虛擬實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的實踐

劉三強 虞紅

【內(nèi)容摘要】隨著科技信息的不斷發(fā)展，初中化學(xué)實驗教學(xué)逐漸從傳統(tǒng)的瓶瓶罐罐實驗向虛擬實驗轉(zhuǎn)變，為學(xué)生構(gòu)建了一個開放、網(wǎng)絡(luò)化的虛擬教學(xué)平臺，并以豐富的教學(xué)資源和新穎的教學(xué)模式受到了師生的喜愛。本文首先闡述虛擬實驗的概念和優(yōu)勢，并進一步探討虛擬實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實踐。

【關(guān)鍵詞】虛擬實驗 初中化學(xué) 化學(xué)教學(xué)

初中化學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)是重點也是難點，學(xué)生通過化學(xué)實驗直觀的觀察物體的反應(yīng)現(xiàn)象，提高學(xué)生對化學(xué)變化的理解和認知。但是在實際初中教學(xué)中往往會由于時間或者地點、實驗器材的限制導(dǎo)致化學(xué)實驗并不能順利開展，嚴重影響了初中化學(xué)的教學(xué)效率。

一、虛擬實驗概述和優(yōu)勢

虛擬實驗又稱作是電子實驗，是借助多媒體、VR等技術(shù)在計算機上進行的模擬實驗操作，同時又能體現(xiàn)真實試驗環(huán)境中的實驗效果的一種新型實驗教學(xué)模式。虛擬實驗的應(yīng)用，可以彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)中由于時間、地點、實驗器材限制而造成的實驗教學(xué)缺失。虛擬實驗的應(yīng)用，通過計算機實驗室讓學(xué)生身臨實驗感受，從而強化學(xué)生的實驗體驗;其次虛擬實驗的應(yīng)用，有效的避免了學(xué)生在真實實驗中所造成的失誤、實驗不規(guī)范等危險和傷害;再有，虛擬實驗的應(yīng)用還能使實驗教學(xué)反復(fù)操作，加深學(xué)生對實驗的理解，同時又避免了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中反復(fù)試驗造成的浪費，提高實驗效率;最后，虛擬實驗還可以讓學(xué)生進行大膽嘗試，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維。

二、虛擬實驗在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實踐

1.? 利用虛擬實驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中，通常是教師將實驗知識理論講解，再由教師進行演示，學(xué)生在旁邊觀察，這種實驗教學(xué)形式不但無法調(diào)動學(xué)生的積極性，而且對實驗的過程和結(jié)果往往掌握不夠。因此教師要合理利用虛擬實驗教學(xué)，將理論教學(xué)和實驗操作同步進行，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生成了化學(xué)實驗真正的參與者;同時還能讓學(xué)生同步觀察實驗現(xiàn)象，加深對實驗現(xiàn)象的認知，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性。

2.? 利用虛擬實驗，降低實驗的危險性

眾所周知，在化學(xué)實驗中有很多的物品具有毒性和腐蝕性，在實驗過程中也會因為操作失誤而造成一定的危險。而虛擬實驗的應(yīng)用，就完全規(guī)避了這種問題，教師可以利用虛擬實驗為學(xué)生營造一個虛擬的實驗場所，所有的物品都是在計算機上模擬進行，從一定程度上降低了實驗造成的危險性。而且在虛擬實驗教學(xué)中，不需要傳統(tǒng)的實驗試劑、化學(xué)藥品等等，有效避免了化學(xué)試劑反應(yīng)造成的浪費和污染，還能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。

例如在傳統(tǒng)實驗中，酒精燈是我們初中化學(xué)實驗中常用的儀器，但是酒精燈本身就存在巨大的安全隱患，酒精燈中溢出的酒精遇火即燃，如果操作不小心很可能引起火災(zāi)，給學(xué)生的安全造成隱患。在金屬燃燒相關(guān)的實驗進行中，我們需要進行鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，實驗過程中需要將鐵絲蘸取酒精。如果此時造成酒精翻灑，如果遇到氧氣，會加速酒精的燃燒，甚至引起火災(zāi)，而造成不可挽回的眼中后果。而虛擬實驗教學(xué)就很好的規(guī)避了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的弊端，不但讓學(xué)生免受傷害，而且保護環(huán)境，一舉兩得。

3.? 利用虛擬實驗，提高實驗效率

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，我們會遇到由于種種原因造成的實驗失敗，而虛擬實驗的教學(xué)模式可以通過計算機模擬進行，降低了認為實驗的失敗率，提高了實驗效率。同時教師還可以利用虛擬實驗教學(xué)，反復(fù)進行試驗，增加學(xué)生對實驗的理解和掌握，在無形中增加了學(xué)生實驗操作的次數(shù)，大大提高了實驗教學(xué)效率。

例如在一氧化碳還原氧化銅的實驗中，傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ街袑嶒灛F(xiàn)象并不明顯，而導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)方程式不能很好的理解，甚至?xí)斐梢欢ǖ钠?。而虛擬實驗教學(xué)模式的應(yīng)用可以一次性、高質(zhì)量的完成實驗操作，提高了化學(xué)實驗的準確性。與此同時，教師還可以利用計算機將實驗反應(yīng)得到的固體調(diào)節(jié)成亮紅色，以強化學(xué)生對實驗反應(yīng)的印象，大大提高了實驗效率。

4.? 利用虛擬實驗，鼓勵學(xué)生自主探究

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，很多化學(xué)試劑之間都存在不同的化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)實驗中，教師往往不讓學(xué)生亂動，以免造成危險，也限制了學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。在虛擬實驗教學(xué)中，教師可以鼓勵學(xué)生進行實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力。讓學(xué)生通過虛擬實驗提出問題、分析問題、解決問題。

三、虛擬實驗的弊端和注意事項

1.? 動手能力的缺失

雖然虛擬化實驗給初中化學(xué)教學(xué)注入了新的血液，但是在虛擬實驗教學(xué)中，學(xué)生單純的依靠計算機模擬而進行實驗操作，實驗的真實感不強，在一定程度上限制了學(xué)生動手能力的發(fā)展。因此教師一定要明確，虛擬實驗教學(xué)只是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的一種輔助模式，并不能完全替代傳統(tǒng)實驗操作。

2.? 影響實驗操作的嚴謹性

在虛擬實驗的教學(xué)中，雖然虛擬實驗在一定程度上可以促進學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展，也不會給學(xué)生造成任何傷害。但是久而久之，學(xué)生便會產(chǎn)生一種隨意的態(tài)度，影響了化學(xué)實驗操作的嚴謹性，不利于學(xué)生的發(fā)展。

總結(jié)

綜上所述，虛擬實驗作為信息技術(shù)下的產(chǎn)物，豐富了初中化學(xué)實驗教學(xué)模式，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、降低實驗危險性、提高實驗效率和學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)上都有一定的促進作用。但是教師在教學(xué)中不能過分依賴虛擬實驗教學(xué)，避免學(xué)生在動手能力和實驗態(tài)度上的缺失。需要教師在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，將傳統(tǒng)實驗和虛擬實驗有機結(jié)合，具體情況具體應(yīng)用，讓虛擬實驗更好的為初中化學(xué)教學(xué)服務(wù)，促進化學(xué)實驗教學(xué)的有效性。

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[3]朱敏，劉鵬飛.虛擬實驗在化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用策略研究[J].軟件導(dǎo)刊，2013，12（6）：166-168.

（作者單位：1.山東省臨沂第十五中學(xué); 2.山東省臨沂西郊實驗學(xué)校）