AR/VR技術在高中化學實驗課堂中的意義與作用探究

張冬華

摘 要：AR/VR技術也被稱為“虛擬現實”，隨著信息技術的日益成熟，它也成為近幾年比較熱門的話題。高中化學作為一門理性思維與實驗操作相結合的學科，除了書本上的理論知識以外，適當的實驗課程也必不可少。隨著AR/VR技術穿插在教學中，它對化學的實驗課堂也產生了深遠的影響，給老師和學生帶來了極大便利。

關鍵詞：AR/VA技術；虛擬現實；高中化學；實驗課堂；現代技術

化學是一門以實驗為基礎的自然科學。將AR/VR技術應用在化學實驗課堂中，能夠更好地發展學生的自學能力、分析觀察能力、嚴謹思維能力、動手實踐能力和創造創新能力。本文通過解釋AR/VR技術，探討該技術在高中化學實驗課堂中的必要性，深刻地分析討論了AR/VR技術在高中化學實驗課堂中的意義與

作用。

一、AR/VR技術概述

AR/VR技術是一種將真實和虛擬兩個世界的信息“無縫”集成的新技術，是把原本在真實世界難以體驗到的實體信息，通過電腦等科學技術進行模擬仿真，然后將虛擬的信息疊加應用到真實世界，從而被人類所感知，達到超越現實的感官體驗。隨著這項技術的發展，它逐漸涉及諸多領域。

二、探究AR/VR技術在高中化學實驗課堂教學中運用的必要性

（一）增強課堂實驗的趣味性

化學作為一門嚴謹的學科，需要很強的操作能力。因此化學實驗也就成了增強學生學習化學興趣的一種重要手段。雖然近幾年來相關人士對這一問題進行了一些反思和探索，在必修課中設置了一些選修實驗課程，如趣味實驗、化學小實驗等，供感興趣的學生選做，但是這一效果并不太理想。因為大多情況下，學生不具備化學實驗材料，而且購買途徑很是麻煩，學生的興趣也就無從談起。

AR/VR技術在化學實驗課堂的應用，就巧妙地解決了這一系列問題。例如，講“鐵和鐵的化合物”這一節時，老師通過AR/VR技術，模擬“噴霧作畫” 趣味實驗，讓學生身臨其境，即用模擬出來的化學材料，通過自己對實驗條件的設定，從而達到自己想要的實驗效果。通過這一技術，就可以節省等待時間，有更多的時間去和小伙伴們探討這些神奇的實驗現象。這樣可以極大地調動學生學習化學的興趣，充分激發學生對化學的求知欲望。

（二）加強課堂實驗的探究與合作

因為每個學生對化學實驗的認知程度不同，再加上實驗器材的限制，使學生不能很好地一起探討實驗現象。

AR/VR技術在化學實驗課堂的應用，可以為學生提供應有盡有的實驗素材以及實驗環境。學生可以自發組隊去完成想要完成的化學實驗，共同探討實驗中出現的各種問題，還能通過自擬條件，分析這些問題出現的原因。這樣可以充分挖掘學生的潛力，引導學生大膽地創新和思考，培養他們勇于探索、團結合作的

精神。

（三）確保課堂實驗的安全性

高中化學實驗往往存在很大的安全隱患，因為有的實驗需要的條件十分苛刻，一個步驟稍有疏忽，就會釀成大禍。比如，有的教師在檢驗Na2O2與H2O反應有O2放出時，為了更好地觀察物體復燃現象，用紙條代替木條，但是紙條極易掉到試管中，產生強烈的爆炸聲，甚至造成實驗事故，給學生留下心理陰影。AR/VR技術在化學實驗課堂的應用，可以將實驗物品虛擬化，學生在模擬的虛擬場景中進行實驗，達到真實的實驗效果。例如，有很多化學實驗會產生有毒氣體，對學生的身體造成嚴重傷害，但是在虛擬場景中，即使實驗發生危險，也不會對學生自身造成傷害，還會讓學生從中吸取教訓，讓自己避免出現這樣的失誤。這樣不僅將實驗降低到零危險，還讓學生養成對有毒氣體防污染、防擴散的習慣意識。

（四）尊重課堂實驗現象的真實性

由于真實環境與理想環境的差距，課本上的很多實驗難以實際操作，或者即使操作也會出現很大的偏差，老師往往也難以用口述的方式解釋這一現象，這樣不僅會增大學生的理解難度，甚至產生誤導，還會使學生喪失對化學的興趣。這時AR/VR技術就會展現它獨特的魅力，例如Cu與濃H2SO4得到的溶液，在實際操作中得到的是深墨色的溶液，但是在AR/VR技術創造出理想環境下得到的是藍色溶液。這樣學生對實驗的真實性得到了驗證。老師也可以引導學生多去改變條件參數，讓他們自己體會不同條件下產生的不同的實驗現象。學生從分析原因中得到了思維訓練，也提高了對反應物適當用量和控制條件對實驗成敗影響的認識。這樣不僅問題不攻自破，而且還培養了學生求真求實的科學態度。

將AR/VR技術應用到化學實驗課堂，既能幫助學生正確認識物質及其變化規律，又能培養學生規范操作的能力，激發學生學習化學的興趣和求知欲，同時還培養了學生的創新思維，讓學生更加深刻地理解并掌握化學思想。

參考文獻：

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[2]毛廣秀.多元化實驗教學讓學生享受化學實驗的快樂[J].廣東化工，2013（13）.

注：本文為《信息技術與學科教學深度融合的教學結構研究》（課題編號：13513417A）論文。

編輯 趙飛飛