初中化學(xué)虛擬實驗的設(shè)計及應(yīng)用

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(xué)(748105)

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初中化學(xué)虛擬實驗的設(shè)計及應(yīng)用

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(xué)(748105)

隨著社會的不斷發(fā)展和科學(xué)領(lǐng)域的拓寬，虛擬實驗技術(shù)已經(jīng)逐步融入初中化學(xué)教學(xué)過程中，從而進一步了解化學(xué)實驗的過程，提高對化學(xué)反應(yīng)的認知.虛擬實驗是借住現(xiàn)代信息技術(shù)和多媒體技術(shù)將復(fù)雜、危險、成本高的化學(xué)實驗讓每一位同學(xué)親身體驗，幫助學(xué)生處于真實實驗的環(huán)境下，從而提高學(xué)生實驗的普遍性和效率.

初中化學(xué)；虛擬實驗；意義；措施

由于學(xué)校的資金有限，在傳統(tǒng)的初中化學(xué)教學(xué)過程中，教師往往注重理論知識的講解，化學(xué)方程式也是采用死記硬背的方法，直接忽略實驗的環(huán)節(jié)，他們認為這是浪費有限課堂時間的行為.他們還沒有意識到在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實驗教學(xué)的優(yōu)越性，本文就如何在初中化學(xué)教學(xué)過程中有效采用虛擬實驗提出了相關(guān)措施.

一、在初中化學(xué)教學(xué)過程中滲透虛擬實驗教學(xué)的意義

1.減少實驗成本，降低實驗風(fēng)險

化學(xué)實驗是物質(zhì)混合時的反應(yīng)，在此過程中會產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，這對于初中生來講都會產(chǎn)生一定的危險.因此，在做化學(xué)實驗的過程中，安全問題是教師必須放在首位考慮的，在讓學(xué)生做化學(xué)實驗之前要講清楚本次化學(xué)實驗的注意事項、考慮到可能出現(xiàn)的實驗風(fēng)險和減輕傷害的措施.然而，如此細致的準備工作讓學(xué)生規(guī)范、有條不紊地進行也無法確保每一個實驗過程的質(zhì)量與安全.其次，部分化學(xué)物品的價位也比較高，讓每一位學(xué)生都親身體驗化學(xué)實驗的成本太高，難免要將學(xué)生分為多個小組合作完成，這樣在小組合作過程中會產(chǎn)生組員之間的紛爭或者試管滑落等現(xiàn)象，從而極大地降低了學(xué)習(xí)效率.因此，教師需要在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實驗教學(xué)，這樣既能夠有效減少實驗成本，又可以降低實驗風(fēng)險.

2.虛擬實驗設(shè)計，保護環(huán)境安全

隨著人們生活水平的不斷提高，空氣污染問題日益突出，然而在化學(xué)實驗的過程中也容易產(chǎn)生能夠污染環(huán)境的有害氣體.例如：濃硫酸和木炭加熱反應(yīng)會產(chǎn)生一氧化碳和二氧化硫兩種有害氣體；硫化鋁遇水產(chǎn)生完全雙水解，產(chǎn)生硫化氫氣體，此氣體不僅有毒而且會產(chǎn)生臭雞蛋味道；三氫化磷和砷化氫反映也會產(chǎn)生有毒性的氣體.雖然產(chǎn)生的量比較少，但如果每個中學(xué)生都做一遍產(chǎn)生的有害氣體積少成多就會產(chǎn)生很大的危害.因此，為了保護我們賴以生存的環(huán)境，通過虛擬實驗不僅可以讓學(xué)生做實驗而且不會環(huán)境，一舉兩得.

