虚拟实验在初中化学教学中的应用

冯骏宏

【摘  要】随着信息技术的发展，计算机辅助教学成了当前初中化学教学中的一种重要方式，但是由于电脑操作的复杂性影响了学生对于化学知识的掌握。因此，虚拟实验在初中化学教学中的应用显得尤为重要，这就需要教师将复杂的步骤简单化，并使学生多次进行实践操作掌握这一应用。

【关键词】初中化学；虚拟实验；教学应用

虚拟实验利用了计算机强大的功能可以使实验操作变得更灵活，且能高效完成。虚拟实验技术不仅能够提高化学课程实验开展质量，还可以为学生带来更直观真实的实验感受。因此，基于初中化学实验教学，教师应在课堂上利用虚拟实验将初中化学知识点转化为实验操作演示，这两种教学模式相结合，使学生能够轻松地掌握化学实验知识，提升课堂教学效率。

一、虚拟实验中化学教学活动存在的问题

在虚拟实验教学过程中，如果仅依赖教师采用传统方式进行教学活动，会出现以下两个问题。第一个问题就是教师没有合理地运用虚拟化学教学模式在不同教材或学科背景下对知识点进行教学，学生也难以根据教师所教授内容进行理解；第二个问题就是无法很好地适应当下学习方式的转变，因此也无法实现更好的融合。当前很多初中化学教师会通过多媒体等多种形式进行教学活动，但是出于各种原因不能很好地调动学生学习的积极性和主动性。目前，我国初中阶段的化学教学活动大多仍以传统教学方式进行，由于其特殊性，使很多中学化学教师对虚拟化学教学模式缺乏足够的认识，也没有进行更新和创新。特别是部分教师认为，运用虚拟化学教学模式不需要对教学内容进行更新，因此，学生无须了解即可直接通过网络和传统教学方式进行教授，这无疑使初中化学与网络、新媒体之间的联系更加紧密，在一定程度上也使得化学元素周期表、元素符号等课程与课堂教学之间形成了相互联系，难以实现有机融合，这也使得学生对虚拟化学的应用越来越缺乏兴趣。除此之外，初中化学教师在进行虚拟化学教学模式时还存在一些误区：一是部分教师认为虚拟化学教学模式并不复杂，也没必要革新传统教学方式；二是部分教师认为只要能够利用虚拟实验进行教学活动即可；三是部分教师认为虚拟实验教学模式虽然可以帮助教师实现高效教学，但是仍然会受到传统教学模式和新兴教学模式存在的矛盾和冲突等因素共同影响。

在学生日常生活中，其通常会通过一些网络媒体平台进行学习，但是由于使用形式比较单一，也存在一些弊端。在课堂教学中，虽然初中化学教师已经很好地将虚拟实验运用到了教学实践中，但是在教授不同学科背景知识时，由于新媒体的局限性导致学生对化学知识掌握不佳，很多初中生对虚拟实验不够熟悉。而且目前很多初中生通常只能够通过传统媒体进行学习，难以充分实现教学内容的融合。如果虚拟实验无法充分融入初中化学课堂教学，那么就很难实现化学课内知识与课外知识的有机融合。当前，初中化学教师通常会通过多媒体进行知识讲解或是展示相关教学视频，但是往往由于教学内容所限等而无法实现较大程度上的融合。这就导致很多初中化学教师只注重多媒体平台中所包含的知识或视频内容，而忽视了对于化学课程中所蕴含的课程内容分析与思考活动，导致其无法将自己所教授知识真正地融入虚拟实验中，无法开展教与学活动。

二、基于虚拟实验开展初中化学深度学习的策略

（一）确定虚拟实验学习目标，抓住课堂知识要点

学习目标的制订是教师授课过程的第一环节，是化学任务合理顺利开展的重要起点。只有明确了科学合理、切实可行的学习目标，学生才能在课堂学习过程中不盲目，顺着教师的课堂思路了解本节课的重点所在，再根据教师布置的课堂学习任务，进行后续的课堂学习。因此，确定虚拟实验的初中化学学习目标至关重要。

比如，在教授“空气中氧气含量的测定”内容时，教师可以根据学生对课堂内容的学习情况进行学习目标的制订，再在课堂教学中引入教学背景，使导入内容更形象化。教师可以在此前利用多媒体技术进行虚拟化学实验，使學生了解到实验中应注重的细节，而后向学生展现学习目标，随后再次讲述出课前故事，如某一初中在进行“空气中氧气含量的测定”实验过程中，因为失误，红磷的取量未达到要求，而导致实验无功的结果，使学生在思索中明白实验步骤正误的重要性。教师引导学生关注本节课的知识点，激发其学习兴趣，使学生能够在生动形象的学习情境中获得良好的学习体验。当学生可以通过观察虚拟实验中的视频资料完成实验时，教师可以让学生进行实践，如给出实验所需物品让学生上台进行实践，随后进行点评及时指出误区，使之加深印象并将其记录下来。而后教师可利用多媒体技术为学生提供在同一实验过程中各种失误所引发不同的实验结果，使学生在观看虚拟实验视频的思考中对实验步骤的记忆更加深刻，从而完成这一导入环节的内容呈现。在此过程中，教师借用虚拟实验教学使教学导入内容变得更精彩，激发学生化学学习的兴趣，提高其化学运用能力。

