虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

王占杰

摘 ?要：目前快速發(fā)展的時(shí)代之下，虛擬仿真技術(shù)由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也得到了更加廣泛的使用。而通過在高中化學(xué)教學(xué)當(dāng)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，也有效地提高了高中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，因此本篇文章通過對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)高中化學(xué)教學(xué)的發(fā)展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);化學(xué)實(shí)驗(yàn);化學(xué)教學(xué);應(yīng)用

引言：

對(duì)于化學(xué)這門學(xué)科來說，實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)當(dāng)中非常重要的一個(gè)部分，通過實(shí)踐教學(xué)，不僅能夠教學(xué)生理論知識(shí)，還能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)無法結(jié)合到一起，這種脫節(jié)的教學(xué)，嚴(yán)重影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。通過虛擬仿真教學(xué)，不僅能夠使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合到一起，還能夠更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，使資源能夠得到最大程度的優(yōu)化和共享。因此對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析，對(duì)于化學(xué)教學(xué)的發(fā)展來說具有非常重要的意義。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有哪些特點(diǎn)

（一）將知識(shí)進(jìn)行融合，構(gòu)建完善的知識(shí)體系

對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)是分散的，也沒有完善的知識(shí)體系，對(duì)于學(xué)生來說極其不利于進(jìn)行化學(xué)的學(xué)習(xí)。而對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，該教學(xué)內(nèi)容更重視實(shí)踐體系方面的研究，因此能夠打破傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的限制，建立更高層次的實(shí)踐教學(xué)體系。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體系，突破了傳統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制，使整體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成從目標(biāo)到過程再到評(píng)價(jià)的完整的教學(xué)體系。另外還利用虛擬仿真的數(shù)據(jù)庫建立了更加完善的虛擬仿真資源平臺(tái)，該平臺(tái)的建立也幫助學(xué)生更好地進(jìn)行知識(shí)的融合，從而構(gòu)建更加完善的化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)體系。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

對(duì)于化學(xué)教學(xué)來說，傳統(tǒng)的教學(xué)方法導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地都極其有限，而通過建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行全面地開放，能讓學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行更加充分的訓(xùn)練和實(shí)踐。并且在該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和訓(xùn)練內(nèi)容都極其豐富，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中不僅能夠鞏固已經(jīng)學(xué)會(huì)的知識(shí)，還能夠在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中進(jìn)行知識(shí)的創(chuàng)新。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式可以通過去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，也可以利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在線上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過這種方式就能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上的不足，能夠使每個(gè)學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，充分地突出了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的主體地位。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中具有哪些意義

（一）能夠有效推動(dòng)綠色化學(xué)的發(fā)展

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中，相比于傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法更加綠色安全，能夠更好地推動(dòng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色發(fā)展。這是由于：首先在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中，許多實(shí)驗(yàn)都是利用虛擬平臺(tái)來進(jìn)行的，就避免了在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中所涉及到一些易燃、易爆、具有強(qiáng)腐蝕性等物質(zhì)的使用，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加安全。其次，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中，可以通過小視頻、短片的形式將實(shí)驗(yàn)室可能發(fā)生的情況和解決對(duì)策都展示給學(xué)生，讓學(xué)生能夠在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中更注意這些內(nèi)容。另外對(duì)于一些大型的精密儀器，也可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來展示其具體的操作步驟和注意事項(xiàng)。通過這種方式能夠降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)只注重理論知識(shí)的講授，而忽視了實(shí)踐教學(xué)的缺陷。

（二）能夠?qū)?fù)雜的知識(shí)內(nèi)容簡(jiǎn)化

在化學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程當(dāng)中存在著許多抽象立體的化學(xué)問題，這對(duì)于學(xué)生來說在學(xué)習(xí)上會(huì)產(chǎn)生極大的困難，而通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)⑦@些抽象立體的問題更加直觀地展示給學(xué)生。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中經(jīng)常無法掌握整個(gè)反應(yīng)的原理和所涉及到的理論知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的結(jié)果只停留在對(duì)表面現(xiàn)象的模糊理解，沒有充分地掌握化學(xué)知識(shí)。而通過虛擬仿真技術(shù)，不僅能夠用動(dòng)畫的形式展示給學(xué)生，還能夠在動(dòng)畫當(dāng)中融入不同的音效和音樂，使二維抽象的化學(xué)知識(shí)變得更加生動(dòng)、更加立體，使那些難以理解的化學(xué)知識(shí)和化學(xué)儀器變得更加形象、更加直觀，使學(xué)生能夠更好地掌握儀器的使用，理解化學(xué)知識(shí)的內(nèi)容。

（三）通過虛實(shí)結(jié)合的方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)學(xué)生數(shù)量往往會(huì)比實(shí)驗(yàn)儀器多得多，因此，一般都會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，也正是由于這種教學(xué)限制，在高校當(dāng)中理論課講述的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)課大多數(shù)都不能完全相符。因此在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，教師往往會(huì)用非常多的時(shí)間來進(jìn)行理論的講授，或者是復(fù)習(xí)理論課講過的知識(shí)，學(xué)生實(shí)際操作時(shí)間非常少。而通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生都參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程當(dāng)中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（四）促進(jìn)學(xué)生更加全面的發(fā)展

首先在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，學(xué)生都能夠參與，從而使學(xué)生解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力得到提高。其次對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)來說，利用虛擬仿真技術(shù)能夠使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中得到多種形式的鍛煉，并且虛擬仿真技術(shù)當(dāng)中的豐富的資源也使得學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了極大的提高。然后校方應(yīng)當(dāng)和企業(yè)共同努力，建設(shè)更好的虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)，來不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力。最后虛擬仿真平臺(tái)以及較強(qiáng)的互動(dòng)性，使師生之間的溝通交流更加順暢。

結(jié)束語：

綜上所述，對(duì)于化學(xué)教學(xué)來說，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠有效地提高化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率。應(yīng)用的過程當(dāng)中要加強(qiáng)資源共享的力度，建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來輔助虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，最后加強(qiáng)校企合作的力度來更好地進(jìn)行人才的培養(yǎng)，這樣才能夠使虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫厝谌氲交瘜W(xué)教學(xué)當(dāng)中。

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