关于农村初中化学虚拟实验设计及应用的思考

王会祥

【摘要】近年来，现代化教育技术越来越先进，多媒体教学设备以及化学虚拟实验室软件的开发和运用等都为农村初中化学虚拟实验教学提供了有利条件。鉴于农村初中化学实验教学本身存在的多方面局限性，为了改善课堂教学的质量和效率，农村初中化学教师有必要利用先进的多媒体技术以及引入虚拟化学实验室等仿真软件来优化课堂教学。

【关键词】初中化学 虚拟实验 教学

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）03-0204-02

众所周知，化学是一门以实验为基础的自然学科，在初中化学教学中必然离不开各种各样的实验，以此来帮助学生更好的理解和掌握化学知识。然而，不可置否的是，在农村初中化学实验教学中必然会受到多种条件的限制，导致学生亲身接触实验的机会不多，许多实验也成了教师口头上的实验，学生只能对教师所讲的实验内容进行想象理解，这样就在很大程度上降低了化学教學的质量。虚拟实验是现代化教育技术与教学有效融合的一种新的教学手段，在农村初中引入化学虚拟实验能够帮助学生感受、理解和掌握化学知识的产生、形成与发展过程，从而在很大程度上提高农村初中化学教学的质量。

一、何为虚拟实验

虚拟实验是借助现代化计算机技术、多媒体技术、虚拟仿真技术、图形图像技术等建构一种逼真的实验情境，营造“身临其境”的实验体验，从而获得与实际操作实验相同的感受。相对而言，虚拟实验操作更为简单，能够有效地帮助学习者理解和掌握知识，对于条件不允许或者不适合进行动手操作的实验完全可以运用虚拟实验。

二、化学虚拟实验的设计

初中化学所学的都是基础知识，化学实验也主要包括对基本的化学实验仪器的认识和操作以及对实验方法与规律的掌握。所以，农村初中化学教师在设计虚拟实验时一定要符合当地学生的认知水平，将教与学有效的结合起来，发挥出信息技术手段的作用。农村初中化学教师在设计化学虚拟实验时需要把握四个基本原则：一是保证虚拟实验与实际操作的一致性。教师在设计虚拟实验时必须自己动手操作并多次验证，确保虚拟实验的效果与实际操作的效果相一致。在日常教学中，农村初中化学教师在运用多媒体进行虚拟实验时，需要配合讲解、演示、书本、黑板、图片、实验器材等来有效地传递实验内容，这样能够加深学生对虚拟实验的“真实”体验；二是虚拟实验尽量做到简约。虚拟实验与实际动手操作相比要简单得多，能够在有限的课时内完成，同时也有助于学生消化和理解，所以，教师在设计虚拟实验时要尽可能简化，将虚拟实验的优势发挥出来；三是体现出师生之间的交互性。实验教学需要建立在师生之间充分的互动交流基础上，虚拟实验设计应该以真实环境为线索，符合学生实际学习习惯，将虚拟实验有效地融入到实际课堂教学之中，让虚拟实验称为辅助教与学的重要手段；四是体现出趣味性。农村初中化学教师在设计虚拟实验时要发挥现代化教育技术的优势，确保虚拟实验的趣味性，要能够激发出学生的好奇心和求知欲，让学生在声画并茂、生动逼真、丰富有趣的模拟情境中获得良好的实验体验。

三、化学虚拟实验的应用

由于虚拟实验不受时间、地点、设施设备等条件的限制，再加上信息化教学的推广以及农村初中基本已装备了计算机与多媒体等设备，网络资源也相对比较丰富，所以，农村初中化学教师完全可以有效地应用虚拟实验来达到教学的目的。

1. 加强对虚拟实验的认识，丰富实验教学手段

虚拟实验能够带给学生直观性的实验体验，这点是“口头实验”或“文字实验”所不具备的，学生只有通过逼真的实验情境才能加深对化学知识的理解，所以，农村初中化学教师必须加强对虚拟实验的认识，采用多样化的教学手段。例如在学习“我们周围的空气”时，为了帮助学生形象地了解我们生活中存在的气体，教师可以利用计算机技术来模拟各种气体的特征及其在不同状态下所表现出来的特点，而不是简单的讲述或者让学生看课本识记，通过虚拟实验的方式，学生观察图片、动画等才能形象地了解到周围空气的组成及特点。再如关于“初中化学常用仪器和药品取用规制”学习中，将实验器材进行一一演示和讲解就需要借助多媒体设备营造虚拟的实验操作情境，从而提高学生的学习质量。

2.充分发挥多媒体设备的作用，增强实际教学效果

目前，多媒体教学已成化学教学的常态。农村初中化学需要引入现代化教育教学技术，充分利用多媒体设备等辅助教学手段，设计出高质量的虚拟实验，让教学情境显得更加“真实”。例如学习“溶液”内容时，关于“溶液、乳浊液和悬浊液”的化学知识就可以利用图片、图像或者视频的方式来营造良好的学习情境，帮助学生迅速掌握这些不同溶液的特点；再如学习“酸和碱之间会发生什么反应”这个知识点时，教师可以利用虚拟实验模式软件（可以从网上下载）来将各种酸、碱性质的化学物质进行融合、反应，让学生观察模拟软件模拟实验现象所得出的化学结论，从而掌握知识点。

3.构建自学型的虚拟实验情境，支持学生自主探究

长期以来，农村初中化学课堂都是“一言堂”，教师是课堂的主导者，实验操作也主要由教师一人操作和演示，学生参与实验的机会少，对于实验的细节掌握不到位，许多时候都是面临实验操作考试时才“临阵磨枪”，许多化学知识都缺乏实际体验，同样也出现许多遗漏知识未被发现。在虚拟实验教学模式下，教师应该多支持学生的自主探究，培养学生自主操作实验的能力，积极构建自学型的虚拟实验情境。让学生自主搜集相关资料进行编辑，也可以利用电脑或智能手机自主地下载并进入虚拟化学实验软件中进行自主操作，然后将自己的操作过程进行讲解和分享，这样既能够锻炼学生的自主学习能力，又能够发挥出信息技术与化学学科整合教学的优势，促进学生综合能力的提升。

总之，虚拟实验在初中化学教学中所发挥的主要是辅助教学作用，其本身并不能替代真实的化学实验，学生还是需要通过一定的实际操作实验来锻炼自己的动手能力和探究能力。在初中化学教学中运用虚拟实验主要还是为了帮助学生认识和理解化学现象。因此，在实际教学中，教师可以利用虚拟实验来模拟那些危险的、复杂的、耗时的以及不必要进行实际操作的实验，将虚拟实验作为农村初中化学教学的一种重要的教学手段，不断提高农村初中化学教学的质量和效率。

参考文献：

[1] 徐有平.初中化学虚拟实验的设计研究[J]. 软件导刊（教育技术），2011（11） .

[2] 肖芳，陈国军，李云.虚拟化学实验室的设计与开发[J]. 中国教育技术装备，2012（15） .