淺談虛擬現實技術在初中化學教學中的應用

韓素敏

【摘要】隨著虛擬現實技術的發展與迭代，VR在教育領域的應用前景更加廣闊。本文設計了一項虛擬現實技術在初中化學課堂的教學設計示例，將虛擬現實技術靈活運用在初中課堂教學中，并進一步總結了虛擬現實在初中化學課堂的應用潛力和優勢。

【關鍵詞】虛擬現實技術;初中化學;教學應用

虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術是一種匯集計算機技術、傳感器技術、多媒體技術等多種技術，創建模擬仿真環境，讓用戶體驗虛擬世界的計算機仿真系統。因此，虛擬現實技術也被稱為“沉浸式多媒體”，具有沉浸感、交互性、想象性三大特征。隨著技術的發展與應用，虛擬現實已經走進了課堂。利用虛擬現實技術，可以有效補充初中化學課堂傳統教學方法（如，板書、PPT、記錄視頻）等的缺陷，給予學生更加直觀的認識，幫助他們快速理解原有的抽象知識點，從而提升化學教學質量。

一、虛擬現實技術有助于學生理解教學重難點

以初三化學課程《物質構成的奧秘》為課程設計范例，本節課程主要在學習原子結構的基礎上，讓學生了解原子核外電子是如何排布的，課程重點與難點在于如何引導學生理解原子核外電子是具有分層排布的特點及規律。較傳統的教學方法而言，利用VR技術進行本次課程的教學，更能直接地讓學生觀察并理解課程重點難點、引導思考上具有更大優勢。課程教學設計如下：

首先，通過對原子結構的分析，學生可以初步掌握原子的一些特性，如電子占據著原子核外的空間，并且電子就在這個空間里作高速的運動等。然后，引導學生思考“原子核外電子排布和運動的規律”，這時借助VR設備，讓學生觀察通過虛擬現實技術模擬的微觀原子結構和核外電子的運動軌跡。借助虛擬現實技術帶來的沉浸式體驗，學生仿佛能夠近距離觸碰原子，觀察原子核外電子排布的成像，描述電子排布規律。再之后，由教師切換觀察的元素類型，讓學生觀察并描述原子最外層電子數與元素類別的關系。最后，由教師總結原子核外電子分層排布的特點，歸納電子排布規律，并向學生教學原子結構示意圖。

VR課程設計總結：初中化學知識中，原子的結構屬于化學基本理論，闡述的是微觀世界的規律，難以開展直觀形象的實驗。在以往的教學中，該課時內容往往只能憑借有限的動畫資源和圖片資源來解釋原子的結構，顯得比較枯燥?，F在利用VR技術，就可以讓學生進入微觀世界進行沉浸式、近距離觀察原子核、電子、中子和質子等原子的結構，這樣的沉浸式體驗比觀看視頻、平面動畫的帶入感要強很多，能夠集中學生的注意力，加深學生對知識的理解和掌握。

二、虛擬現實技術有助于加深學生對新知識的理解

化學是中學階段較為重要的一門學科。在化學學習中，需要宏觀辨識與微觀探析，這對學生的邏輯思維和抽象思維的綜合運用有著一定要求。但初中的學生剛剛接觸化學，課程知識儲備有限，學生對化學知識難以了解。但提供直觀的體驗在虛擬現實中是很容易實現的，利用VR技術，可以讓學生對化學進行直觀體驗，加深學生對知識的理解，提高課堂的教學效果。

三、虛擬現實技術有助于激發學生學習的主觀能動性

傳統化學授課過程中在新時代已經通過引入信息技術，在教學過程中增加大量的多媒體元素。但在新階段，信息量較為稀疏的多媒體教學已經難以集中學生們的注意力，對于教師的授課效果和教學效率存在不利影響。而通過將虛擬現實應用技術與中學化學課堂進行結合，能夠大幅提高學生對于化學知識的探究興趣，深入激發他們的主動積極性性，實現提高課堂知識講解的信息量、優化整體課堂教學效果的目的。

四、虛擬現實技術有助于學生鞏固知識點

在中學化學課程，尤其是初中化學課程授課的過程中，存在著大量的學習難點，如何將微觀難懂的知識化為直觀真實的感受，是突破難點的關鍵所在。這在傳統課堂模式中，教師需要通過教材以及相關多媒體課件，為學生解答難點問題。虛擬現實技術在練習式學習活動中，能夠發揮最大程度的輔助效果。教師還能夠在化學課堂中應用虛擬現實技術，通過模擬反饋讓學生能夠通過直觀地虛擬現實感受，增強對于知識的了解程度，糾正學生的錯誤認知。

隨著虛擬現實技術的發展與迭代，其在教育領域的應用前景更加廣闊。虛擬現實技術在初中化學教學中，有助于學生理解教學重難點，有助于加深學生對新知識的理解，有助于激發學生學習的主觀能動性，從而提高教育教學的效果。筆者相信，將虛擬現實技術靈活運用在初中課堂教學中，將進一步提高虛擬現實在初中化學課堂教學的應用潛力和優勢。

參考文獻：

[1]劉德建，劉曉琳，張琰，等.虛擬現實技術教育應用的潛力、進展與挑戰[J].開放教育研究，2016，22（4）：25-31.

[2]黃思良.淺談虛擬現實技術在化學教學中的應用[J].中學化學教學參考，2008（11）：40-41.

責任編輯? 李海濤FCB909F9-F4EC-4CFB-9467-697996E1C3A6