關(guān)于農(nóng)村初中化學(xué)虛擬實驗設(shè)計及應(yīng)用的思考

王會祥

【摘要】近年來，現(xiàn)代化教育技術(shù)越來越先進，多媒體教學(xué)設(shè)備以及化學(xué)虛擬實驗室軟件的開發(fā)和運用等都為農(nóng)村初中化學(xué)虛擬實驗教學(xué)提供了有利條件。鑒于農(nóng)村初中化學(xué)實驗教學(xué)本身存在的多方面局限性，為了改善課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率，農(nóng)村初中化學(xué)教師有必要利用先進的多媒體技術(shù)以及引入虛擬化學(xué)實驗室等仿真軟件來優(yōu)化課堂教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 虛擬實驗 教學(xué)

【中圖分類號】G633.8 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）03-0204-02

眾所周知，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在初中化學(xué)教學(xué)中必然離不開各種各樣的實驗，以此來幫助學(xué)生更好的理解和掌握化學(xué)知識。然而，不可置否的是，在農(nóng)村初中化學(xué)實驗教學(xué)中必然會受到多種條件的限制，導(dǎo)致學(xué)生親身接觸實驗的機會不多，許多實驗也成了教師口頭上的實驗，學(xué)生只能對教師所講的實驗內(nèi)容進行想象理解，這樣就在很大程度上降低了化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。虛擬實驗是現(xiàn)代化教育技術(shù)與教學(xué)有效融合的一種新的教學(xué)手段，在農(nóng)村初中引入化學(xué)虛擬實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生感受、理解和掌握化學(xué)知識的產(chǎn)生、形成與發(fā)展過程，從而在很大程度上提高農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。

一、何為虛擬實驗

虛擬實驗是借助現(xiàn)代化計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、圖形圖像技術(shù)等建構(gòu)一種逼真的實驗情境，營造“身臨其境”的實驗體驗，從而獲得與實際操作實驗相同的感受。相對而言，虛擬實驗操作更為簡單，能夠有效地幫助學(xué)習(xí)者理解和掌握知識，對于條件不允許或者不適合進行動手操作的實驗完全可以運用虛擬實驗。

二、化學(xué)虛擬實驗的設(shè)計

初中化學(xué)所學(xué)的都是基礎(chǔ)知識，化學(xué)實驗也主要包括對基本的化學(xué)實驗儀器的認(rèn)識和操作以及對實驗方法與規(guī)律的掌握。所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計虛擬實驗時一定要符合當(dāng)?shù)貙W(xué)生的認(rèn)知水平，將教與學(xué)有效的結(jié)合起來，發(fā)揮出信息技術(shù)手段的作用。農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計化學(xué)虛擬實驗時需要把握四個基本原則：一是保證虛擬實驗與實際操作的一致性。教師在設(shè)計虛擬實驗時必須自己動手操作并多次驗證，確保虛擬實驗的效果與實際操作的效果相一致。在日常教學(xué)中，農(nóng)村初中化學(xué)教師在運用多媒體進行虛擬實驗時，需要配合講解、演示、書本、黑板、圖片、實驗器材等來有效地傳遞實驗內(nèi)容，這樣能夠加深學(xué)生對虛擬實驗的“真實”體驗；二是虛擬實驗盡量做到簡約。虛擬實驗與實際動手操作相比要簡單得多，能夠在有限的課時內(nèi)完成，同時也有助于學(xué)生消化和理解，所以，教師在設(shè)計虛擬實驗時要盡可能簡化，將虛擬實驗的優(yōu)勢發(fā)揮出來；三是體現(xiàn)出師生之間的交互性。實驗教學(xué)需要建立在師生之間充分的互動交流基礎(chǔ)上，虛擬實驗設(shè)計應(yīng)該以真實環(huán)境為線索，符合學(xué)生實際學(xué)習(xí)習(xí)慣，將虛擬實驗有效地融入到實際課堂教學(xué)之中，讓虛擬實驗稱為輔助教與學(xué)的重要手段；四是體現(xiàn)出趣味性。農(nóng)村初中化學(xué)教師在設(shè)計虛擬實驗時要發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢，確保虛擬實驗的趣味性，要能夠激發(fā)出學(xué)生的好奇心和求知欲，讓學(xué)生在聲畫并茂、生動逼真、豐富有趣的模擬情境中獲得良好的實驗體驗。

