虛擬實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與研究

1、    虛擬實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與研究    李俊池摘要：實(shí)踐操作是化學(xué)學(xué)科的重要特點(diǎn)，利用實(shí)驗(yàn)的方式探究化學(xué)知識(shí)是當(dāng)前化學(xué)教學(xué)的重要手段。在化學(xué)教學(xué)過程中，基于安全、污染、浪費(fèi)等方面的考慮，很多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)無法通過課堂演示或?qū)嶒?yàn)操作來完成，這不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，影響了課堂教學(xué)效率。隨著科技的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)被應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，通過虛擬實(shí)驗(yàn)解決了化學(xué)教學(xué)的難題，提高了化學(xué)教學(xué)效率。關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)；中學(xué)化學(xué)；應(yīng)用研究：g633.8引言：化學(xué)作為初中教學(xué)的重要內(nèi)容，其知識(shí)的獲得往往依靠大量的實(shí)驗(yàn)操作，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同于物理、生物的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操

2、作中由于化學(xué)反應(yīng)往往存在一定的危險(xiǎn)，反應(yīng)過程中也會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)污染環(huán)境，這造成了很多實(shí)驗(yàn)無法正常進(jìn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展改變了這一現(xiàn)狀，在化學(xué)教學(xué)過程中教師可以利用科技手段，將很多依靠傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段無法完成的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬演示，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，提高教學(xué)效率。本文通過在認(rèn)識(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并進(jìn)一步闡述了在虛擬實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的具體運(yùn)用。一 虛擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵虛擬實(shí)驗(yàn)又稱電子實(shí)驗(yàn)，是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動(dòng)手操作、進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的一種仿真實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍浅１普娴卣故緦?shí)驗(yàn)過程，通過讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，了解實(shí)驗(yàn)過程，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出正確結(jié)論，從

3、而達(dá)到與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相同的教學(xué)效果。由于這種實(shí)驗(yàn)新穎、獨(dú)特，滿足了學(xué)生的好奇心，學(xué)生在操作過程中參與積極性較高，具有較好的教學(xué)效果。此外，教師也可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)任意搭建典型實(shí)驗(yàn)，能夠有效提高實(shí)驗(yàn)的針對(duì)性和實(shí)驗(yàn)效果。二 虛擬實(shí)驗(yàn)的意義虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種有效的實(shí)驗(yàn)形式，促使了化學(xué)教學(xué)的變革，極大地增強(qiáng)了化學(xué)課堂教學(xué)效率，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。1降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，提高實(shí)驗(yàn)效果化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程往往伴隨著化學(xué)變化，有毒氣體、爆炸等現(xiàn)象的發(fā)生，這使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，甚至由于學(xué)生好奇心強(qiáng)烈進(jìn)行不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)事故。而虛擬實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)，解決了這些問題，學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，在取得良好實(shí)驗(yàn)效果的同

4、時(shí)，可以大大降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。2彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足在化學(xué)教學(xué)中，教師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，雖然某個(gè)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)時(shí)已經(jīng)做過，但是經(jīng)過一段時(shí)間之后，很多學(xué)生往往會(huì)忘記，由于時(shí)間的關(guān)系，這些實(shí)驗(yàn)也無法在進(jìn)行重現(xiàn)練習(xí)，但是我們可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新演示，這樣能夠達(dá)到鞏固的目的，有效節(jié)省時(shí)間，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。3避免浪費(fèi)，提高效果由于初中生年齡較小，好奇心重，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺狈π迈r感，往往難以取得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。而利用虛擬實(shí)驗(yàn)這種新的實(shí)驗(yàn)形式，能夠滿足學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生參與的積極性，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。同時(shí)，利用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮苊庖恍?shí)驗(yàn)耗材，如試管爆裂、實(shí)驗(yàn)物品損耗等，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)用品，避免了不必要的浪費(fèi)。三 虛

