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

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(xué)(748105)

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

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(xué)(748105)

隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)領(lǐng)域的拓寬，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)逐步融入初中化學(xué)教學(xué)過程中，從而進(jìn)一步了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程，提高對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)知.虛擬實(shí)驗(yàn)是借住現(xiàn)代信息技術(shù)和多媒體技術(shù)將復(fù)雜、危險(xiǎn)、成本高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)讓每一位同學(xué)親身體驗(yàn)，幫助學(xué)生處于真實(shí)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境下，從而提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的普遍性和效率.

初中化學(xué)；虛擬實(shí)驗(yàn)；意義；措施

由于學(xué)校的資金有限，在傳統(tǒng)的初中化學(xué)教學(xué)過程中，教師往往注重理論知識的講解，化學(xué)方程式也是采用死記硬背的方法，直接忽略實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，他們認(rèn)為這是浪費(fèi)有限課堂時(shí)間的行為.他們還沒有意識到在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性，本文就如何在初中化學(xué)教學(xué)過程中有效采用虛擬實(shí)驗(yàn)提出了相關(guān)措施.

一、在初中化學(xué)教學(xué)過程中滲透虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

1.減少實(shí)驗(yàn)成本，降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物質(zhì)混合時(shí)的反應(yīng)，在此過程中會產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，這對于初中生來講都會產(chǎn)生一定的危險(xiǎn).因此，在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，安全問題是教師必須放在首位考慮的，在讓學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前要講清楚本次化學(xué)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、考慮到可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)和減輕傷害的措施.然而，如此細(xì)致的準(zhǔn)備工作讓學(xué)生規(guī)范、有條不紊地進(jìn)行也無法確保每一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的質(zhì)量與安全.其次，部分化學(xué)物品的價(jià)位也比較高，讓每一位學(xué)生都親身體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本太高，難免要將學(xué)生分為多個(gè)小組合作完成，這樣在小組合作過程中會產(chǎn)生組員之間的紛爭或者試管滑落等現(xiàn)象，從而極大地降低了學(xué)習(xí)效率.因此，教師需要在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣既能夠有效減少實(shí)驗(yàn)成本，又可以降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn).

2.虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，保護(hù)環(huán)境安全

隨著人們生活水平的不斷提高，空氣污染問題日益突出，然而在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中也容易產(chǎn)生能夠污染環(huán)境的有害氣體.例如：濃硫酸和木炭加熱反應(yīng)會產(chǎn)生一氧化碳和二氧化硫兩種有害氣體；硫化鋁遇水產(chǎn)生完全雙水解，產(chǎn)生硫化氫氣體，此氣體不僅有毒而且會產(chǎn)生臭雞蛋味道；三氫化磷和砷化氫反映也會產(chǎn)生有毒性的氣體.雖然產(chǎn)生的量比較少，但如果每個(gè)中學(xué)生都做一遍產(chǎn)生的有害氣體積少成多就會產(chǎn)生很大的危害.因此，為了保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境，通過虛擬實(shí)驗(yàn)不僅可以讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)而且不會環(huán)境，一舉兩得.

3.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)過程，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度

部分化學(xué)反應(yīng)對所加入的反應(yīng)物數(shù)量、催化物數(shù)量、酒精溫度、氣溫等有極高的要求，只要有細(xì)微的差別反應(yīng)現(xiàn)象就很難鮮明地顯現(xiàn)出來，初次實(shí)驗(yàn)的學(xué)生自然更難控制實(shí)驗(yàn)過程中所需要的量，從而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的機(jī)率很大，這不僅是浪費(fèi)化學(xué)物品、時(shí)間的體現(xiàn)，更有很大可能打擊學(xué)生的積極性.例如：利用一氧化碳還原氧化鐵或者氧化銅的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不明顯，從而學(xué)生在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生現(xiàn)象錯(cuò)覺、導(dǎo)致整個(gè)化學(xué)方程式產(chǎn)生錯(cuò)誤的現(xiàn)象，這樣就違背了通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)輕松無誤背誦化學(xué)方程式的初中.因此，通過虛擬實(shí)驗(yàn)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)可以一次性、高水平、高質(zhì)量提高化學(xué)反應(yīng)的準(zhǔn)確度，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.例如：教師就可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)一氧化碳還原氧化銅固體從黑色變?yōu)榱良t色的顏色對比度，從而突出反應(yīng)現(xiàn)象，幫助學(xué)生加強(qiáng)記憶.

二、在初中化學(xué)教學(xué)過程中有效滲透虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施

1.教師注意巡視，向?qū)W生個(gè)別講解

在實(shí)施虛擬實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生僅僅通過觀看視頻觀察反應(yīng)現(xiàn)象，此外，視頻注重一種連貫性，沒有留給學(xué)生足夠時(shí)間去反應(yīng)和思考其中的反應(yīng)原理同時(shí)印象也不是十分深刻.因此，教師在學(xué)生觀看視頻的時(shí)候要不斷巡視及時(shí)解決學(xué)生在此過程中遇到的問題.例如：在初中階段學(xué)習(xí)的第一個(gè)方程式就是高氧化錳加熱分解反應(yīng)，在觀看高氧化錳加熱反應(yīng)生成了二氧化碳，視頻中直接得出結(jié)論其中生成了二氧化碳，部分學(xué)生就會產(chǎn)生疑惑.這時(shí)，教師就要向?qū)W生講解當(dāng)反應(yīng)生成二氧化碳這種氣體的時(shí)候，將導(dǎo)管導(dǎo)入清澈的石灰水中，石灰水就會變渾濁，這樣就可以解除學(xué)生的疑問了.

2.突出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，加深學(xué)生理解

實(shí)踐是認(rèn)識的基礎(chǔ)和來源，實(shí)踐是檢驗(yàn)認(rèn)識真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此在使用虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程心，學(xué)生無法親身實(shí)驗(yàn)，從而不知道自己會在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生什么錯(cuò)誤，因此，教師可以先總結(jié)容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤和一些反應(yīng)現(xiàn)象，讓學(xué)生通過觀看視頻去驗(yàn)證，這樣就會加深學(xué)生的理解.例如：在觀看大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的反應(yīng)過程中，大理石會轉(zhuǎn)化成氣泡逐步溶解容易吸引學(xué)生的眼球，因此教師要提前講解這個(gè)反應(yīng)的重點(diǎn)是生成二氧化碳，應(yīng)該觀察石灰水的反應(yīng)情況，這樣學(xué)生就能夠有效地抓住重點(diǎn)了.

在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實(shí)驗(yàn)，有利于緩解沉悶的課堂氛圍，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功率，有利于保護(hù)環(huán)境，減少資源浪費(fèi).然而，教師也要合理使用虛擬實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該挑選一些重點(diǎn)化學(xué)方程式進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，不能沒有目的性的隨意進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，這樣只會起到事倍功半的效果，促進(jìn)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)步.

[1] 黃榮懷、鄭蘭琴、程薇. 虛擬實(shí)驗(yàn)及其學(xué)習(xí)者可信度認(rèn)知[J]. 開放教育研究.2012年06期.

[2] 肖微. 初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺在教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 東北師范大學(xué).2013年.

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