（二）利用虚拟试验教学，掌握易错知识点

虚拟实验教学模式是以学生为主体、以信息技术为指导而实施的一种科学教学模式。教师在传授知识的同时，对学生在实验过程中遇到的问题进行分析、总结。在学生提出问题后，教师可以通过信息技术细化问题并通过多媒体信息技术直观的为学生展现出具体的实验过程，而后引导学生自己独立思考，解决自己实验中遇到的问题。这不仅能够使学生对学习情况有一个正确认识，而且能对化学发展过程进行跟踪和观察。在提出观点和问题后会对学生是否掌握该知识或理论有一个全面准确的认识。教师对学生的知识掌握情况进行详细分析后可以了解为什么要用化学虚拟试验模式进行教学活动。这有利于培养学生探究问题与解决问题的能力，也有利于表达自己的想法，并将化学知识应用到实际生产生活中。

比如，在进行课堂纠错与更改的教学过程中，教师可以采用多样化的化学教学模式，引导学生根据虚拟试验对以往实验中的易错知识点进行分析，进而提高学生的学习积极性，更好地掌握所学知识。比如，学生可以以合作与竞争的方式进行一场实况的“化学竞赛”，再根据虚拟试验中的视频素材对实验的步骤、方法、易错的方程式进行二次分析，然后教师把不同的易错类型题写在纸条上用抽纸条的方式进行提问，学生需要充分理解易错题型才能进行解答。在这一活动中，教师与学生分别扮演裁判与参赛成员，教师将不同学习情况的学生进行分组，确保每组都有“领头羊”。随后对提出本节课的知识点的问题，由“领头羊”带领大家进行学习，最终让各组的组长对其他组进行考验，针对不同知识点进行问答。组长由教师进行抽查，累计得分评判名次。这样便极大地激发每一位学生对化学问题的探索兴趣，在多次对虚拟试验视频分析中学生便可以十分沉稳地解答出教师所提问题，形象地加深了每一位学生对该节课程知识点的理解。由此，进行虚拟实验进行课堂活动不仅有利于激发学生进行深度的化学学习，更能使学生对知识点进行稳固的理解和留下深刻的印象。

（三）利用虚拟实验教学，创设化学学习环境

对于化学教师而言，要想有效利用虚拟试验教学提高初中化学课堂教学效率，就需要重视信息技术与化学学科的融会贯通，还要积极创新化学教学方法，不断提升化学科学文化素养，让科技信息技术与化学学科的融合真正起到促进作用。一方面，可以借助化学实验设备、实验室等完成不同知识点的学习和测试。例如可以在实验室中设置一些有关实验课程内容的实验设备和实验过程中所使用到的化学实验器材等。另一方面可以借助网络对化学知识进行更加深入的解读。

例如，在日常生活与社会实践过程中，可以用虚拟实验的方式呈现学生实验现象以及实际实验过程，通过这种方式培养初中生将基础知识与技能转化为创新能力的意识。学生可以通过电脑掌握到众多实验操作工具，这不仅能够提高学生对于各类实验操作技能，还能够让初中生进一步深化以及拓展各种实验操作。如初中生在对某一问题展开研究时，首先要确定所研究的原理以及实验现象，并且结合不同的实验手段以及实验现象展现出实验结果。然后，在对实验现象进行讲解时，可以运用直观视频或动画形式对实验现象与结果进一步展示。例如可以利用PPT呈现“氢氧化钠溶液的pH值”“盐酸溶液pH值”等实验现象，这样就可以让学生直观地了解到酸性溶液pH值较低，碱性溶液pH值较高两种情况之间的相互关系；还可以通过动画形式为学生展现盐酸溶液中盐与碱存在着某种化学反应活性较高等原理时所引发的化学反应过程。同时，为了能够让学生更好地理解这些实验现象与性质，可以将信息技术进行融合运用。例如在考察盐酸溶液时，根据其酸性性质可以采用电脑图形界面对氯化氢含量进行展示和演示等。

（四）根据虚拟实验教学，发挥小组合作优势

在初中化学知识的学习中，由于教材内容的书面化，使学生难以结合自己实际的生活情况进行深入的学习。教师在教学过程中不仅要将教材的知识内容进行详细讲解，更需要在學生理解掌握教材内容的基础上，结合生活内容对学生进行授课，并将学生分成小组进行问题探讨。学生可以通过小组讨论掌握知识点，将化学知识应用于实际生活，实现教学由课内到课外的发展。

比如，教师在教授“水在直流电的作用下分解”时，可以利用信息技术将生活中常见且运用到“水在直流电的作用下分解”的事件进行展示，使学生了解在学习本节课后可以在生活中进行哪方面的应用，并利用虚拟试验的教学模式讲解这节课所讲述的内容在日常生活中所发挥的作用。例如，教师可以在课堂上进行一次临时的“化学知识答题竞赛”，而后将学生分成多个小组，再将不同学习情况的学生进行分散确保每组都有组长。而后便由该组组长带领大家进行对本节课的知识进行回顾，而后与实际生活相结合拟定出本组在思考后与实际生活相结合的题目，由组长对非本组组员进行问答，使非本组成员利用自己的知识来对本组所出的题目进行作答，各组组长由教师出题进行问答。最后教师根据问答情况进行评判打分，得分高的组给予奖励。这样便极大地激起了每一位同学对课外生活实际进行思考的兴趣，在跟随组长反复地对已掌握知识理解间同学们便可以沉稳地应对他人的提问，加深了每一位学生对已学知识的理解。因此，多样的虚拟实验活动不仅加深了学生对本节课所学知识点的了解，也能激发学生的化学思维能力，更能为学生在生活中运用化学知识的能力提供莫大帮助，提高学生的学习效率。