初中化學虛擬實驗的設計及應用

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(748105)

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初中化學虛擬實驗的設計及應用

何樹凡●

甘肅省隴西縣福星初級中學(748105)

隨著社會的不斷發展和科學領域的拓寬，虛擬實驗技術已經逐步融入初中化學教學過程中，從而進一步了解化學實驗的過程，提高對化學反應的認知.虛擬實驗是借住現代信息技術和多媒體技術將復雜、危險、成本高的化學實驗讓每一位同學親身體驗，幫助學生處于真實實驗的環境下，從而提高學生實驗的普遍性和效率.

初中化學；虛擬實驗；意義；措施

由于學校的資金有限，在傳統的初中化學教學過程中，教師往往注重理論知識的講解，化學方程式也是采用死記硬背的方法，直接忽略實驗的環節，他們認為這是浪費有限課堂時間的行為.他們還沒有意識到在初中化學課堂上滲透虛擬實驗教學的優越性，本文就如何在初中化學教學過程中有效采用虛擬實驗提出了相關措施.

一、在初中化學教學過程中滲透虛擬實驗教學的意義

1.減少實驗成本，降低實驗風險

化學實驗是物質混合時的反應，在此過程中會產生劇烈反應，這對于初中生來講都會產生一定的危險.因此，在做化學實驗的過程中，安全問題是教師必須放在首位考慮的，在讓學生做化學實驗之前要講清楚本次化學實驗的注意事項、考慮到可能出現的實驗風險和減輕傷害的措施.然而，如此細致的準備工作讓學生規范、有條不紊地進行也無法確保每一個實驗過程的質量與安全.其次，部分化學物品的價位也比較高，讓每一位學生都親身體驗化學實驗的成本太高，難免要將學生分為多個小組合作完成，這樣在小組合作過程中會產生組員之間的紛爭或者試管滑落等現象，從而極大地降低了學習效率.因此，教師需要在初中化學課堂上滲透虛擬實驗教學，這樣既能夠有效減少實驗成本，又可以降低實驗風險.

2.虛擬實驗設計，保護環境安全

隨著人們生活水平的不斷提高，空氣污染問題日益突出，然而在化學實驗的過程中也容易產生能夠污染環境的有害氣體.例如：濃硫酸和木炭加熱反應會產生一氧化碳和二氧化硫兩種有害氣體；硫化鋁遇水產生完全雙水解，產生硫化氫氣體，此氣體不僅有毒而且會產生臭雞蛋味道；三氫化磷和砷化氫反映也會產生有毒性的氣體.雖然產生的量比較少，但如果每個中學生都做一遍產生的有害氣體積少成多就會產生很大的危害.因此，為了保護我們賴以生存的環境，通過虛擬實驗不僅可以讓學生做實驗而且不會環境，一舉兩得.

3.數字化實驗過程，提高化學實驗準確度

部分化學反應對所加入的反應物數量、催化物數量、酒精溫度、氣溫等有極高的要求，只要有細微的差別反應現象就很難鮮明地顯現出來，初次實驗的學生自然更難控制實驗過程中所需要的量，從而導致試驗失敗的機率很大，這不僅是浪費化學物品、時間的體現，更有很大可能打擊學生的積極性.例如：利用一氧化碳還原氧化鐵或者氧化銅的化學實驗現象就不明顯，從而學生在做化學實驗過程中產生現象錯覺、導致整個化學方程式產生錯誤的現象，這樣就違背了通過化學實驗輕松無誤背誦化學方程式的初中.因此，通過虛擬實驗，通過虛擬實驗可以一次性、高水平、高質量提高化學反應的準確度，提高化學實驗教學的質量.例如：教師就可以通過虛擬實驗調節一氧化碳還原氧化銅固體從黑色變為亮紅色的顏色對比度，從而突出反應現象，幫助學生加強記憶.

二、在初中化學教學過程中有效滲透虛擬實驗教學的措施

1.教師注意巡視，向學生個別講解

在實施虛擬實驗的過程中，學生僅僅通過觀看視頻觀察反應現象，此外，視頻注重一種連貫性，沒有留給學生足夠時間去反應和思考其中的反應原理同時印象也不是十分深刻.因此，教師在學生觀看視頻的時候要不斷巡視及時解決學生在此過程中遇到的問題.例如：在初中階段學習的第一個方程式就是高氧化錳加熱分解反應，在觀看高氧化錳加熱反應生成了二氧化碳，視頻中直接得出結論其中生成了二氧化碳，部分學生就會產生疑惑.這時，教師就要向學生講解當反應生成二氧化碳這種氣體的時候，將導管導入清澈的石灰水中，石灰水就會變渾濁，這樣就可以解除學生的疑問了.

2.突出實驗注意事項，加深學生理解

實踐是認識的基礎和來源，實踐是檢驗認識真理性的唯一標準，因此在使用虛擬實驗的教學過程心，學生無法親身實驗，從而不知道自己會在實驗過程中產生什么錯誤，因此，教師可以先總結容易產生的錯誤和一些反應現象，讓學生通過觀看視頻去驗證，這樣就會加深學生的理解.例如：在觀看大理石和稀鹽酸反應生成二氧化碳的反應過程中，大理石會轉化成氣泡逐步溶解容易吸引學生的眼球，因此教師要提前講解這個反應的重點是生成二氧化碳，應該觀察石灰水的反應情況，這樣學生就能夠有效地抓住重點了.

在初中化學課堂上滲透虛擬實驗，有利于緩解沉悶的課堂氛圍，有利于激發學生的學習興趣以及提高化學實驗的成功率，有利于保護環境，減少資源浪費.然而，教師也要合理使用虛擬實驗，應該挑選一些重點化學方程式進行虛擬實驗，不能沒有目的性的隨意進行虛擬實驗，這樣只會起到事倍功半的效果，促進初中化學實驗教學的進步.

[1] 黃榮懷、鄭蘭琴、程薇. 虛擬實驗及其學習者可信度認知[J]. 開放教育研究.2012年06期.

[2] 肖微. 初中化學虛擬實驗平臺在教學中的應用研究[D]. 東北師范大學.2013年.

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