3.數(shù)字化實驗過程，提高化學(xué)實驗準確度

部分化學(xué)反應(yīng)對所加入的反應(yīng)物數(shù)量、催化物數(shù)量、酒精溫度、氣溫等有極高的要求，只要有細微的差別反應(yīng)現(xiàn)象就很難鮮明地顯現(xiàn)出來，初次實驗的學(xué)生自然更難控制實驗過程中所需要的量，從而導(dǎo)致試驗失敗的機率很大，這不僅是浪費化學(xué)物品、時間的體現(xiàn)，更有很大可能打擊學(xué)生的積極性.例如：利用一氧化碳還原氧化鐵或者氧化銅的化學(xué)實驗現(xiàn)象就不明顯，從而學(xué)生在做化學(xué)實驗過程中產(chǎn)生現(xiàn)象錯覺、導(dǎo)致整個化學(xué)方程式產(chǎn)生錯誤的現(xiàn)象，這樣就違背了通過化學(xué)實驗輕松無誤背誦化學(xué)方程式的初中.因此，通過虛擬實驗，通過虛擬實驗可以一次性、高水平、高質(zhì)量提高化學(xué)反應(yīng)的準確度，提高化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量.例如：教師就可以通過虛擬實驗調(diào)節(jié)一氧化碳還原氧化銅固體從黑色變?yōu)榱良t色的顏色對比度，從而突出反應(yīng)現(xiàn)象，幫助學(xué)生加強記憶.

二、在初中化學(xué)教學(xué)過程中有效滲透虛擬實驗教學(xué)的措施

1.教師注意巡視，向?qū)W生個別講解

在實施虛擬實驗的過程中，學(xué)生僅僅通過觀看視頻觀察反應(yīng)現(xiàn)象，此外，視頻注重一種連貫性，沒有留給學(xué)生足夠時間去反應(yīng)和思考其中的反應(yīng)原理同時印象也不是十分深刻.因此，教師在學(xué)生觀看視頻的時候要不斷巡視及時解決學(xué)生在此過程中遇到的問題.例如：在初中階段學(xué)習(xí)的第一個方程式就是高氧化錳加熱分解反應(yīng)，在觀看高氧化錳加熱反應(yīng)生成了二氧化碳，視頻中直接得出結(jié)論其中生成了二氧化碳，部分學(xué)生就會產(chǎn)生疑惑.這時，教師就要向?qū)W生講解當反應(yīng)生成二氧化碳這種氣體的時候，將導(dǎo)管導(dǎo)入清澈的石灰水中，石灰水就會變渾濁，這樣就可以解除學(xué)生的疑問了.

2.突出實驗注意事項，加深學(xué)生理解

實踐是認識的基礎(chǔ)和來源，實踐是檢驗認識真理性的唯一標準，因此在使用虛擬實驗的教學(xué)過程心，學(xué)生無法親身實驗，從而不知道自己會在實驗過程中產(chǎn)生什么錯誤，因此，教師可以先總結(jié)容易產(chǎn)生的錯誤和一些反應(yīng)現(xiàn)象，讓學(xué)生通過觀看視頻去驗證，這樣就會加深學(xué)生的理解.例如：在觀看大理石和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的反應(yīng)過程中，大理石會轉(zhuǎn)化成氣泡逐步溶解容易吸引學(xué)生的眼球，因此教師要提前講解這個反應(yīng)的重點是生成二氧化碳，應(yīng)該觀察石灰水的反應(yīng)情況，這樣學(xué)生就能夠有效地抓住重點了.

在初中化學(xué)課堂上滲透虛擬實驗，有利于緩解沉悶的課堂氛圍，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及提高化學(xué)實驗的成功率，有利于保護環(huán)境，減少資源浪費.然而，教師也要合理使用虛擬實驗，應(yīng)該挑選一些重點化學(xué)方程式進行虛擬實驗，不能沒有目的性的隨意進行虛擬實驗，這樣只會起到事倍功半的效果，促進初中化學(xué)實驗教學(xué)的進步.

[1] 黃榮懷、鄭蘭琴、程薇. 虛擬實驗及其學(xué)習(xí)者可信度認知[J]. 開放教育研究.2012年06期.

[2] 肖微. 初中化學(xué)虛擬實驗平臺在教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 東北師范大學(xué).2013年.

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