虚拟实验在初中化学实验教学中的应用

廖昌彦

摘 要：化学是一门以实验为基础的学科，在实践教学中，能激发学生的好奇心与探索精神，从而能够激发学生的主动性。然而，在现实生活中，有因错误的化学实验方式而导致爆炸造成人员受伤或身亡或者因不宜在学生面前演示的实验等教学困难，因此，虚拟化学实验能有效地将实验和理论结合到了一起，极大地发挥了化学这门学科的真正意义。

关键词：虚拟实验;化学实验;教学应用

1.虚拟实验的问世与发展

1.1虚拟实验的由来

虚拟实验的研发者是加拿大公司Model Science是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实（又称VR）等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。

1.2虚拟实验的发展历程

据了解，虚拟实验在国外自1990年首次在课堂上使用，这一出奇的改革方式让学生们都大开眼界，虚拟实验能进行多种实验，学生不仅能看老师的实际操作，也能自己在虚拟实验室动手实践，这不仅培养了学生对于探索未知世界的精神和勇气，还能激发学生对于化学实验的热爱。而在国内，尽管在2000年以后，英国、新加坡、中國台湾等区域都开始借用虚拟实验这一教学方式，来加强学生的动手实践能力，在我国还未真正传入这一教学模式，从而大大地影响了学生对于化学实验的操作动手能力，由于实验会有危险性，复杂性，老师都会亲自上演或者只用口头讲述的方式一笔带过，这一方面使得学生极度缺乏对于化学实验真正的内涵与意义，还会影响学生培养自主动手与探索能力，使得我国大部分学生在出国留学时，与他国学生的动手能力差别巨大的原因。虽说我国虚拟实验在教学应用中起步较晚，起初很少有学校自主购买虚拟实验软件，但是许多老师逐渐意识到，虚拟实验在各方面都有着举足轻重的作用，因此在现实的教学环境中，许多学校正朝着这方向努力改进与引入虚拟实验软件。

2.虚拟实验在初中化学教学实验的优劣势

2.1虚拟实验相比于常规实验的优势

教育信息化的普及使得信息技术在教学实践全方位展开，因此，在虚拟实验教学中，初中作为最早一批认识化学的阶段，因此虚拟实验利用多媒体，网络，信息运用，云计算等方式能很好地为学生展开了思想教育水平的教学模式，学生能够亲临实验之中，学校与老师也不用担心，学生因为操作危险化学实验，而造成一定的实验事故，因此虚拟实验的仿真实验能够将微观实验以可视化的方式提升对事物如何融合的理解，在酸碱中和反应实验中，以往的教学模式会使用方程式或者老师用试管操作的方式来演示融合过程，对于学生来说，也只是远观颜色变化，并非理解其中的化学奥秘;对于铁的生锈实验，在以往常规操作中，老师会让我们举出生活中铁生锈的例子，但是，具体而言，学生只知道铁在有水和氧气的条件下，会生锈，然而，虚拟实验，会缩短实验时间或者加快实验进程，为学生清晰并且全方位地展示铁如何生锈;再比如对于一氧化碳还原氧化铁的实验，我们都知道，一氧化碳会让人的身体因中毒而造成人体休克或者死亡，因此，实在不宜让学生完成实验或者老师做演示实验，因此，老师会在网上搜索相关专业人员的实验视频，再对视频做简单的讲解，所以，在虚拟实验中，可以提高学生的兴趣与参与度，从而，进一步引导学生如何正确操作以及降低学生在操作上或者接触药品的危险性。

2.2虚拟实验的不足

与此同时，在虚拟实验操作过程中，要有人性化的操作流程，切勿夸张实验程序，在有的虚拟实验平台中，有时为了编程方便，会忽略掉重要的实验步骤，因此会造成不必要的误解。同时，虚拟实验也要保证画面的真实性与科学性，在出现操作问题时，会出现页面卡，或者因为网络问题，出现实验仪器无法移动的情况。同时，虚拟实验需要根据不同实验流程安排不同的辅助内容，因为在学生信息技术水平不够的情况下，若使用说明单一，不足，那么将大幅度降低虚拟实验使用效果。当然，教师与学生不能太依赖于虚拟实验，虚拟实验可以作为实验与教学补充与认知的辅助工具，但是，不能作为替代工具，所以，要认清虚拟实验真正的意义，不能曲解与错误利用虚拟实验软件所传达的意义。最后，对于微观实验，不能一味地的使用模型，这样会让学生对于微观事物产生错误的认知，不能清晰与准确地对实验微观事物达到科学性的认识。

3.应用虚拟实验的意义。

对于初中的虚拟化学有着推动意义，虚拟实验在以后的课堂中可以极大地方便教学，激发学生对于化学实验的兴趣，使得课堂内容生动形象。应用化学实验时可以发现虚拟实验可以突破课堂约束，安全性较高，在上文的化学实验的探究，学生就可以利用虚拟实验进行课后知识应用，从而加深学生对于知识的理解。如果在现实课堂上，学生没有办法进行有关化学实验有关加热的实验探究，受场地、空间以及实验安全的约束。虚拟实验可以在这一块进行补足，一些危险性实验采用虚拟教学可以让学生对实验知识有直观感受。而有些实验我们现实条件也无法做到，那么通过虚拟实验就可以让学生看到实验情况。

结语

在初中化学实验中应用化学虚拟实验能够弥补学生课堂中的因现实场地，空间而受限的知识，激发学生对于学习的热情，使得初中化学在此萌发，为未来实验提供科学研发的空间。

参考文献

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