基于智能移動設備的虛擬化學實驗應用研究

【摘""要】預習是教學過程的重要環節，研究顯示，人對事物的記憶是以圖片的形式儲存在大腦里，相對于純文字的記憶，圖片影像的形式更利于學生預習和理解。本文主旨是利用移動設備的普及性、學生對移動設備的依賴性，采用教學內容相關的化學實驗軟件，讓學生進行簡單明了的課前預習，提高學生化學實驗的學習效果。

【關鍵詞】移動""虛擬化學實驗""教學

【中圖分類號】G642"""""""""""【文獻標識碼】A"""""""""""【文章編號】1674-4810（2015）14-0076-01

在教學環節中，理論教學和實驗教學是不可分割的。傳統意義上的教學，由于受到環境因素及其他各種因素的限制，雖然有過硬的教師資源，但是腦里沒有圖像的具體錄入，即便能艱難地理解知識，也無法真正地將知識融入意識中去。而現在的先進教學體系，教師將教學內容做成課件PPT的形式，將課本上的文字變成一張張影像傳輸給學生，提高了課堂利用率的同時也使學生能更快地理解融合所學的知識。但是大學生懶散的學習方式以及現在大學快速籠統的教學特點，使得只靠課上一個小時的時間去瞬時記錄幾百張陌生的圖片變得很困難。因此，課前的預習便顯得尤為重要。

一"傳統教學存在的問題

傳統教學分為傳統理論教學和傳統實驗教學。傳統理論教學集聚了人類的智慧和汗水，因此沿用至今。而傳統實驗教學雖然通過學生的親自實踐更容易獲得感性的認知，但在某些方面還是存在很大的問題。

1.傳統實驗室投資大，后期耗資更大

對于學校來講，購買儀器、對實驗器材的保養與維護、實驗室的更新換代都是一筆巨大的投資，況且隨著科技的發展與進步，新技術新成果不斷涌現，而實驗室不能同步發展，導致學生的實驗研究總是滯后于科技發展，這與現在社會提倡的創新理念相駁。

2.傳統實驗室的危險性很大

實驗探究需要很多的化學藥品，而化學藥品之間的反應最容易產生的就是毒氣和爆炸，雖然實驗室有很多的防范保護措施，但意外仍有發生。因此，出于對學生的安全考慮，傳統實驗室還存在著很大的風險性。

現代實驗教學更多的偏向于虛擬實驗室，即文章提到的與教學內容相關的化學實驗軟件，對于解決傳統教學存在的問題有很大的幫助。

二"移動設備虛擬化學實驗的優勢

移動虛擬化學實驗室主要利用圖畫、視頻、語音等多媒體方式，讓受教育者能夠實時虛擬仿真地觀察實驗現象、模擬實驗過程，是基于互聯網技術、虛擬現實手段以及移動智能設備構建的開放結構虛擬實驗教學系統。移動虛擬化學實驗室具有以下優勢：

1.學生的學習由被動變成主動

大學的教學模式通常是學生預習、教師現場講解、學生復習。整個學習過程學生都只能機械地記憶和操作，很少深入思考為什么是這個結果，很少有機會嘗試自己去動手發現問題、解決問題，缺乏主動性和積極性。

化學是一門實驗類科學，離開了動手實踐，就變得極為苦澀難懂。在移動虛擬化學實驗室，我們可以通過聲、畫、字于一體展現一個微觀的世界，模擬化學反應，打破時空限制，利用學生各種感知世界的方式，讓學生主動參與，由被動變主動。

2.安全性，零污染

化學實驗所造成的環境污染，對健康的影響不可小覷。移動虛擬實驗室可以為學生提供一個虛擬的實踐空間，保證學生的人身安全，同時又不會造成嚴重污染。學生隨時隨地便可以做各種各樣的實驗，激發其學習的興趣，掌握知識的同時還加強了環保意識。

3.實驗效率高，節約時間

移動虛擬化學實驗室省去了真實實驗的許多簡單勞動，還可以隨時隨地進行實驗，不浪費一分一秒，節省了很大一部分時間用于研究實驗本身的性質規律。同時還提供物質搜索和化學貼士功能，可以幫助實驗人員迅速掌握實驗內容和注意事項，從而提高學習研究的效率。

三"國內外現狀分析

虛擬實驗室最早在1995年就已經有了雛形，具體為一個“虛擬青蛙解剖實驗”，實驗者可以用虛擬的手術刀一層層的解剖青蛙，進而觀察其骨骼及肌肉組織。目前，虛擬實驗室在發達國家已經十分普遍，國內的建設起步相對較晚，與發達國家相比還有一定差距，但是已有部分高校初步建立了虛擬實驗室。而國內基于移動設備的虛擬實驗室并沒有得到很廣泛的應用，因此此次研究在學習教育中有著良好的應用前景。

四"結束語

移動虛擬化學實驗室是連接學生和化學世界的一座橋梁，使學生學習化學的目的性更加明確，讓學生在這種虛擬、真實實驗的交互進行中，提高自身獲取新知識和發展新思維的能力，不論在感性認知還是理性思考方面都能有所提升。各大高校也可通過移動虛擬化學實驗室進行教學改革，提高教學質量，提升學生的素質。

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〔責任編輯：龐遠燕〕