季曉強

虛擬實驗是近年來日益流行的一種新型實驗形式，以信息技術(shù)為依托，通過計算機、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等設(shè)備建構(gòu)虛擬的實驗環(huán)境，模擬實驗操作流程與現(xiàn)象，或者播放實驗視頻，具有降低實驗風(fēng)險、節(jié)約資源等優(yōu)勢.初中化學(xué)教師在教學(xué)中可有效應(yīng)用虛擬實驗，準(zhǔn)確清晰地呈現(xiàn)實驗過程與現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生觀察、思考與討論，使他們深刻直觀地理解化學(xué)原理.

一、設(shè)計虛擬實驗，注重形式多樣

在初中化學(xué)課程教學(xué)中，實驗教學(xué)屬于一種直觀性極強的教學(xué)手段，學(xué)生能夠直觀看到實驗流程與現(xiàn)象，幫助他們深刻掌握化學(xué)變化的原理、現(xiàn)象及物質(zhì)的組成與性質(zhì)，雖然在真實實驗中可以實現(xiàn)這一目的，不過部分實驗受條件與內(nèi)容的限制難以充分展示.這時，初中化學(xué)教師在課堂教學(xué)中需有效運用虛擬實驗，利用信息技術(shù)設(shè)計出多種多樣的實驗形式，為學(xué)生帶來更為豐富的體驗，轉(zhuǎn)變以往的實驗與學(xué)習(xí)方式，促使他們更好地認(rèn)知化學(xué)知識.

例如，在教學(xué)“走進(jìn)化學(xué)實驗室”過程中，本課題主要講述化學(xué)實驗室的規(guī)則、常見儀器的名稱與使用、藥品的取用、加熱、洗滌儀器等基本實驗操作等知識.當(dāng)講到“加熱”和“蒸發(fā)”時，教師先演示加熱試管內(nèi)液體、固體的真實實驗，及蒸發(fā)鹽水的簡單實驗，講述使用酒精燈、試管、蒸發(fā)皿等儀器的注意事項.不過僅靠這些實驗學(xué)生難以真正掌握加熱類實驗的注意事項，教師可應(yīng)用虛擬實驗?zāi)M更多加熱液體與固體的實驗，故意呈現(xiàn)一些錯誤操作，如把試管口對著人出現(xiàn)燙傷事故、試管壁上有水加熱時爆裂、用冷水沖洗熱試管導(dǎo)致爆裂、沒有在酒精燈外焰加熱試管底部的固體等，使學(xué)生直觀看到錯誤示范，有助于正確方法的掌握.

二、引入虛擬實驗，促進(jìn)學(xué)生探索

在初中化學(xué)教學(xué)過程中，要想有效運用虛擬實驗，教師需考慮到教學(xué)實際情況，包括實驗內(nèi)容、實驗?zāi)康暮退杵鞑募艾F(xiàn)象等，將一些操作難度較高或具有一定危險性的實驗虛擬呈現(xiàn)，以此降低操作難度和消除危險.當(dāng)然教師也要結(jié)合學(xué)生的知識經(jīng)驗與認(rèn)知能力，靈活運用多媒體設(shè)備播放實驗視頻，或者運用3D軟件模擬實驗操作，以不影響整體教學(xué)效果為前提科學(xué)設(shè)計虛擬實驗，滿足他們的學(xué)習(xí)需要，使其順利完成任務(wù)，收獲相應(yīng)的知識與技能.

在“溶解度”教學(xué)實踐中，教師先演示真實實驗：在兩支盛有10 mL水的試管里分別緩緩加入氯化鈉和硝酸鉀，振蕩，設(shè)問：這個實驗說明什么？引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象知道在一定溫度下的水中，氯化鈉和硝酸鉀都不能無限制的溶解，揭示飽和溶液與不飽和溶液的概念.然后把硝酸鉀溶液加熱、氯化鈉溶液加水，使其觀察現(xiàn)象，讓他們初步理解溶液“濃”“稀”與飽和、不飽和的之間的關(guān)系.由于在真實實驗中難以涉及所有化學(xué)藥品，教師可運用多媒體設(shè)備輔助教學(xué)，將大量化學(xué)藥品的溶解情況以視頻形式播放，搭配相應(yīng)的溶解度曲線，引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度對固體物體溶解度的影響，組織他們討論規(guī)律，并理解溶解度曲線的意義.

三、應(yīng)用虛擬實驗，提升學(xué)習(xí)能力

對于初中化學(xué)教學(xué)來說，實驗不僅是一種常規(guī)的學(xué)習(xí)方式，還是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與探究精神的關(guān)鍵手段，在真實實驗中，通常以教師的個人意志為主，雖然能夠確保實驗效果完美，不過在一定程度上不利于他們自主學(xué)習(xí)意識與能力的發(fā)揮.這就要求初中化學(xué)教師在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)可以合理應(yīng)用虛擬實驗，為學(xué)生提供豐富的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，使其自由觀看實驗視頻，分析實驗操作流程、現(xiàn)象、結(jié)果與原理，從而培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力.

在開展“燃燒的條件”教學(xué)時，教師談話導(dǎo)入：燃燒與人類的生活息息相關(guān)，請你們根據(jù)對燃燒的了解，猜想燃燒需要的條件有哪些？學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗知道可能需要可燃物、氧氣與達(dá)到燃燒所需要的最低溫度，然后組織他們分組設(shè)計實驗方案，分別驗證燃燒是否需要這三個條件.之后，教師可以通過虛擬實驗來操作，模擬出各個實驗方案的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生認(rèn)真觀察和分析實驗現(xiàn)象，使其思考、回答正確結(jié)論，讓他們知道這三個條件都需要.隨后教師設(shè)疑：燃燒的三個條件只需滿足其中一個條件還是缺一不可？利用多媒體設(shè)備演示虛擬實驗“水火相容”，要求學(xué)生解釋實驗現(xiàn)象，引領(lǐng)他們得出可燃物燃燒的三個條件需同時滿足的結(jié)論.

總之，在初中化學(xué)教學(xué)活動中有效運用虛擬實驗，是對傳統(tǒng)教學(xué)的一大突破，教師應(yīng)極力發(fā)揮出現(xiàn)代化信息技術(shù)的優(yōu)勢，圍繞固有的教材內(nèi)容科學(xué)開發(fā)虛擬實驗，為學(xué)生帶來豐富的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)而提高他們的化學(xué)知識水平與綜合學(xué)習(xí)能力.