“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下虛擬實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

余新紅

（甘肅省岷縣第一中學(xué)，甘肅 岷縣）

化學(xué)教學(xué)純粹看重理論或是實(shí)踐都是不可取的，如果學(xué)生空談理論，只能變成“語(yǔ)言上的巨人”，而如果不注重理論的學(xué)習(xí)，只是依靠實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，那么學(xué)生對(duì)化學(xué)就不能形成系統(tǒng)的認(rèn)知。只有在高中化學(xué)教學(xué)中將理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)相互結(jié)合起來，通過理論促進(jìn)實(shí)踐的進(jìn)行，學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力才能夠得到提升和進(jìn)步，教師的教學(xué)質(zhì)量和效率自然也會(huì)隨之提升。實(shí)驗(yàn)不僅能夠使學(xué)生建立化學(xué)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高具有重大意義。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教師重視程度不高

高中階段是學(xué)生人生中的一個(gè)分水嶺，這一時(shí)期無論是學(xué)生還是教師都面臨著巨大的升學(xué)壓力和教學(xué)壓力。為了應(yīng)對(duì)高考，高中化學(xué)教學(xué)中容易出現(xiàn)“唯成績(jī)論”，在這種錯(cuò)誤觀念下教師的教學(xué)往往只圍繞理論知識(shí)的講解展開。由于高考中并未涉及實(shí)際操作性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題，因此教師在授課中就容易忽視實(shí)驗(yàn)的過程、步驟以及注意方式等。教師在教學(xué)中甚至讓學(xué)生通過死記硬背的方式來記憶化學(xué)方程式，學(xué)生對(duì)化學(xué)儀器的名稱、特性和用途等都缺乏了解，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作更是難上加難。這不僅限制了學(xué)生想象力的揮發(fā)，還對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新力的提升也產(chǎn)生了抑制。

（二）學(xué)生實(shí)驗(yàn)意識(shí)薄弱

高中階段的學(xué)生雖然自覺性和主動(dòng)性相比初中階段有所提高，但是學(xué)習(xí)的方向性還是較差，而且不同學(xué)生之間學(xué)習(xí)態(tài)度的差異性也十分明顯。在應(yīng)試教育的壓力下，學(xué)生只關(guān)注語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)三門課程的學(xué)習(xí)，認(rèn)為化學(xué)只不過是一門小學(xué)科，不用太過于關(guān)注和花費(fèi)太多時(shí)間。正是學(xué)生這種錯(cuò)誤的認(rèn)知造成了他們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)課程時(shí)十分懶散，平時(shí)的死記硬背尚且不愿意應(yīng)付，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加談不上關(guān)心。實(shí)驗(yàn)課的開展往往依賴于教師的幫助，并不能獨(dú)立完成一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

（三）教學(xué)方法相對(duì)單一

傳統(tǒng)的高中化學(xué)教學(xué)中雖然會(huì)涉及具體實(shí)驗(yàn)，但是多采用教師口述或者是演示的形式，這種方法扼殺了學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性和能動(dòng)性，學(xué)生僅憑教師的講解并不能建立起化學(xué)元素之間的聯(lián)系，對(duì)理論知識(shí)的不夠熟悉也導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作時(shí)錯(cuò)誤頻出，這種錯(cuò)誤的教學(xué)方式甚至?xí)?dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)這門學(xué)科逐漸失去興趣，最終不僅不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，甚至?xí)髿W(xué)生原本的想象力和創(chuàng)造力。

二、高中化學(xué)教學(xué)中開展虛擬實(shí)驗(yàn)的具體策略

（一）播放實(shí)驗(yàn)視頻，了解實(shí)驗(yàn)過程

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為更好地開展高中化學(xué)教學(xué)創(chuàng)造了條件，傳統(tǒng)的教學(xué)中教師只是通過口述的方式向?qū)W生講解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟，這種方式導(dǎo)致學(xué)生難以對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理進(jìn)行掌握和理解。而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行了系統(tǒng)的分類和整理，教師在具體化學(xué)實(shí)驗(yàn)講解的過程中只需要輔助以必要的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)操作，這樣學(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)也就更加快速和方便。例如，在講解“甲烷”一課時(shí)，教師為了激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，可以讓學(xué)生課前搜索西氣東輸?shù)南嚓P(guān)資料，學(xué)生通過預(yù)習(xí)了解到它的主要成分是甲烷，于是在正式的學(xué)習(xí)中就會(huì)對(duì)甲烷產(chǎn)生好奇心，這時(shí)教師輔以相關(guān)的甲烷實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)錄制的過程中適當(dāng)?shù)丶骖櫦淄槿紵母鱾€(gè)角度，從而使學(xué)生對(duì)甲烷物理特性有基本的了解。在實(shí)驗(yàn)完成后，教師可以讓學(xué)生思考甲烷中是否包含著氫、碳和氧元素。在學(xué)生的主動(dòng)思考中教師輔之以一定的啟發(fā)和引導(dǎo)，最終得到甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，從而完成該課程的講解。