三、化學(xué)虛擬實驗的應(yīng)用

由于虛擬實驗不受時間、地點、設(shè)施設(shè)備等條件的限制，再加上信息化教學(xué)的推廣以及農(nóng)村初中基本已裝備了計算機與多媒體等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)資源也相對比較豐富，所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師完全可以有效地應(yīng)用虛擬實驗來達到教學(xué)的目的。

1. 加強對虛擬實驗的認(rèn)識，豐富實驗教學(xué)手段

虛擬實驗?zāi)軌驇Ыo學(xué)生直觀性的實驗體驗，這點是“口頭實驗”或“文字實驗”所不具備的，學(xué)生只有通過逼真的實驗情境才能加深對化學(xué)知識的理解，所以，農(nóng)村初中化學(xué)教師必須加強對虛擬實驗的認(rèn)識，采用多樣化的教學(xué)手段。例如在學(xué)習(xí)“我們周圍的空氣”時，為了幫助學(xué)生形象地了解我們生活中存在的氣體，教師可以利用計算機技術(shù)來模擬各種氣體的特征及其在不同狀態(tài)下所表現(xiàn)出來的特點，而不是簡單的講述或者讓學(xué)生看課本識記，通過虛擬實驗的方式，學(xué)生觀察圖片、動畫等才能形象地了解到周圍空氣的組成及特點。再如關(guān)于“初中化學(xué)常用儀器和藥品取用規(guī)制”學(xué)習(xí)中，將實驗器材進行一一演示和講解就需要借助多媒體設(shè)備營造虛擬的實驗操作情境，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.充分發(fā)揮多媒體設(shè)備的作用，增強實際教學(xué)效果

目前，多媒體教學(xué)已成化學(xué)教學(xué)的常態(tài)。農(nóng)村初中化學(xué)需要引入現(xiàn)代化教育教學(xué)技術(shù)，充分利用多媒體設(shè)備等輔助教學(xué)手段，設(shè)計出高質(zhì)量的虛擬實驗，讓教學(xué)情境顯得更加“真實”。例如學(xué)習(xí)“溶液”內(nèi)容時，關(guān)于“溶液、乳濁液和懸濁液”的化學(xué)知識就可以利用圖片、圖像或者視頻的方式來營造良好的學(xué)習(xí)情境，幫助學(xué)生迅速掌握這些不同溶液的特點；再如學(xué)習(xí)“酸和堿之間會發(fā)生什么反應(yīng)”這個知識點時，教師可以利用虛擬實驗?zāi)Ｊ杰浖梢詮木W(wǎng)上下載）來將各種酸、堿性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)進行融合、反應(yīng)，讓學(xué)生觀察模擬軟件模擬實驗現(xiàn)象所得出的化學(xué)結(jié)論，從而掌握知識點。

3.構(gòu)建自學(xué)型的虛擬實驗情境，支持學(xué)生自主探究

長期以來，農(nóng)村初中化學(xué)課堂都是“一言堂”，教師是課堂的主導(dǎo)者，實驗操作也主要由教師一人操作和演示，學(xué)生參與實驗的機會少，對于實驗的細節(jié)掌握不到位，許多時候都是面臨實驗操作考試時才“臨陣磨槍”，許多化學(xué)知識都缺乏實際體驗，同樣也出現(xiàn)許多遺漏知識未被發(fā)現(xiàn)。在虛擬實驗教學(xué)模式下，教師應(yīng)該多支持學(xué)生的自主探究，培養(yǎng)學(xué)生自主操作實驗的能力，積極構(gòu)建自學(xué)型的虛擬實驗情境。讓學(xué)生自主搜集相關(guān)資料進行編輯，也可以利用電腦或智能手機自主地下載并進入虛擬化學(xué)實驗軟件中進行自主操作，然后將自己的操作過程進行講解和分享，這樣既能夠鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又能夠發(fā)揮出信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科整合教學(xué)的優(yōu)勢，促進學(xué)生綜合能力的提升。

總之，虛擬實驗在初中化學(xué)教學(xué)中所發(fā)揮的主要是輔助教學(xué)作用，其本身并不能替代真實的化學(xué)實驗，學(xué)生還是需要通過一定的實際操作實驗來鍛煉自己的動手能力和探究能力。在初中化學(xué)教學(xué)中運用虛擬實驗主要還是為了幫助學(xué)生認(rèn)識和理解化學(xué)現(xiàn)象。因此，在實際教學(xué)中，教師可以利用虛擬實驗來模擬那些危險的、復(fù)雜的、耗時的以及不必要進行實際操作的實驗，將虛擬實驗作為農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的一種重要的教學(xué)手段，不斷提高農(nóng)村初中化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效率。

參考文獻：

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