化學虛擬實驗室在中學教學中的重要應用

摘要：在化學教育中，實驗是非常重要的。今年來，隨著我國網(wǎng)絡信息技術(shù)的飛速發(fā)展，學校的教育中引入了許多先進的設備，如：多媒體、模擬化學實驗等。憑借著計算機模擬的手段，能有效的解決平時化學實驗上的不足，并且可以根據(jù)具體的實驗操作，能直接避免有毒和危險實驗對學生們的傷害，并減少了廢棄物的排放，從而提高了學生們的環(huán)保意識，不僅能提高學生們的學習效率還能順利的完成教學的目標。

關(guān)鍵詞：化學；模擬實驗室；教學中；重要應用

中圖分類號：G633.8

化學這門學科實踐性是很強的，那么實驗對化學來說就是必不可少的，實驗教學的環(huán)節(jié)更是尤為的重要。學生只有獲得一定的驗證試驗和實踐的機會，才能真正的理解并掌握化學的知識，才能養(yǎng)成綜合性技能和實驗的能力。儀器是實驗的基礎，眾所周知傳統(tǒng)化學實驗中的儀器無非就是一些瓶瓶罐罐，而且一用就是很長的時間，隨著時間的流失，儀器在不斷的老化，當學生們在上實驗課的時候往往已經(jīng)起不到很多的效果了。新幸運的是隨著計算機信息的發(fā)展，出現(xiàn)了模擬實驗室，虛擬實驗室是由很多的虛擬儀器組成的，它的出現(xiàn)引起了許多人的關(guān)注，它代替了傳統(tǒng)的實驗方式。以計算機為基礎，構(gòu)建了集成化的測試平臺。

一、中學教學中開展化學虛擬實驗室的優(yōu)勢

（一）引起學生學習興趣，由被動學習轉(zhuǎn)為主動

初中生無論是在身體還是在心理發(fā)展上都不是那么成熟，他們喜歡新奇的東西，喜歡做游戲。那么在初中化學的課堂上，只要老師能激起學生的興趣，學生就能很好的去學習，甚至由被動的學習變得主動。按照傳統(tǒng)的教學模式，化學課堂分為兩種，一種是老師傳授教材上的內(nèi)容，另一方面就是老師帶領學生們?nèi)嶒炇抑凶鰧嶒灐Ｔ谝酝膶W習中，沒有什么能吸引學生的注意力，化學其實是一門很枯燥的科目，學生們普遍都不愿意背化學符號和化學式，從而影響了教學的效果。那么模擬的實驗室教學就不一樣，學生們剛剛接觸的時候會產(chǎn)生好奇感，虛擬化學實驗課堂上，老師可以通過形象的聲音、清晰的圖畫和絢爛的文字來給學生們展示微觀的世界，從而模擬化學中的反應，打破傳統(tǒng)讓學生們感覺到不可思議。用各種各樣的感官來激起學生們的學習興趣，讓學生們主動的去學習，在通過虛擬技術(shù)的特點，可以讓學生們做一些危險性的實驗，讓學生們大膽的操作，讓學生們理解到平時實驗上了解不到的知識，這樣就為學生的研究和創(chuàng)新創(chuàng)造了很好的條件。從根本上引起了學生的學習興趣，由原來的被動學習變成的主動。比如說：學習水，老師可以給學生們找一些水組成元素的圖片和與氧反應的現(xiàn)象。

（二）虛擬實驗室對儀器無消耗且無污染

在傳統(tǒng)的化學實驗中，會不可避免的消耗大量的材料和化學藥品，如果這些廢物排入水中，會對水造成污染，實驗中也會制造出許多對人身體有害的氣體，不僅傷害的人身健康，還對空氣造成的污染，這樣就既不利于學生的學習，也不利于環(huán)境的保持。例如：在對“硫”做實驗的時候，硫與氧氣有反應，生成SO2，SO2是酸雨形成的主要因素之一，若排放到大氣層中，就會對環(huán)境造成污染。那么虛擬實驗室就可以完全避免這一點，因為它可以模擬，無論是多么危險的實現(xiàn)，對虛擬儀器來說都沒有危險。這樣就有效的避免了對空氣的污染，對儀器幾乎沒有什么要求。

