初中化學虛擬實驗平臺的應用形式與策略研究

字永清

【摘要】化學是一門以實驗為基礎的自然科學，而實驗教學是激發學生探索欲望、培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑。近年來，隨著計算機和網絡等先進技術的迅速發展，實驗教學的領域也越來越多地出現了技術的影子，虛擬實驗平臺也應運而生。本文分析了初中化學虛擬實驗平臺在教學中的有效應用形式與策略。

【關鍵詞】虛擬實驗平臺;初中化學實驗;應用形式與策略

引言

隨著計算機和網絡等先進技術的迅速發展，實驗教學的領域也越來越多地出現了技術的影子，虛擬實驗平臺也應運而生。虛擬實驗平臺輔助教學作為一種較好的教學手段在中學化學實驗課程的教學中具有廣闊的應用前景，利用虛擬實驗平臺可以打破時空界限、培養學生的創新能力和探索能力、因材施教、創設真實的情景、彌補教學器材的不足等。應用虛擬實驗平臺，學習者可以反復訓練，是對傳統化學實驗課教學進行的有效嘗試與創新。本文分析了初中化學虛擬實驗平臺在教學中的有效應用形式與策略。

1 以課件的形式融入課堂教學

虛擬實驗平臺在化學教學中應用目的是綜合運用各種技術手段，在各種教學資源的支持下建構教學環境，根據課堂的發展、變化，靈活地選擇合適的課程資源，從而實現教學的最優化。而虛擬實驗平臺的多媒體功能較強大，它不僅能按課堂的教學內容整合多種豐富的教學資源來制作課件，而且它的演示功能強大，能直觀、形象的展示出實驗儀器和裝置，適合化學學科教學課件的制作。虛擬實驗平臺的特點決定了它在課堂上的運用具有適時性，根據化學教學的需要，它可以在教學過程中解決某一環節出現難以解決的問題，如原理教學難懂、需要模型展示、輔助實驗驗證等。因此，在平臺以課件的形式融入課堂教學時應充分注意使用的必要性、應用的時機和運用的策略。

（1）在選擇使用平臺來制作課件的必要性方面，應該注重選擇一些教師不容易講清楚、學生不容易觀察到的知識點，然后憑借平臺創建一系列的化學情境，盡量以直觀形象的方式來呈現教學內容。在課件制作時，用傳統的課件制作工具 Powerpoint 則無法有效地展示三維分子模型、化學方程式、電子式、結構式等教學需要，而此刻如果選擇使用虛擬實驗平臺就能夠有效解決這一系列問題。當然，如果傳統的方式或其他媒介也能有效解決這些難題，就不一定要使用虛擬實驗平臺。

（2）在課件使用的時機方面，首先應該給學生提供一些思考的時間，千萬不能直接用形象展示的方式來代替學生對教學內容的理解過程;其次還要處理好使用課件與其他教學環節的關系。

（3）在課件的運用策略方面，應該積極提倡問題啟發和探究式教學，在課件中應多提出問題，試圖慢慢培養出學生的問題解決能力和探究能力。

2 以多媒體黑板的形式融入課堂教學

在化學課堂的教學過程中經常會出現一些意想不到的狀況，尤其是在培養學生探究能力的環境下，此時此刻學生的思維比較活躍，通常能夠發現一系列教學設計以外的問題。此時如果沒有合適的直觀展示和分析工具，老師就不能用常規的手段來展示或解釋學生所提出的問題。不過虛擬實驗平臺的操作十分方便快捷，而且展示效果直觀形象，對于能夠熟練操作平臺的教師來說，可以當堂進行化學的演示和驗證實驗，從而讓學生能夠直觀地觀察實驗過程和結果。

3 作為支持學生進行自主探究式學習的媒介

虛擬實驗平臺將初中化學課本中的全部實驗都集合在其中，從而在課上或課下為學生的自主、發現、探究學習提供指導和知識資源支持。化學學科強調啟發式、探究式教學，一個好的虛擬實驗平臺既要符合化學學科的特點，又要符合學生的認知方式特點，具有良好的交互性，這樣才能促進學生培養化學思維。

虛擬實驗平臺具有可控性的特點，教師和學生可以利用平臺中設計好的實驗進行分步演示、連續演示、操作和擴展等操作，這樣可以讓學生更直觀、形象的看到實驗現象和結果的實時動態變化，從而促進學生在動態操作中形成分析現象背后化學原理的習慣，養成自主、探究式學習方式;虛擬實驗平臺還具有交互性的特點，教師可以引導學生在已有化學儀器和藥品的基礎上，進行驗證和探究類實驗的操作，對自己提出的化學假設進行驗證，并用化學語言描述出相應的規律。從而實現在使用虛擬實驗平臺的過程中讓學生經歷“觀察現象→發現問題→提出假設→設計實驗→驗證假設→分析總結”的探究式學習過程，最終實現學生學習方式向自主、探究式的轉變。雖然虛擬實驗平臺能用簡潔的形式直觀地反映化學原理和現象，還能培養學生的觀察和思維能力，激發學生深入探究化學知識的興趣。

4 作為學生問題解決的支持工具

虛擬實驗平臺作為問題解決工具可以根據問題的不同性質分為感知型、探索型、驗證型、訓練型和活動型實驗的支持工具。那么在使用過程中應該注意哪些策略呢？

（1）感知型支持表現為在化學學習過程中遇到不方便用掛圖、模型和黑板展示的儀器、裝置、元素性質、電子式和分子立體模型等問題時，利用虛擬實驗平臺的一些功能進行輔助教學，不僅能夠滿足微觀現象無法展現等缺憾，而且也能讓學生獲得足夠的直觀感性認識的機會。

（2）探索型支持表現為學生從已掌握的化學規律出發，通過探索和模擬一些相同或相似實驗中的化學規律，來激發學生學習興趣，培養學生思維能力以及進行科學探究的方法。

（3）驗證型支持表現為學生從所學的化學原理和規律出發，對化學規律及其所反映的化學現象之間的關系進行驗證，從而加強對化學原理和規律的理解，而且還能激發學生的學習興趣，培養學生實驗設計的能力，訓練學生的發散思維。

（4）訓練型支持表現為學生將虛擬實驗平臺作為掌握化學基本實驗操作方法和技能的一個平臺，通過反復、隨時隨地的進行實驗操作練習，讓學生的實驗操作技能逐步達到正確、規范、熟練的程度。

（5）活動型支持則表現為學生將所學的基礎知識、基本技能運用到解決化學實際問題的能力。

5結束語

總之，虛擬實驗平臺不僅僅是一個課件制作工具，也是一個溝通教與學、啟發新思維、驗證新想法、激活遷移與聯想、開發創造性思維能力的平臺，能讓學生自己動手，充分利用已學過的化學知識，借助于它去驗證想法，挖掘潛能，加強學生的理解能力，培養學生的創新精神。

【參考文獻】

[1]劉筱蘭，張薇.虛擬實驗室的類型及發展趨勢[J].計算機應用研究，2004，11.

[2]張爽，趙偉，齊海晶.初中化學虛擬實驗平臺簡介[J].中國信息技術教育，2010，11.