廖昌彥

摘 要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實(shí)踐教學(xué)中，能激發(fā)學(xué)生的好奇心與探索精神，從而能夠激發(fā)學(xué)生的主動性。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，有因錯(cuò)誤的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式而導(dǎo)致爆炸造成人員受傷或身亡或者因不宜在學(xué)生面前演示的實(shí)驗(yàn)等教學(xué)困難，因此，虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У貙?shí)驗(yàn)和理論結(jié)合到了一起，極大地發(fā)揮了化學(xué)這門學(xué)科的真正意義。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn);化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)應(yīng)用

1.虛擬實(shí)驗(yàn)的問世與發(fā)展

1.1虛擬實(shí)驗(yàn)的由來

虛擬實(shí)驗(yàn)的研發(fā)者是加拿大公司Model Science是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)（又稱VR）等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。

1.2虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展歷程

據(jù)了解，虛擬實(shí)驗(yàn)在國外自1990年首次在課堂上使用，這一出奇的改革方式讓學(xué)生們都大開眼界，虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能看老師的實(shí)際操作，也能自己在虛擬實(shí)驗(yàn)室動手實(shí)踐，這不僅培養(yǎng)了學(xué)生對于探索未知世界的精神和勇氣，還能激發(fā)學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱愛。而在國內(nèi)，盡管在2000年以后，英國、新加坡、中國臺灣等區(qū)域都開始借用虛擬實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)方式，來加強(qiáng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力，在我國還未真正傳入這一教學(xué)模式，從而大大地影響了學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作動手能力，由于實(shí)驗(yàn)會有危險(xiǎn)性，復(fù)雜性，老師都會親自上演或者只用口頭講述的方式一筆帶過，這一方面使得學(xué)生極度缺乏對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)真正的內(nèi)涵與意義，還會影響學(xué)生培養(yǎng)自主動手與探索能力，使得我國大部分學(xué)生在出國留學(xué)時(shí)，與他國學(xué)生的動手能力差別巨大的原因。雖說我國虛擬實(shí)驗(yàn)在教學(xué)應(yīng)用中起步較晚，起初很少有學(xué)校自主購買虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，但是許多老師逐漸意識到，虛擬實(shí)驗(yàn)在各方面都有著舉足輕重的作用，因此在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)環(huán)境中，許多學(xué)校正朝著這方向努力改進(jìn)與引入虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。

2.虛擬實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)劣勢

2.1虛擬實(shí)驗(yàn)相比于常規(guī)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢

教育信息化的普及使得信息技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐全方位展開，因此，在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，初中作為最早一批認(rèn)識化學(xué)的階段，因此虛擬實(shí)驗(yàn)利用多媒體，網(wǎng)絡(luò)，信息運(yùn)用，云計(jì)算等方式能很好地為學(xué)生展開了思想教育水平的教學(xué)模式，學(xué)生能夠親臨實(shí)驗(yàn)之中，學(xué)校與老師也不用擔(dān)心，學(xué)生因?yàn)椴僮魑ｋU(xiǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而造成一定的實(shí)驗(yàn)事故，因此虛擬實(shí)驗(yàn)的仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⑽⒂^實(shí)驗(yàn)以可視化的方式提升對事物如何融合的理解，在酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，以往的教學(xué)模式會使用方程式或者老師用試管操作的方式來演示融合過程，對于學(xué)生來說，也只是遠(yuǎn)觀顏色變化，并非理解其中的化學(xué)奧秘;對于鐵的生銹實(shí)驗(yàn)，在以往常規(guī)操作中，老師會讓我們舉出生活中鐵生銹的例子，但是，具體而言，學(xué)生只知道鐵在有水和氧氣的條件下，會生銹，然而，虛擬實(shí)驗(yàn)，會縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間或者加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，為學(xué)生清晰并且全方位地展示鐵如何生銹;再比如對于一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)，我們都知道，一氧化碳會讓人的身體因中毒而造成人體休克或者死亡，因此，實(shí)在不宜讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)或者老師做演示實(shí)驗(yàn)，因此，老師會在網(wǎng)上搜索相關(guān)專業(yè)人員的實(shí)驗(yàn)視頻，再對視頻做簡單的講解，所以，在虛擬實(shí)驗(yàn)中，可以提高學(xué)生的興趣與參與度，從而，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生如何正確操作以及降低學(xué)生在操作上或者接觸藥品的危險(xiǎn)性。

2.2虛擬實(shí)驗(yàn)的不足

與此同時(shí)，在虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中，要有人性化的操作流程，切勿夸張實(shí)驗(yàn)程序，在有的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺中，有時(shí)為了編程方便，會忽略掉重要的實(shí)驗(yàn)步驟，因此會造成不必要的誤解。同時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)也要保證畫面的真實(shí)性與科學(xué)性，在出現(xiàn)操作問題時(shí)，會出現(xiàn)頁面卡，或者因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器無法移動的情況。同時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)需要根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)流程安排不同的輔助內(nèi)容，因?yàn)樵趯W(xué)生信息技術(shù)水平不夠的情況下，若使用說明單一，不足，那么將大幅度降低虛擬實(shí)驗(yàn)使用效果。當(dāng)然，教師與學(xué)生不能太依賴于虛擬實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)可以作為實(shí)驗(yàn)與教學(xué)補(bǔ)充與認(rèn)知的輔助工具，但是，不能作為替代工具，所以，要認(rèn)清虛擬實(shí)驗(yàn)真正的意義，不能曲解與錯(cuò)誤利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件所傳達(dá)的意義。最后，對于微觀實(shí)驗(yàn)，不能一味地的使用模型，這樣會讓學(xué)生對于微觀事物產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)知，不能清晰與準(zhǔn)確地對實(shí)驗(yàn)微觀事物達(dá)到科學(xué)性的認(rèn)識。

3.應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)的意義。

對于初中的虛擬化學(xué)有著推動意義，虛擬實(shí)驗(yàn)在以后的課堂中可以極大地方便教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，使得課堂內(nèi)容生動形象。應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)可以突破課堂約束，安全性較高，在上文的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究，學(xué)生就可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課后知識應(yīng)用，從而加深學(xué)生對于知識的理解。如果在現(xiàn)實(shí)課堂上，學(xué)生沒有辦法進(jìn)行有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有關(guān)加熱的實(shí)驗(yàn)探究，受場地、空間以及實(shí)驗(yàn)安全的約束。虛擬實(shí)驗(yàn)可以在這一塊進(jìn)行補(bǔ)足，一些危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)采用虛擬教學(xué)可以讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)知識有直觀感受。而有些實(shí)驗(yàn)我們現(xiàn)實(shí)條件也無法做到，那么通過虛擬實(shí)驗(yàn)就可以讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)情況。

結(jié)語

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)學(xué)生課堂中的因現(xiàn)實(shí)場地，空間而受限的知識，激發(fā)學(xué)生對于學(xué)習(xí)的熱情，使得初中化學(xué)在此萌發(fā)，為未來實(shí)驗(yàn)提供科學(xué)研發(fā)的空間。

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