虛擬實驗在初中化學教學中的有效運用

劉麗

摘? ?要：虛擬實驗作為一種新型教學模式在初中化學實驗課程中有非常大的操作性，利用虛擬實驗可以在保證學生安全的前提下，學生能夠較為直觀的感受實驗過程，避免實驗器具和藥品的浪費，用真實的場景模擬實驗過程，引發學生的學習興趣和積極性。本文通過虛擬實驗的定義及優點進行論述，并提出優化建議，有助于虛擬實驗在初中化學教學中的有效運用。

關鍵詞：虛擬實驗;初中化學;教學

化學教學的基礎就是實驗，實驗教學是化學重要的部分，它不僅能夠鞏固學生的初中化學理論知識，還能提升學生的觀察和動手能力，通過實驗來證明化學方程式的成立、觀察自然現象的出現等過程。理論基礎固然重要，但實驗才能更好的讓學生理解某一化學現象的發生過程。對于初中生來講，化學是一門新接觸的課程，不像語文數學通俗，它是與生活息息相關的。但是實驗過程中不可避免會用到一些會產生危險的物品，初中生好奇心強，易發生不安全事故;購買化學藥品試劑也是一筆較大支出，因此虛擬實驗的出現完美的解決了這些問題，有利于化學教學的進行，使理論教育與實踐相結合，提高初中化學教學水平。

一、虛擬實驗的定義

虛擬實驗是以信息技術為核心，以計算機、多媒體等設備為載體，建立虛擬的實驗環境，通過情境模擬，或者觀看錄制的實驗視頻來進行化學實驗教學的一種新形式，虛擬實驗不僅可以節約資源，還能降低實驗風險，吸引學生注意力，有著共享性強、可重復性高的特點，可有效提高教學效果。

二、虛擬實驗的優勢

（一）實驗形式多樣化

課堂傳統教學對學生吸引力不夠大，教師講課過程中學生易出現困倦、跑神等現象，而初中化學教師在教學中應用虛擬實驗，多樣化形式能引起學生對實驗的探究興趣。教師可以根據不同課程內容設計出種類多變的課件，包括視頻、照片、情景模擬等。比如講解燃燒需要的條件時，教師可根據實際情況設置可燃物、助燃物和著火點三個按鈕，選取一部分學生自己控制按鈕，分別只開其中一個、兩個、三個時，觀察是否可以燃燒，學生就可以從實際操作中掌握燃燒需要的條件。學生能夠清楚明了地看到實驗的完整過程與最終現象，教師再引導學生觀察并進行思考，更有利于學生對理論知識的理解和掌握。

（二）節能環保效果好

化學是一門涉及物品較多的學科，在各種化學變化中均會涉及物品消耗，而課堂上并沒有足夠的化學器具和試劑讓每一個學生都做到熟練的程度，過多的采購不僅是一項較大的經濟支出，也會產生藥品浪費，直接排入下水道還會污染環境，而虛擬實驗則避免了這個問題，環保效果良好，不會有浪費試劑及器具的情況發生，更不會對環境造成污染。

（三）實驗安全性能高

初中化學實驗主要學習的是裝置安裝、固定、酒精燈使用等基本操作內容，涉及到大部分器具像試管、量筒、導氣管、集氣瓶等都是玻璃制品，實驗過程中易碎。雖然教師會在課堂上講解化學器具的使用及注意事項，但具體操作時學生還是會不注意細節，發生燙傷、試管爆炸、藥劑腐蝕等安全事故，因此通過虛擬實驗的情境假設，會讓學生全方位、多角度、深層次的感受到實驗安全的重要性。初中生的自我認知能力還不全面，有時可能會故意和教師反著干，但他們并沒有考慮后果，比如教師告誡不能用手熄滅酒精燈，有的學生會覺得這是小事，為了顯示自己的與眾不同，用手捏火焰，很有可能燙傷。還有在講解硫酸時，一部分同學不認真聽講，實際操作時，硫酸灑在桌面上后急于用水去擦，或者把外觀相似的水倒入硫酸中，這都會引發安全事故，所以教師可以使用虛擬實驗，并設置一些錯誤步驟以及可能出現的后果來引起學生注意，讓學生們更能幫助學生對實驗步驟的理解和掌握。

三、虛擬實驗的改進措施

虛擬實驗是初中化學教學一個重要有利益輔助方式，但可能在應用上還有一點不足。因此可從以下三個方面進行優化。

首先需要教師加強自身技能水平，有洞察新科技的敏銳力和掌握新技術的主動性，加強化學教師的技能培訓，有的教師對多媒體等產品不熟悉，影響虛擬實驗的教學效果，因此教師應加強個人能力。學校還應加強虛擬實驗設計人員之間的溝通，共同設計出實用性強、直觀性能好的虛擬試驗。設計過程中涉及計算機知識、化學知識和美學知識，因此虛擬實驗的開發人員應充分考慮教師的需求，進行特定設計。

其次，學生和教師的知識接受程度、理解力、審美等會有較大的差異，因此在化學虛擬實驗的設計過程中應及時聽取學生的意見，針對學生的反饋優化實驗性能，提高教學效果，減輕教師教學壓力，提升學生學習能力。

最后，應該提高虛擬實驗的共享程度，教師把虛擬實驗材料拷給學生，學生可以自己根據時間合理安排，加強復習。對于沒有條件在家復習的，學校可以安排專門的虛擬實驗室，學生們進行操作練習，提高學生的實驗操作能力。

結束語

綜上所述，虛擬實驗有很大的優勢和應用前景，是化學教學的一個大的突破，利用現代技術，開發虛擬實驗，不僅有各種各樣的展現形式，還可以重復多次操作、觀看，加深學生印象，同時，安全性更高，極大的降低了事故發生的幾率，對于環保節能方面也有很明顯的作用。虛擬實驗可以提升初中化學教學效果，豐富學生眼界，提供更多的學習資源，從而使初中生的化學知識水平得到大幅度提升，本文通過對虛擬實驗在初中化學教學中的有效運用進行探討，提出改進建議，初中化學教學過程能更加完善，滿足學校、教師和學生三方面的要求，有助于虛擬實驗在初中化學教學過程中發揮高效良好的作用。

參考文獻：

[1]徐慧.淺談初中化學虛擬實驗平臺在教學中的有效應用.知音勵志·教育版.2017（05）

[2]季曉強.虛擬實驗在初中化學教學中的有效運用.教學論壇.2020（9）