淺談模擬實驗在化學教學中的優勢

蔡明

在新課程教學中，老師利用實驗來培養學生的創新精神是一項重要的責任，但各學校的實驗條件是有限的，無法完全滿足學生做實驗的需求，因此，虛擬實驗的開展有著很重要的現實意義。事實上，虛擬實驗雖然沒有物質實驗那樣真真切切，但也有自身的優點，比如能反復進行，也不擔心有毒與危險，符合綠色環保精神等等。筆者在此結合自身在教學中的體會，談談虛擬化學實驗在教學中的一些優勢。

一、虛擬實驗改變了教學模式

在傳統的化學教學中，一旦遇到學習的實驗條件無法進行的實驗，或者是有毒的、危險的實驗，老師是不會組織學生做的，通常采取黑板上講實驗、學生背主要步驟的方式進行，說到底就是向學生進行機械的灌輸。比如，濃H2SO4的稀釋，假如將水倒入弄H2SO4中，弄H2SO4會因為水的沸騰而飛濺出來，危險系數很大；再如，用試管加熱液體的時候，試管口是不能對著人的，否則，液體沸騰的時候也會傷及對著的人，危險的很！在化學教學中，類似這樣危險的實驗是比較多的，老師習慣于向學生反復的講解，沒有什么好的方法來解決。虛擬的實驗，可以有效的解決這個難題，我們可以將這樣的實驗做成課件，如果再配上聲音，就能繪聲繪色的放給學生觀看了，視覺效果十分的好，教學效率也會大大的提高，最重要的是，讓學生在輕松、愉快中掌握了化學實驗的步驟與注意點，學生的學習興趣被有效的提高了。

學生學習化學，最為感興趣的就是實驗了，假如因為客觀原因或者因為擔心危險因素而進行沒有實驗的教學，這堂化學課是沒有什么靈魂的，學生是不感興趣的，因此，虛擬實驗在這方面的優勢是比較明顯的，可以讓學生更有興趣的學習化，而且一樣能培養學生的觀察能力與分析問題、解決問題的能力。比如，在進行化學總復習的時候，很多實驗在當初授課的時候，學生是親手做過的，但由于時隔較長，記憶模糊了，但中考復習的時間比較緊張，而且內容也很多，不是特別重要的實驗一般很難給機會于學生再次操作一篇了，為了解決這一問題，虛擬實驗就能大顯身手了！學生可以通過虛擬實驗的觀看，能迅速的回憶出曾經的實踐經歷，從而促進了學習復習效率的提高。

二、綠色環保、節約成本

化學實驗必然消耗藥品，實驗結束后自然要產生廢棄物，廢棄物就有污染環境的危險，而虛擬實驗是不會產生任何廢棄物的，十分符合環保的理念。

化學實驗需要用到藥品，對于經費充足的學校，也是一項不小的支出，假如學校的經濟能力欠缺，這項支出常常被壓縮，很多農村學校存在著無力購買化學實驗藥品、用品的問題，而虛擬的化學實驗不存在藥品的消耗，可以為學校節約很多的教學成本。虛擬的化學實驗，只要利用鼠標點點就可以讓學生看到逼真的實驗“現象”了，使學生具有身臨其境的感覺，將學習與娛樂融為一體，增加了學習的興趣，節省了教學成本，這是虛擬實驗的一大優勢。比如，在利用KnMnO4加熱制取氧氣的時候，需要注意很多操作規范，如，加熱時要先預熱，否則試管因為受熱不均勻而容易炸裂；用排水法收集氧氣后，要先將導管從水槽里拔出來，再移去酒精燈，否則，水槽中的水被吸入熱的試管使它破裂等等，同樣在其他實驗中也存在著這樣那樣的操作錯所造成的實驗失敗的問題，用真實的實驗讓學感受錯誤的操作，會浪費很多藥品與器材，成本會很高。而且在實際的教學中，也不便于讓學生練習這些錯誤操作，因為危險性很大，因此，學生常常缺少這方面的感性認識。如果只憑老師的講解，一時無法真正的解決學生對錯誤操作所產生的認識問題，如果利用虛擬的實驗，可以反復的模擬錯誤操作所造成的“后果”，這樣就能使學生的認識更為深刻，從而間接的提高了學生的動手實驗的能力。

三、變微觀為宏觀，提高感性認識

人眼是無法看見微觀粒子的，而化學上有很多有關微觀粒子方面的內容，如分子、原子、離子等等，這些粒子的結構與運動規律可以借助多媒體向學生展現，從而實現變難為易。初中學生的抽象思維能力還處于發展階段，他們在認識物質規律的時候，善于形象思維，因此，在進行微觀粒子方面的知識教學時，要充分利用感性材料，增加學生的感性認識，比如，模型、掛圖等等，但這些感性材料無法展現動態，還不能足以說明微觀粒子的某些性質，比如，分子的運動論、電子圍繞原子核進行高速運動，如果用老師的口頭敘述，很難讓學生理解。比如：原子中的電子是帶負電的，繞著帶正電的原子核高速運動，學生聽的一頭霧水，難以理解。

假如利用制作好的課件，學生會方便的看到原子、分子以及它們的內部結構。又如，化學反應的本質，在學習質量守恒定律的時候，學生通過實驗探究知道了化學反應前后的質量是不變的，但難于理解其中的原因。假如利用虛擬實驗，讓學生觀看化學反應的過程，學生會看到化學反應的特征就是分子分為原子，而原子之間的組合發生了變化，原子重新組合成了別的分子，這就是新物質，也說明了化學變化的本質就是原子發生了重新的組合，而原子的種類與數目沒有變化，因此，反應前后的質量就應該不變。

總之，作為新課程教學的化學老師，要善于運用虛擬實驗好，當然，在具體的教學中也不能盲目的使用。畢竟，虛擬的實驗是不能真正的代替真實的化學實驗的，它畢竟是給學生予觀看，不能給學生予操作，無法真正的培養學生的實際能力。在大力提倡探究式教學的今天，虛擬實驗有很大的局限性，在培養學生的探究能力與創新精神方面是一個短板，與真實的化學實驗是無法相提并論的。

（作者單位：江蘇省寶應縣小官莊中學）