陳麗芬 楊發(fā)福

一、問題的提出

近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我們已經(jīng)跨入了“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬仿真等的新時(shí)代，其改變了我們生活的方方面面，而教育作為社會(huì)的重要領(lǐng)域之一，其發(fā)展和變革也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。傳統(tǒng)的教師“一言堂”已經(jīng)不能滿足中學(xué)生的實(shí)際需要，課堂要盡可能以學(xué)生為中心，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并且由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身的特殊性，如安全性、反應(yīng)時(shí)間的限制以及反應(yīng)現(xiàn)象的直觀性等問題，也導(dǎo)致了很多中學(xué)教師無法在課堂上開展真實(shí)實(shí)驗(yàn)以給學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)。另外，2019年11月，教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》，其中對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提出建議：教師應(yīng)重視傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，發(fā)揮信息技術(shù)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用。而虛擬仿真技術(shù)作為新興的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)，可以利用其沉浸性、交互性等特征，發(fā)揮其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的獨(dú)特作用。因此，本研究以虛擬仿真技術(shù)為例，探究其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，為虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

二、虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的意義

1.改變常規(guī)教學(xué)中單向輸入的方式，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究精神

新課標(biāo)規(guī)定的18個(gè)必做實(shí)驗(yàn)只是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的最低要求。很多實(shí)驗(yàn)受限于化學(xué)反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、反應(yīng)條件等，教師都沒有讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手探究，而是通過視頻展示或者教師演示的方式進(jìn)行。在應(yīng)試教育的背景之下，很多教師甚至認(rèn)為這樣也是提高課堂效率的一種方式，可以把更多的時(shí)間留給高三進(jìn)行總復(fù)習(xí)。但這樣的教學(xué)方式太枯燥，忽略了學(xué)生的興趣和自主性的培養(yǎng)。在新課改的推行下，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)社會(huì)對(duì)于人才培養(yǎng)的需求。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入虛擬仿真技術(shù)，教師可以在新教學(xué)理念的指導(dǎo)下，以問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)室展開實(shí)驗(yàn)探究，給學(xué)生以視覺、聽覺、味覺、觸覺等的沖擊，從而加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究精神。

2.促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全化，培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)

由于化學(xué)藥品很多具有腐蝕性和毒性，對(duì)于剛接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)不久的中學(xué)生來說，教師不放心讓學(xué)生操作具有危險(xiǎn)性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，且如果整個(gè)年級(jí)都開展一次具有安全性的實(shí)驗(yàn)課程，也會(huì)增加對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。而利用虛擬仿真技術(shù)可以模擬這些真實(shí)課堂中無法開展的安全性實(shí)驗(yàn)，也能讓學(xué)生體驗(yàn)由于操作的不規(guī)范導(dǎo)致儀器炸裂的現(xiàn)象，從而在安全的環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和綠色化學(xué)意識(shí)?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)中最后一點(diǎn)要求學(xué)生要具有科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感，如果教師在使用虛擬仿真軟件進(jìn)行教學(xué)時(shí)講明其使用前提，滲透環(huán)境保護(hù)教育，對(duì)于學(xué)生未來的影響也是有作用的。如學(xué)生進(jìn)入大學(xué)參加技能比賽，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，始終把綠色環(huán)保觀念作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考慮點(diǎn)之一，在共同原則的遵守下，創(chuàng)建綠色化、安全化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

3.促進(jìn)抽象概念形象化，培養(yǎng)學(xué)生宏觀與微觀相結(jié)合的思維視角

宏觀一微觀一符號(hào)是化學(xué)學(xué)習(xí)的三大表征水平，而理解并建立三者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)是化學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。教師進(jìn)行抽象概念或抽象原理的講解時(shí)，僅依靠教師把書本晦澀難懂的語言進(jìn)行通俗化轉(zhuǎn)化和PPT的圖片展示，學(xué)生難以對(duì)化學(xué)知識(shí)有一個(gè)較為深入的理解。如在進(jìn)行晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)中離子晶體的講解時(shí)，有些三維結(jié)構(gòu)在人教版教材圖片中只是呈現(xiàn)了NaCl和CsCI的單元結(jié)構(gòu)模型（晶胞），學(xué)生難以在頭腦中建立真實(shí)狀態(tài)下的微觀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致后面教師推算微粒個(gè)數(shù)比時(shí)很多學(xué)生難以理解，只能靠死記硬背的方式來記住。而利用虛擬仿真技術(shù)，可以模擬相關(guān)的晶體微觀結(jié)構(gòu)，教師可以利用投影技術(shù)把i維的分子結(jié)構(gòu)直接呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，這樣不僅可以減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，還能在提高學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)建立聯(lián)系。