5、擬實(shí)驗(yàn)的具體應(yīng)用科技技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了現(xiàn)代教育技術(shù)不斷更新。虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新型的實(shí)驗(yàn)形式，具有獨(dú)特的作用，被廣泛應(yīng)用到初中化學(xué)教學(xué)中，取得了意想不到的效果。1經(jīng)典重現(xiàn)，增強(qiáng)教學(xué)效果初中化學(xué)教學(xué)中具有大量的實(shí)驗(yàn)操作，這些實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)的重要途徑。隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的不斷增加，很多的化學(xué)知識(shí)學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生遺忘，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果，而由于時(shí)間的關(guān)系，我們又無法對(duì)曾經(jīng)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新操作。在這種情況下，我們可以借助于虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果，讓學(xué)生迅速地掌握逐漸淡忘的理論內(nèi)容，為知識(shí)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如在學(xué)習(xí)中部分學(xué)生忘記了一氧化碳燃燒后會(huì)產(chǎn)生什么樣的

6、物質(zhì)，如何鑒定這些物質(zhì)時(shí)，我們可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)將 “怎樣檢驗(yàn)一氧化碳燃燒的產(chǎn)物”這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，通過虛擬實(shí)驗(yàn)，重現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的過程，學(xué)生明確了一氧化碳燃燒后產(chǎn)生二氧化碳，通過燃燒的木條和石灰水可以進(jìn)行鑒定，因?yàn)槎趸疾痪哂腥紵?，并且二氧化碳?huì)使澄清的石灰水變渾濁。通過虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)生重新掌握所學(xué)知識(shí)，加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，提高了教學(xué)效果。2積極創(chuàng)新，培養(yǎng)探究能力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力是新課標(biāo)的重要要求。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，尤其是虛擬實(shí)驗(yàn)，蘊(yùn)含著無窮的想象力，這為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了重要平臺(tái)。學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞职l(fā)揮自己的想象力，利用虛擬實(shí)驗(yàn)不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行嘗試探究，完善實(shí)驗(yàn)過

7、程，避免了真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)危險(xiǎn)的發(fā)生，也提高了學(xué)生探究意識(shí)和探究能力。如虛擬實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)首先要考慮實(shí)驗(yàn)的裝置，教師根據(jù)需要首先向?qū)W生出示二氧化碳的制備裝置，然后讓學(xué)生根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式來選取實(shí)驗(yàn)所用的原料，學(xué)生根據(jù)方程式很容易選取了石灰石和稀鹽酸作為實(shí)驗(yàn)原料，這時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生思考如果沒有石灰石，可以利用什么物質(zhì)來代替，通過分析，找到了實(shí)驗(yàn)原料的替代品大理石和方解石，然后教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得到培養(yǎng)，探究能力不斷增強(qiáng)。3微觀呈現(xiàn)，提高學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)分子機(jī)構(gòu)是我們無法用肉眼可以看到的，在教學(xué)時(shí)教師對(duì)于化學(xué)分子的描述大都采用文字語(yǔ)言來描述，這種表達(dá)

8、方式非常抽象，學(xué)生無法真正理解，科技的發(fā)展和虛擬實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)為我們直觀呈現(xiàn)分子的微觀結(jié)構(gòu)提供了可能。教師利用虛擬實(shí)驗(yàn)借助于電子計(jì)算機(jī)的三維技術(shù)可以將化學(xué)分子進(jìn)行直觀演示，通過演示學(xué)生進(jìn)入了化學(xué)的微觀世界，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高了對(duì)化學(xué)的微觀認(rèn)識(shí)，也了解了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。如在學(xué)習(xí)“甲烷”時(shí)，對(duì)于甲烷學(xué)生基本上都是基于課本內(nèi)容的了解，對(duì)于每個(gè)甲烷分子的構(gòu)成學(xué)生非常明確是由一個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子構(gòu)成，在教學(xué)時(shí)為了提高學(xué)生內(nèi)容的理解和掌握，教師可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)將甲烷分子的構(gòu)成進(jìn)行三維演示，通過演示學(xué)生明確了為什么一個(gè)甲烷分子只有一個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子構(gòu)成，提高了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和對(duì)化學(xué)微觀世界的認(rèn)識(shí)。結(jié)束語(yǔ)：總之，在初中化學(xué)教學(xué)