VR技術(shù)在初中化學(xué)微觀教學(xué)課堂上的融合研究

潘愛(ài)娣

人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)緒言中，把化學(xué)定義為是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的一門科學(xué)。從定義上可看出，大量化學(xué)知識(shí)需深入到微觀層次上學(xué)習(xí)和探究，認(rèn)識(shí)微觀世界是初中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。VR技術(shù)與初中化學(xué)微觀教學(xué)課堂的融合，給抽象枯燥的課堂注入新的生命力，創(chuàng)新教學(xué)方式和學(xué)習(xí)手段，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

一、VR技術(shù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)持續(xù)性和積極性

初中微觀知識(shí)教學(xué)，是初中化學(xué)的重要組成部分。剛接觸化學(xué)知識(shí)的九年級(jí)的學(xué)生需較強(qiáng)的空間想象力和抽象思維能力去理解和掌握抽象的分子、原子的定義和特點(diǎn)，原子的結(jié)構(gòu)、離子的形成等微觀知識(shí)內(nèi)容。傳統(tǒng)的化學(xué)微觀教學(xué)，往往僅局限于學(xué)生想象，或利用圖片、靜態(tài)模型及Flash簡(jiǎn)單的二維動(dòng)畫(huà)模擬微觀過(guò)程，失真度高，教學(xué)中難以激發(fā)學(xué)生興趣和熱情，這導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳，微觀教學(xué)課堂質(zhì)量差。VR技術(shù)的特點(diǎn)尤其是能將看不見(jiàn)的微粒可視化、形象化，非常適合化學(xué)微觀知識(shí)的學(xué)習(xí)。如在“離子的形成”微觀教學(xué)課堂中，利用能構(gòu)建逼真、直觀、趣味的互助虛擬學(xué)習(xí)空間，能讓學(xué)生有身臨其境之感，能獲得和真實(shí)世界一樣感受的VR技術(shù)支持，恰似給學(xué)生提供了一雙能看微觀世界的“眼睛”，肉眼不可見(jiàn)的原子、電子、離子等微觀粒子現(xiàn)出真身，原子的微觀運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，原子得失電子后形成離子的過(guò)程軌跡無(wú)所遁形。這樣子的VR技術(shù)科學(xué)融合的微觀課堂教學(xué)實(shí)踐，能使微觀知識(shí)化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為具體，充滿高度的真實(shí)感，能為學(xué)生呈現(xiàn)出獨(dú)特的視覺(jué)沖擊和情感體驗(yàn)。VR技術(shù)在初中微觀知識(shí)教學(xué)課堂運(yùn)用，解決了微觀教學(xué)情境和意境難以表達(dá)的困境，幫助學(xué)生理解化學(xué)微觀問(wèn)題，深刻理解和掌握分子、原子、離子等微觀知識(shí)，必能同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的持續(xù)性和積極性。

二、VR技術(shù)促進(jìn)學(xué)生微粒觀核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

教師通過(guò)對(duì)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的研讀，學(xué)習(xí)到初中的化學(xué)教育，必須要在教學(xué)過(guò)程中，達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念的目標(biāo)要求。21世紀(jì)的教育改革，要求教育能促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的養(yǎng)成，而學(xué)科觀念的建構(gòu)，就是課程改革的重要任務(wù)。義務(wù)教育階段，化學(xué)學(xué)科觀念建構(gòu)實(shí)施的重要步驟，就是培養(yǎng)學(xué)生物質(zhì)微粒觀。所以，在初中化學(xué)教學(xué)中，教師需重視學(xué)生微粒觀培養(yǎng)。微粒觀的培養(yǎng)，需教師在設(shè)計(jì)微觀教學(xué)課堂時(shí)，把重心放在學(xué)生理解知識(shí)和思維能力的培養(yǎng)上。如“復(fù)分解反應(yīng)的條件及微觀本質(zhì)”微觀教學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)手段和學(xué)習(xí)方式教學(xué)后學(xué)生對(duì)酸、堿、鹽之間的化學(xué)反應(yīng)理不清，胡編亂造它們的反應(yīng)，學(xué)生并沒(méi)有理解反應(yīng)的微觀本質(zhì)。利用VR技術(shù)，在授課時(shí)將酸、堿、鹽間的生成水或氣體或沉淀等的化學(xué)反應(yīng)三維化，立體化，反應(yīng)前存在哪些離子，反應(yīng)時(shí)減少哪些離子，反應(yīng)后留下哪些離子，看得清清楚楚。微粒的三維存在及運(yùn)動(dòng)軌跡學(xué)生可隨時(shí)暫停，后退，反復(fù)觀看和操作。這樣能幫助學(xué)生突破酸、堿、鹽化學(xué)反應(yīng)的學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，提升想象力，逐步形成空間意識(shí)，理解微觀反應(yīng)本質(zhì)，對(duì)學(xué)生微粒觀的建立和化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)起來(lái)非常關(guān)鍵的作用。

三、VR技術(shù)加快教師專業(yè)技能的提升

教師是整個(gè)課堂的引導(dǎo)者，教師專業(yè)水平直接影響教學(xué)質(zhì)量。新時(shí)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，要求教育教學(xué)中教師不斷提升自身的專業(yè)技能。教師既要熟練掌握學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)知識(shí)，又要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用多種信息技術(shù)手段和平臺(tái)，使學(xué)科課堂和信息技術(shù)等智慧融合，更好地為教育教學(xué)服務(wù)。VR技術(shù)與初中化學(xué)微觀化學(xué)課堂相融合，教師需做好課程資源建設(shè)和開(kāi)發(fā)，思考微觀知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)怎么運(yùn)用才能讓VR技術(shù)發(fā)揮作用，讓VR與化學(xué)教師的“教”達(dá)到深度融合，即教師要學(xué)會(huì)根據(jù)教學(xué)需要對(duì)VR技術(shù)合理運(yùn)用，獲得高效的微觀教學(xué)效果。教師在《復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件》課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用VR技術(shù)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)能夠人機(jī)互動(dòng)的初中常見(jiàn)的酸、堿、鹽之間能否反應(yīng)的虛擬探究實(shí)驗(yàn)環(huán)境，軟件提供的多種可溶或不可溶的酸、堿、鹽。