4.擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教育范圍，促進(jìn)教育公平

據(jù)筆者調(diào)查，在一些較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，由于當(dāng)?shù)貙W(xué)校的教育經(jīng)費(fèi)不足，沒有條件開設(shè)過多的實(shí)驗(yàn)。因此，可以在這些地區(qū)進(jìn)行虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推廣活動(dòng)。如在“送教下鄉(xiāng)”活動(dòng)中，教師講解原電池時(shí)，在應(yīng)用拓展環(huán)節(jié)可以通過虛擬仿真軟件讓學(xué)生體驗(yàn)簡(jiǎn)單燃料電池的制作，這是對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固的方式之一，在制作過程中復(fù)習(xí)鞏固、增進(jìn)理解。又如在支教活動(dòng)中，教師進(jìn)行高中化學(xué)教材必修二化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律這一章節(jié)的復(fù)習(xí)時(shí)，可以利用魯科版教材的“研究車用燃料與安全氣囊——利用化學(xué)反應(yīng)解決實(shí)際問題”微項(xiàng)目進(jìn)行展開。但在較為偏遠(yuǎn)的中學(xué)，學(xué)生很難有機(jī)會(huì)深入到大型的汽車廠進(jìn)行研究學(xué)習(xí)，因此教師可以利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生結(jié)合之前所學(xué)知識(shí)并在教師的引導(dǎo)下，完成車用燃料的選擇、汽車安全氣囊的設(shè)汁活動(dòng)，最后讓學(xué)生進(jìn)行成果展示。在鞏固化學(xué)知識(shí)的過程中感受化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的實(shí)用價(jià)值。

三、虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用舉例

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)M類

（1）具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)

中學(xué)化學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)是具有一定危險(xiǎn)性的，若讓學(xué)生親自動(dòng)手探究，教師很難兼顧到每位學(xué)生的操作情況，因此一般情況下，對(duì)于這類具有較高危險(xiǎn)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)，教師主要采用播放視頻或教師演示的方式進(jìn)行，不會(huì)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。例如，初中化學(xué)中的“粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)”，在實(shí)際教學(xué)中，由于教材中對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較為復(fù)雜，教師在課堂上進(jìn)行演示的成功率不高，再加上實(shí)驗(yàn)本身具有一定的危險(xiǎn)性，因此，初中化學(xué)教材中的粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)教師通常采用播放視頻的方式呈現(xiàn)給學(xué)生。這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在課堂上的參與度不高，不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。若教師在教室的多媒體上安裝虛擬仿真軟件，可以在課堂上請(qǐng)幾位學(xué)生分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的搭建、點(diǎn)火等操作，最后教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)反思以及實(shí)驗(yàn)安全教育。由此可以得出，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)模擬具有一定危險(xiǎn)性的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，降低教師和學(xué)生出現(xiàn)化學(xué)安全事故的風(fēng)險(xiǎn)，讓學(xué)生在綠色的環(huán)境下學(xué)習(xí)。

（2）反應(yīng)現(xiàn)象難捕捉的實(shí)驗(yàn)83EADD15-E3AC-4E0A-B9C2-1ADE9E778997

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中，有些實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不明顯，或者生成的物質(zhì)很快又被空氣氧化成另一種物質(zhì)，導(dǎo)致學(xué)生很難清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“氫氧化亞鐵的制備”，由于Fe2+具有強(qiáng)還原性，因此教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生很難觀察到氫氧化亞鐵的白色絮狀沉淀，看到的現(xiàn)象往往是灰綠色沉淀慢慢變成紅褐色。教師在教學(xué)過程中通常采用的是教師演示實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行講解，并且說明灰綠色沉淀是亞鐵離子聚集所致，而紅褐色沉淀是Fe（ OH）3。通過這樣的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生可能會(huì)對(duì)Fe（ OH）2具有強(qiáng)還原性有深入的理解，但卻不能對(duì)Fe（ OH）2的物理性質(zhì)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。若教師在課堂中采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行氫氧化亞鐵的制備，可以放大每個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚且仔細(xì)地觀察到從Fe（ OH）2沉淀到Fe（ OH）3生成的全過程。此外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生利用虛擬仿真設(shè)備對(duì)Fe（ OH）2存在時(shí)間短暫的原因進(jìn)行探究，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備、探究可能因素的過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。由此可以得出，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)模擬反應(yīng)現(xiàn)象難以捕捉的實(shí)驗(yàn)，可以放慢或加快反應(yīng)進(jìn)程，通過控制反應(yīng)讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)更加清晰，提升課堂效率。

