摘 要：虛擬實(shí)驗(yàn)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電腦設(shè)備上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的模擬過程。該教學(xué)模式下，由于每個(gè)人都會(huì)配備電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生無需像往常一樣過分關(guān)注教師的操作流程，只需在屏幕上觀看和操作相關(guān)實(shí)驗(yàn)即可，最大限度地避免了由于未能看清教師操作而引發(fā)的學(xué)習(xí)效果不佳問題。本文對(duì)初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；應(yīng)用途徑

在傳統(tǒng)的初中化學(xué)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，嚴(yán)重影響了教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示效果，且未能給學(xué)生提供親身參與實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過程掌握不佳。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的應(yīng)用，可有效解決上述問題，引導(dǎo)學(xué)生參與到實(shí)踐操作中，使其在獲取知識(shí)的同時(shí)，不斷提升動(dòng)手能力。

一、傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中的不足和缺陷分析

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師習(xí)慣性地先講解理論和實(shí)驗(yàn)原理，待學(xué)生有了一定的基礎(chǔ)后，便一邊講解一邊動(dòng)手操作。在此過程中，由于學(xué)生未能看清教師的實(shí)驗(yàn)操作流程，易對(duì)學(xué)習(xí)效果造成不良影響，甚至使其逐漸失去化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。另外，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，由于教學(xué)器材的質(zhì)量不可控，且教師在正式應(yīng)用之前也并未進(jìn)行故障檢查，進(jìn)而使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程存在著一定的安全隱患。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于初中化學(xué)課堂教學(xué)的優(yōu)勢

1.提升課堂效率

例如，在講解“鐵在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，以往的教學(xué)模式下，教室后排的學(xué)生很難看清教師的操作流程，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果。而將虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可使學(xué)生通過屏幕仔細(xì)、全面地看清整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程，進(jìn)而有效提升課堂學(xué)習(xí)效率。

2.保證實(shí)驗(yàn)安全性

在虛擬實(shí)驗(yàn)課堂上，學(xué)生的操作只是按動(dòng)鼠標(biāo)和按鈕，無需擔(dān)心因?qū)嶒?yàn)操作失誤而引發(fā)的安全問題。而在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，安全事故時(shí)有發(fā)生，如在進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，常有學(xué)生不小心將酒精灑出，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)臺(tái)起火，造成不必要的損失。

3.避免資源浪費(fèi)

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常需消耗大量藥品，而引入虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不僅可節(jié)約設(shè)備和場地，同時(shí)也能大幅度減少實(shí)驗(yàn)材料耗損。很多實(shí)驗(yàn)藥品在應(yīng)用之后，經(jīng)常發(fā)出一些毒害氣體，長此以往，難免對(duì)教師和學(xué)生的身體造成損害。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的應(yīng)用無需擔(dān)心上述問題，并可為學(xué)生提供一個(gè)健康、安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

三、初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用途徑

1.降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)

在初中階段化學(xué)課程教學(xué)中，很多實(shí)驗(yàn)都存在著潛在危險(xiǎn)，同時(shí)，很多藥品的應(yīng)用也會(huì)對(duì)學(xué)生的身體造成不同程度的危害。將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)引入教學(xué)實(shí)踐中，可以有效降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。例如，在初中化學(xué)“應(yīng)用廣泛的酸堿鹽”章節(jié)中，涉及濃硫酸和強(qiáng)硫酸，不管是對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用還是制作，均存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，一旦操作不當(dāng)，便會(huì)對(duì)學(xué)生造成傷害?；诖耍處熆赏ㄟ^現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用開展虛擬實(shí)驗(yàn)，利用Maya、Virtools等軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建。通過該教學(xué)模式的應(yīng)用，教師可在虛擬的環(huán)境中展示出真實(shí)度較高的實(shí)驗(yàn)效果，使學(xué)生真切地看到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，不僅豐富了初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，同時(shí)，也有效避免了安全問題的發(fā)生。

2.提升學(xué)生的認(rèn)知

提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知是虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另一顯著功效，其可深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和體會(huì)。例如，在“氧氣還原反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中，教師便可在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，使用一氧化碳還原氧化銅。操作過程中，教師可人為地將顏色調(diào)節(jié)得更加明顯，進(jìn)而突出黑色固體變成紅色固體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過高科技技術(shù)，將這一現(xiàn)象擴(kuò)大，從而加深學(xué)生的記憶和理解，不斷提升教學(xué)質(zhì)量。

3.減少資源浪費(fèi)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，很多藥品和儀器設(shè)備都十分珍貴，如若學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技巧不熟悉，便極易造成資源、材料的浪費(fèi)問題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成器材損毀。為此，將虛擬實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)中，讓學(xué)生通過觀察來展開實(shí)驗(yàn)并領(lǐng)會(huì)具體的操作方式，以此避免資源、材料的浪費(fèi)問題。例如，教師在講述實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)告知學(xué)生試管加熱的正確方式，若由于操作不當(dāng)導(dǎo)致試管破裂，不僅會(huì)造成設(shè)備浪費(fèi)問題，同時(shí)，也會(huì)對(duì)學(xué)生的身體安全造成一定影響。但如果僅通過教師的講述，學(xué)生往往印象不夠深刻，為此，教師可將該危險(xiǎn)操作通過虛擬實(shí)驗(yàn)的方式展示給學(xué)生，從而真正提升其重視程度。

綜上所述，為避免和解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的種種問題，教師可將虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式應(yīng)用其中，不僅能有效避免資源浪費(fèi)和操作危險(xiǎn)問題，還可大幅度提升教學(xué)效果，并引導(dǎo)學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)中，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)感受和記憶，不斷提升學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

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作者簡介：曹明青（1976— ），男，四川樂山人，本科學(xué)歷，研究方向：中學(xué)化學(xué)教學(xué)。endprint