淺談仿真技術在中學化學實驗教學中的應用

隨著計算機技術的發展，計算機技術已滲入到現代教育教學中，并起著越來越重要的作用，特別是將仿真技術運用到中學化學實驗中，彌補了傳統的化學實驗教學中的缺點和局限性，進一步加深學生對中學化學實驗知識的理解。計算機仿真實驗是一種高級的交互式活動，通過現代技術學生可以反復的進行試驗，顛覆傳統意義上的化學實驗，優化了課堂教學、豐富教學方法，提高學生的潛力。

化學是一門以實驗為基礎的自然科學。它通過實驗教學，可以使學生獲得生動的感性知識，從而更好地理解，鞏固所學的化學知識。而實驗是化學科學的靈魂，是化學的魅力和激發學生的學習興趣的主要源泉，更是培養學生的創新能力和思維能力的重要方法和手段。化學實驗對于完成化學課程的任務具有不可替代的作用。通過化學實驗與學生生活實際和社會實際的密切聯系，一方面使學生感到化學就在自己身邊，從而提高學生學習化學的興趣；另一方面也可以使學生在掌握化學知識的基礎上，能夠清楚所學的知識能做什么和怎么做。

1.仿真技術在中學化學實驗教學中的應用

隨著科技的快速發展，仿真技術的水平也在快速提升，作為新型的實驗教學技術已經逐漸應用于當前的中學化學實驗教學之中，為促進實驗教學質量的提升，提供了莫大的幫助。

1.1解決實驗污染，避免有毒物質的危害。

化學實驗操作起來有些實驗有危險性，因為有些化學藥品有劇毒，有毒氣體如： CO、NO、SO2、等隨意排空。有毒氣體擴散到空氣中視其理化性質、濃度和持續的時間等，將不同程度地影響人們的身體健康，甚至引起中毒。化學實驗或多或少存在安全隱患，有些實驗借助仿真實驗，就可以避免這一問題。使學生在無毒、無害、無污染的綠色化學環境中進行學習。還可突破時間、空間的限制，化難為易，不斷吸引學生注意力，激發學生對實驗的興趣。

1.2實驗現象更加形象

在實驗中把各種實驗用具、藥品、實驗環境完全模擬，讓每一個實驗者都有身臨其境的感覺，在屏幕上短時間內從多角度、多層面展示化學反應流程。可使知識由抽象變成形象達到常規條件下無法實現的效果。在濃硫酸稀釋實驗的錯誤操作講解中，老師不可能實際操作演示，因為錯誤操作產生的嚴重后果。但是可以用動畫的形式模擬“濃硫酸飛濺到學生的臉上導致皮膚顏色的變化……”，學生受傷的慘叫聲。然后老師再以規范化的操作正確演示一次，讓學生明白一個道理： 只有嚴格按照化學規范操作規程進行化學實驗，才會使化學實驗安全的進行。

1.3仿真實驗打破了傳統實驗室的限制

由于部分化學實驗本身具有一定的危險性，這對于學生的身心健康，具有一定的威脅。不過，如果使用計算機輔助教學，其中有一種三維動畫仿真技術，通過這種技術，就可以將教學實驗通過動畫的形式表現出來。這種實驗教學方式，不僅降低了進行教學實驗的危險性，比如，在仿真技術中，可以使得學習者在進行有機化學實驗時，將蒸餾、回流、分餾等，各種常用單元操作的原理、安裝方法等，進行真實詳細的描述。通過三維仿真技術，使得學習者充分了解各種操作的特點，從而幫助學習者進行進一步的學習操作，對于促進學生化學實踐技能水平的提高，有著很大的幫助。同時通過仿真技術，有利于降低在進行化學實驗過程中的局限性，在虛擬的實驗情景中，學生的任何想法都可以快速的呈現。提高了實驗效率，提高了教學質量。有利于促進化學教學的發展。

2.仿真實驗在中學化學教學中運用的意義。

2.1仿真實驗有利于激發學生學習興趣、增強學生學習的成就感，促進教學效果的提升。

仿真化學可以幫助學生認識主體直觀的感知特殊的客體，它可以將超宏觀的客體縮小，也可以將超微觀的客體放大，能全面直觀的展示特殊客體，以便認識主體能揭示其本質和規律。通過仿真技術，有利于幫助學生們能夠更加全面的了解這個世界。化學仿真實驗有利于學生興趣的培養，認為學習興趣、好奇心及發現的誘惑力等可轉化為學習的內在動力，形成學習的內在動機，學生在實驗中手腦并用，其解決問題的能力必然會提高，同時也培養了學生的邏輯思維能力和認真細致的實驗素質。

2.2化學仿真實驗培養中學生的觀察能力改變教學方式

仿真實驗有利于促進教學效果的提升和改變學生的學習方式。通過開展仿真化學軟件可以促使教學實驗能夠更加直觀的展現在學生面前，同時也有利于課堂氣氛的活躍，提高學生們的學習知識的積極性，進而幫助他們提升了觀察能力和效果，從而提高了化學成績。在仿真實驗中，學生可以自主的去理解實驗，操作實驗，主動探究實驗。這樣就改變了學生的學習方式，變被動為主動。

3.開全實驗的作用

《普通高中化學課程標準》中指出：化學實驗是學生進行科學探究的主要途徑。學生在化學實驗的整個過程中，能夠體驗科學發現的規律，掌握科學探究的方法，塑造和完善科學精神和科學品質，同時也能體會到科學探究的樂趣。所以更應把無法開展的實驗，如對于一些因反應物或生成物有毒而無法開展的實驗、物質的實驗、實驗中錯誤的操作會導致嚴重后果的實驗反應物或生成物為易燃易爆實驗過程中產生對環境有嚴重污染物的實驗，采用虛擬實驗教學比較安全，可以實現預定的教學目標，實驗的效果優于真實實驗。隨著我國科技水平的不斷進步，促使越來越多的仿真技術運用到了學校的教學之中。而將先進的仿真技術應用于中學的化學教學實驗中，不僅有利于促進教師實驗教學的成功概率大大提升，同時也幫助了廣大的中學生們提高對于化學教學實驗的熱情，從而幫助他們提高了化學成績，推動我國化學教學的發展。

（作者單位：1新疆省塔城地區教育局2托里縣第一中學）