2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)類

“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本思維，從中可以看出對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。在中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)中涉及很多物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，如不同晶體類型的典型化合物的晶胞結(jié)構(gòu)、有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)等。傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)課堂中，教師試圖通過語言的描述并輔以PPT展示圖片的形式，使學(xué)生在頭腦中對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，從而鍛煉學(xué)生的空間想象能力。而實(shí)際上學(xué)生很難跟上教師的上課節(jié)奏，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生抽象、晦澀難懂的印象。而借助虛擬仿真技術(shù)，教師在課堂上可以應(yīng)用3D投影技術(shù)，把準(zhǔn)備好的分子結(jié)構(gòu)投影到每位學(xué)生的眼前，拉近學(xué)生與化學(xué)的距離，讓學(xué)生更加直觀地感受所學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。此外，學(xué)校也可以創(chuàng)建“翻轉(zhuǎn)分子教室”，給教師提供進(jìn)行虛擬仿真技術(shù)微視頻的錄制空間和所需設(shè)備，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂。即教師把教學(xué)內(nèi)容拍成影片，讓學(xué)生在家里把上課內(nèi)容通過影片預(yù)習(xí)一遍，上課時(shí)可以實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”，學(xué)生可與教師討論交流困惑的地方。由此可以得出，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)展示物質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以使課堂變得更加生動(dòng)有趣，真正落實(shí)現(xiàn)代新興科技促進(jìn)教學(xué)發(fā)展。

3.抽象概念類

在中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，特別是到選修階段的學(xué)習(xí)，會(huì)涉及到很多抽象概念的學(xué)習(xí)和理解，如共價(jià)鍵的形成、VSEPR理論中孤對(duì)電子對(duì)分子結(jié)構(gòu)的影響以及雜化軌道理論等內(nèi)容，下面以“雜化軌道理論”為例，闡述虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)化學(xué)抽象概念類知識(shí)教學(xué)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的化學(xué)課堂教學(xué)中對(duì)于雜化軌道形成的講解，教師往往在黑板上用方框代表雜化軌道，試圖用簡(jiǎn)潔的圖示和通俗的語言讓學(xué)生明白雜化軌道的形成。但因?yàn)樘^抽象，學(xué)生在上課之后可能只會(huì)記得幾條雜化軌道形成的特點(diǎn)，在頭腦中沒有關(guān)于雜化軌道形成的直觀認(rèn)識(shí)。因此，可以將傳統(tǒng)的講授方式與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來，即教師可以在黑板上講解完雜化軌道形成之后，在多媒體上通過虛擬仿真軟件呈現(xiàn)不同雜化類型的形成過程，對(duì)學(xué)生起到輔助理解的作用。此外，教師還可以利用虛擬仿真軟件和投影技術(shù)，將不同雜化類型分子的3D結(jié)構(gòu)投影到學(xué)生眼前，讓學(xué)生更加直觀地觀察分子結(jié)構(gòu)。由此可以得出，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)輔助學(xué)生理解化學(xué)相關(guān)抽象概念，可以在一定程度上減少學(xué)生機(jī)械學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，讓學(xué)習(xí)抽象概念的化學(xué)課堂也能變得生動(dòng)有趣。

四、相關(guān)軟件介紹

雖然目前虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)化學(xué)教師中的認(rèn)可度較高，但是存在的普遍現(xiàn)象是一線教師對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上充斥的各種虛擬仿真軟件沒有充分的了解，不清楚使用何種虛擬仿真軟件能夠更好地輔助教學(xué)，而且目前中學(xué)關(guān)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)方面投入較少，許多中學(xué)并沒有相應(yīng)的虛擬教學(xué)設(shè)備。因此，筆者對(duì)目前應(yīng)用較好的虛擬仿真軟件進(jìn)行歸納，以期增加虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的獲取途徑，提升中學(xué)化學(xué)教師利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的效率，也為中學(xué)安裝虛擬仿真設(shè)備的選擇方面提供參考。

NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱NB）和金華仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室面向的使用對(duì)象主要是中小學(xué)的師生群體，有電腦端、手機(jī)端、平板端可供下載。NB主要是以教材各單元的分布為主線，對(duì)教材中大部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，目前包含的教材版本有新舊人教版和魯科版。NB支持按照自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。如教師引導(dǎo)學(xué)生使用NB進(jìn)行鋁熱反應(yīng)時(shí)，可以在一開始先不加氯酸鉀，讓學(xué)生思考鋁粉和氧化鐵不發(fā)生反應(yīng)的原因，在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自己得出二者反應(yīng)需要助燃劑的支持。另外.NB還具有對(duì)反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。學(xué)生只需右鍵點(diǎn)擊裝置就會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)物和生成物實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)追蹤，可以用于判斷反應(yīng)的進(jìn)行程度。這種呈現(xiàn)方式使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與量化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，有利于學(xué)生從不同的層面理解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。金華仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與NB相類似，在這里就不再贅述。

火花學(xué)院也是主要服務(wù)于中學(xué)化學(xué)的一個(gè)虛擬仿真平臺(tái)，但是它側(cè)重于將一些中學(xué)化學(xué)教材中較難理解的知識(shí)點(diǎn)以3D動(dòng)畫視頻的形式呈現(xiàn)出來，如蔗糖在水中的溶解、晶胞結(jié)構(gòu)展示、各種電池的工作原理等。教師在備課時(shí)可以直接從火花學(xué)院官網(wǎng)下載相應(yīng)視頻，避免了使用Adobe Flash等動(dòng)畫制作軟件復(fù)雜的制作過程，可以有效提升教師的工作效率。而且學(xué)生在觀看實(shí)驗(yàn)時(shí)可以同時(shí)看到宏觀現(xiàn)象和微觀反應(yīng)原理，有利于培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。

MLabs主要涉及的是大學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，雖然對(duì)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)較少，但這個(gè)平臺(tái)的使用對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)具有一定的參考價(jià)值。如今“雙減”已經(jīng)成為教育領(lǐng)域的一大熱詞，要求教師要提高作業(yè)布置的質(zhì)量，做到精準(zhǔn)適量。因此，教師可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，把MLabs中的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為拓展性作業(yè)布置給學(xué)生進(jìn)行課后的操作學(xué)習(xí)，由于MIAbs在其微信公眾號(hào)有較為完善的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，教師在了解完學(xué)生的完成質(zhì)量之后，在課上進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，從而起到復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)、拓展學(xué)生的思維和視野的作用。因此，MLabs在高中化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用，既可以豐富作業(yè)布置的形式，提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性，在一定程度上落實(shí)“雙減”政策下減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)的要求，又可以拓展學(xué)生化學(xué)知識(shí)的廣度，加強(qiáng)中學(xué)化學(xué)與大學(xué)化學(xué)的銜接。83EADD15-E3AC-4E0A-B9C2-1ADE9E778997

五、使用建議

1.明確虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的輔助地位

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，是現(xiàn)代新興科技與教育結(jié)合的必然結(jié)果，并且未來一定會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用。但是，筆者從進(jìn)行訪問的很多教師中發(fā)現(xiàn)，很多教師樂于使用虛擬防真實(shí)驗(yàn)室的原因是它能讓很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)更快速地進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)一堂課下來學(xué)生還沒完成的情況，明顯提高了課堂效率。從中可以看出目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用存在一定程度的“濫用問題”，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中的定位不明確。因此，教師在使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)該明確其在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中輔助教學(xué)的定位，明確虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖是為了對(duì)課堂上無法開展的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充，增進(jìn)學(xué)生理解，而真實(shí)實(shí)驗(yàn)的開展才是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的主要手段，不要本末倒置。

2.掌握虛擬仿真軟件的教學(xué)時(shí)機(jī)