（三）實驗的效率高，節(jié)省時間

在傳統(tǒng)的化學實驗課上，老師要在課前準備好這節(jié)課上所要使用的教材、儀器、材料等，有時候還會因為尋找某種材料而浪費了很多的時間。那么虛擬實驗室就完全不能考慮這一點，教師只需要整理好課上所要講述的內(nèi)容就可以了，而且由于互聯(lián)網(wǎng)的強大，無論什么儀器什么材料都能很快的找到。這樣就讓學生在實際操作的時候能集中精神去仔細的研究試驗對象的特征和規(guī)律。同時虛擬實驗室還擁有著很好的在線幫助和學習功能，可以幫助學生解決在實驗中所遇到的困難，和完成教師所布置的任務，從而提高了學生學習的效率。在虛擬實驗室中學生們的學習效率雖然增加了，但是得不到鞏固的機會，往往虛擬實驗都是一次性的。所以老師要將虛擬實驗的內(nèi)容制作成教學軟件、或者刻碟等，這樣學生們就可以反復的觀看實驗的過程，這無疑是把缺點轉(zhuǎn)化成的優(yōu)點，能更好的實現(xiàn)教學的效果。例如：在學習鈉的過程中，老師可以給學生們在互聯(lián)網(wǎng)上搜索鈉的用途，并以圖片的形式表現(xiàn)出來，包括鈉能在什么環(huán)境下被保存和在什么情況下引起反應。

（四）制作的課件比較簡單，且方便觀看

近年來有許多的學校都安裝了虛擬實驗室設備，因為它的教學效果確實要強過傳統(tǒng)的教學效果。在其中還有一點值得提出就是在制作科教上非常的方便，在實驗完成后，老師可以選擇保存，以便于下次觀看。

二、中學教學中化學實驗室的應用方法

虛擬化學實驗室打破了傳統(tǒng)的單一課堂教學的方式，學生們提前進入多媒體教室，對多媒體虛擬儀器進行操作，完成前期的準備工作。首先就要建立虛擬實驗室的網(wǎng)絡運行平臺，利用網(wǎng)絡平臺的優(yōu)勢，給學生提供一個自主學習的環(huán)境。學生們可以通過自己的實驗自學、模擬和回答問題，讓學生們的知識在學習中提高。為了提高虛擬實驗室的教學效果，在上課之前老師要研究、開發(fā)和制作一些虛擬儀器支持的軟件，還要有專門儲存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。通過不斷的研究和不斷的儲存，使虛擬儀器里的資源越來越多，越來越豐富，從而不斷的發(fā)展和完善。讓學生能更好的掌握化學基礎、實驗技能、培養(yǎng)他們的科學素質(zhì)、提高綜合分析的能力。老師要研究國內(nèi)外實驗教學的趨勢，加強培養(yǎng)學生對技能的系統(tǒng)性和連貫性，要對虛擬實驗系統(tǒng)做整體的優(yōu)化。

總結(jié)：

在初中化學教學中，虛擬實驗室的應用很重要，它能讓老師輕松的完成教學任務，更加有條理的去教授學生。能讓學生們進行自我的學習和探索，從而培養(yǎng)學生們的自我創(chuàng)新能力、思維能力，能做一些平時危險性比較高的實驗，充分的開拓了學生們的視野，也起到了綠色環(huán)保的作用。但是虛擬實驗室不能完全的代替手動實驗，它只是一種輔助教學的手段，如果過度的依賴虛擬實驗室那學生們的知識也只是紙上談兵。所以老師要合理的運用，找個一個合適的切入點來平衡虛擬和手動，這樣才能使學生學習的知識達到最大化。

參考文獻：

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