fù)習(xí)的各環(huán)節(jié)中，這種教學(xué)法也能夠極大地改善教學(xué)方法，到達(dá)提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量的效果。但是目前虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能并不特別完善，所以這也要求教師花更多的時(shí)間去研究和掌握與虛擬實(shí)驗(yàn)有關(guān)的軟件系統(tǒng)，并且在教學(xué)過程中能夠讓學(xué)生充分理解和掌握相關(guān)的信息技術(shù)知識(shí)。另外，教師也不能忽視真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只有將兩者有效結(jié)合起來，才能真正在教學(xué)過程中，讓學(xué)生的化學(xué)能力得到提高和發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 石中英 著.《教育哲學(xué)導(dǎo)論》，北京師范大學(xué)出版社，2004年版.

[2] 石中英 著.《教育學(xué)的文化性格》，山西教育出版社，2005年版.

（作者單位：江蘇省鹽城市亭湖新區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校）