有些學(xué)校的教師把虛擬仿真操作作為課前預(yù)習(xí)作業(yè)發(fā)布給學(xué)生進(jìn)行操作，以期讓學(xué)生對(duì)所要學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一個(gè)大致的了解，從而提高實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的效率。但由于學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作時(shí)屏幕上方會(huì)有下一步操作內(nèi)容的提醒，很多學(xué)生往往只會(huì)根據(jù)提醒進(jìn)行機(jī)械性的操作，在操作完成之后學(xué)生不能在頭腦中對(duì)所學(xué)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)自身的建構(gòu)理解，不能很好地達(dá)到預(yù)習(xí)的目的。因此，學(xué)生在進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作之前，應(yīng)該先對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行預(yù)習(xí)之后，再進(jìn)行操作。教師也可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行相關(guān)思考題的設(shè)置并發(fā)布在雨課堂，檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，在實(shí)際教學(xué)中根據(jù)學(xué)生回答情況進(jìn)行針對(duì)性的講解。

3.加強(qiáng)培訓(xùn)教師的虛擬仿真教學(xué)能力

據(jù)筆者調(diào)查，絕大多數(shù)一線教師都知道虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，也十分認(rèn)同其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所能發(fā)揮的作用，但是中學(xué)化學(xué)教師在運(yùn)用虛擬仿真軟件教學(xué)時(shí)也存在諸多問題，如對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的使用時(shí)機(jī)不明確以及對(duì)虛擬仿真軟件的操作不熟練等，導(dǎo)致其在實(shí)際運(yùn)用過程中不能很好地與實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行融合。因此，可以由師范院校研究這一領(lǐng)域的專家?guī)ь^，以各地區(qū)的中學(xué)化學(xué)教師為培養(yǎng)對(duì)象，開設(shè)“虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用”的培訓(xùn)，制定培訓(xùn)計(jì)劃，開設(shè)相關(guān)培訓(xùn)課程，最后進(jìn)行成果匯報(bào)。在促進(jìn)教師運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)協(xié)助教學(xué)的過程中，力求改變現(xiàn)有教學(xué)中的不足，最終實(shí)現(xiàn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代新興科技的有效融合。

4.提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開發(fā)質(zhì)量

目前很多虛擬仿真平臺(tái)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的設(shè)計(jì)都是根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來開發(fā)，并且筆者進(jìn)行體驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)有些模擬實(shí)驗(yàn)還具有操作性錯(cuò)誤或者在還未完成規(guī)范操作就進(jìn)入下一步的實(shí)驗(yàn)操作，這些都不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和對(duì)待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。對(duì)于這樣的虛擬仿真軟件，若學(xué)生在家里下載一些相關(guān)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)時(shí)，由于學(xué)生不能甄別仿真實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，因此極有可能對(duì)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)生誤導(dǎo)。即便是用于實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，也不能達(dá)到鞏固實(shí)驗(yàn)的效果。因此，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該集思廣益，邀請(qǐng)一些教齡較長(zhǎng)的一線中學(xué)化學(xué)教師參與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目選擇，在產(chǎn)品開發(fā)出來之后，再由教師首先進(jìn)行體驗(yàn)，檢查實(shí)驗(yàn)的操作是否嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是否貼近真實(shí)實(shí)驗(yàn)，提出反饋意見。最后開發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)反饋意見進(jìn)行優(yōu)化，在一線教師所在的中學(xué)進(jìn)行試行，做一些相關(guān)的實(shí)證研究探究其應(yīng)用效果。

六、總結(jié)與展望

綜上，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)的融合是大勢(shì)所趨。在實(shí)驗(yàn)?zāi)M方面，它的應(yīng)用可以使中學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究安全化、讓學(xué)生更加細(xì)致地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及“縮短”反應(yīng)時(shí)間;在化學(xué)知識(shí)的理解方面，使許多中學(xué)化學(xué)的宏觀知識(shí)微觀化，促進(jìn)學(xué)生深入理解。但在實(shí)際應(yīng)用過程中也要注意：虛擬仿真技術(shù)只能作為教學(xué)輔助手段，在合適的時(shí)機(jī)運(yùn)用虛擬仿真軟件進(jìn)行教學(xué)才能真正發(fā)揮其在化學(xué)教學(xué)中的最大價(jià)值。

（收稿日期：2022 -01 - 18）83EADD15-E3AC-4E0A-B9C2-1ADE9E778997