（二）利用虛擬技術(shù)，線上操作實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)教學(xué)過程中，為了豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，教師可以將虛擬實(shí)驗(yàn)和線下操作實(shí)驗(yàn)兩者有機(jī)結(jié)合起來?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提供了便利，由于大多數(shù)學(xué)生的家里都沒有實(shí)驗(yàn)所需的相關(guān)儀器和設(shè)備，且在家獨(dú)自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)如果操作不當(dāng)很容易造成事故，因此教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)幫助學(xué)生進(jìn)行線上實(shí)驗(yàn)。教師在講解完一章節(jié)知識(shí)后，可以在課堂中向?qū)W生展示該實(shí)驗(yàn)的具體操作，通過視頻講解的方式，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能有更加直觀的感知，在接下來的活動(dòng)中教師可以搭建一個(gè)線上的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生利用空閑時(shí)間在平臺(tái)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的操作，學(xué)生通過虛擬平臺(tái)的一次次試錯(cuò)從而真正地掌握一項(xiàng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，之后教師可以帶領(lǐng)學(xué)生去專門的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的單獨(dú)操作，以此來檢驗(yàn)學(xué)生是否真正掌握了該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。通過教師和學(xué)生的相互配合，線下和線上兩種教學(xué)方式的聯(lián)系，學(xué)生學(xué)習(xí)起來也就更加容易和輕松，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性也會(huì)增強(qiáng)。例如，在“氨的合成”的教學(xué)中，讓學(xué)生首先通過視頻了解合成氨反應(yīng)原理的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，意識(shí)到實(shí)驗(yàn)中需要干燥的硬質(zhì)試管和鐵絲絨，在了解了整套原理和操作之后，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過鼠標(biāo)來拖拽所需要的實(shí)驗(yàn)儀器，以此完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生的操作能力就會(huì)得到提高。

（三）虛實(shí)結(jié)合，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率

在實(shí)際的化學(xué)教學(xué)過程中，并不是每個(gè)學(xué)校都有完備的化學(xué)儀器和材料。教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，儀器的數(shù)量往往少于學(xué)生的總數(shù)，為了克服這一障礙，教師經(jīng)常會(huì)選擇學(xué)生分組的方式，通過小組之間的合作來進(jìn)行某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。這樣做固然有好處，能夠鍛煉小組之間的協(xié)同合作能力，但更多的是造成小組成員之間相互推脫，不能保證每一位學(xué)生都能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。虛擬實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)恰恰解決了實(shí)驗(yàn)器材空缺和緊張的問題，學(xué)生只需要通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)操作就能夠獨(dú)立完成某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，這大大提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和操作步驟能夠快速掌握并應(yīng)用。在高中階段的教學(xué)中，正是要將傳統(tǒng)的線下實(shí)驗(yàn)和線上實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合，使學(xué)生擺脫時(shí)間和空間的限制，能夠隨時(shí)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而為學(xué)生更好地理解化學(xué)這門學(xué)科打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生只有真正地動(dòng)手操作之后，對(duì)各種化學(xué)元素以及彼此之間的反應(yīng)甚至是不同元素通過一定燃燒形成的化學(xué)方程式有系統(tǒng)的了解，才能夠在日后的學(xué)習(xí)中學(xué)以致用，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)人的發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

高中化學(xué)教學(xué)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下能夠克服很多操作障礙，教師在教學(xué)過程中需要善于運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)資源，通過互聯(lián)網(wǎng)虛擬實(shí)驗(yàn)使學(xué)生成為行動(dòng)的巨人。任何一門課程的學(xué)習(xí)都是為了投入實(shí)踐的應(yīng)用中，教師如果僅僅關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的提高，而對(duì)學(xué)生的操作能力毫不關(guān)心，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生成為一個(gè)夸夸其談但毫無能力的人，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生和我國(guó)素質(zhì)教育所要求的培養(yǎng)全面發(fā)展的人才的理念完全是相悖的。教師必須充分意識(shí)到這一點(diǎn)，在化學(xué)教學(xué)中投入更多的時(shí)間和精力。線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要耗費(fèi)大量時(shí)間，且實(shí)驗(yàn)器材不能滿足每一位學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需要，這就需要依賴線上虛擬實(shí)驗(yàn)，兩者相輔相成，共同促進(jìn)學(xué)生的提高和進(jìn)步。開展高中虛擬實(shí)驗(yàn)課程在很大程度上可以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)這門學(xué)科進(jìn)行深入學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生在觀看演示實(shí)驗(yàn)的過程中首先在頭腦中建立了一個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要認(rèn)知，之后利用虛擬平臺(tái)通過計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行選取，從而在線上完成某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生就能將頭腦中的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的操作。在線上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的過程中，教師需要對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行檢查，分析學(xué)生在操作中存在的問題，并建立一個(gè)線上討論小組，當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的某一環(huán)節(jié)有所疑惑的時(shí)候可以在小組內(nèi)進(jìn)行互動(dòng)交流，小組之內(nèi)如果無法解決，教師就需要發(fā)揮引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生進(jìn)行相關(guān)答疑。之后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生在線下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的具體操作，這時(shí)學(xué)生的操作就會(huì)更加規(guī)范，活動(dòng)中出錯(cuò)的頻率也會(huì)減少，很大程度上保證實(shí)驗(yàn)的安全性。只有真正地做到線上虛擬實(shí)驗(yàn)和線下操作實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，學(xué)生的理論知識(shí)和操作能力才能夠得到共同成長(zhǎng)和進(jìn)步，這時(shí)學(xué)生的化學(xué)成績(jī)自然會(huì)得到提高，對(duì)學(xué)生日后將所學(xué)的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于具體的生活實(shí)際中也有所裨益。