“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下虛擬實驗在高中化學教學中的應用研究

余新紅

（甘肅省岷縣第一中學，甘肅 岷縣）

化學教學純粹看重理論或是實踐都是不可取的，如果學生空談理論，只能變成“語言上的巨人”，而如果不注重理論的學習，只是依靠實驗進行學習，那么學生對化學就不能形成系統(tǒng)的認知。只有在高中化學教學中將理論知識和實踐知識相互結(jié)合起來，通過理論促進實踐的進行，學生的實踐和應用能力才能夠得到提升和進步，教師的教學質(zhì)量和效率自然也會隨之提升。實驗不僅能夠使學生建立化學與實際生活之間的聯(lián)系，還可以激發(fā)學生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力，對學生綜合素質(zhì)的提高具有重大意義。

一、高中化學實驗教學現(xiàn)狀

（一）教師重視程度不高

高中階段是學生人生中的一個分水嶺，這一時期無論是學生還是教師都面臨著巨大的升學壓力和教學壓力。為了應對高考，高中化學教學中容易出現(xiàn)“唯成績論”，在這種錯誤觀念下教師的教學往往只圍繞理論知識的講解展開。由于高考中并未涉及實際操作性的化學實驗問題，因此教師在授課中就容易忽視實驗的過程、步驟以及注意方式等。教師在教學中甚至讓學生通過死記硬背的方式來記憶化學方程式，學生對化學儀器的名稱、特性和用途等都缺乏了解，對于化學實驗的動手操作更是難上加難。這不僅限制了學生想象力的揮發(fā)，還對學生創(chuàng)造力和創(chuàng)新力的提升也產(chǎn)生了抑制。

（二）學生實驗意識薄弱

高中階段的學生雖然自覺性和主動性相比初中階段有所提高，但是學習的方向性還是較差，而且不同學生之間學習態(tài)度的差異性也十分明顯。在應試教育的壓力下，學生只關(guān)注語文、數(shù)學、英語三門課程的學習，認為化學只不過是一門小學科，不用太過于關(guān)注和花費太多時間。正是學生這種錯誤的認知造成了他們在學習化學課程時十分懶散，平時的死記硬背尚且不愿意應付，對化學實驗更加談不上關(guān)心。實驗課的開展往往依賴于教師的幫助，并不能獨立完成一次化學實驗。

（三）教學方法相對單一

傳統(tǒng)的高中化學教學中雖然會涉及具體實驗，但是多采用教師口述或者是演示的形式，這種方法扼殺了學生主動進行實驗的積極性和能動性，學生僅憑教師的講解并不能建立起化學元素之間的聯(lián)系，對理論知識的不夠熟悉也導致學生在進行獨立實驗操作時錯誤頻出，這種錯誤的教學方式甚至會導致學生對化學這門學科逐漸失去興趣，最終不僅不能提高學生的學習成績，甚至會扼殺學生原本的想象力和創(chuàng)造力。

二、高中化學教學中開展虛擬實驗的具體策略

（一）播放實驗視頻，了解實驗過程

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為更好地開展高中化學教學創(chuàng)造了條件，傳統(tǒng)的教學中教師只是通過口述的方式向?qū)W生講解化學實驗的步驟，這種方式導致學生難以對化學實驗的基本原理進行掌握和理解。而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)對化學實驗教學資源進行了系統(tǒng)的分類和整理，教師在具體化學實驗講解的過程中只需要輔助以必要的網(wǎng)絡(luò)實驗操作，這樣學生理解化學實驗也就更加快速和方便。例如，在講解“甲烷”一課時，教師為了激起學生學習的興趣，可以讓學生課前搜索西氣東輸?shù)南嚓P(guān)資料，學生通過預習了解到它的主要成分是甲烷，于是在正式的學習中就會對甲烷產(chǎn)生好奇心，這時教師輔以相關(guān)的甲烷實驗，在實驗錄制的過程中適當?shù)丶骖櫦淄槿紵母鱾€角度，從而使學生對甲烷物理特性有基本的了解。在實驗完成后，教師可以讓學生思考甲烷中是否包含著氫、碳和氧元素。在學生的主動思考中教師輔之以一定的啟發(fā)和引導，最終得到甲烷的分子式和結(jié)構(gòu)式，從而完成該課程的講解。

（二）利用虛擬技術(shù)，線上操作實驗

在化學教學過程中，為了豐富學生的實驗體驗，提高學生的動手操作能力，教師可以將虛擬實驗和線下操作實驗兩者有機結(jié)合起來。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為學生進行實驗提供了便利，由于大多數(shù)學生的家里都沒有實驗所需的相關(guān)儀器和設(shè)備，且在家獨自進行實驗如果操作不當很容易造成事故，因此教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)幫助學生進行線上實驗。教師在講解完一章節(jié)知識后，可以在課堂中向?qū)W生展示該實驗的具體操作，通過視頻講解的方式，學生對實驗操作能有更加直觀的感知，在接下來的活動中教師可以搭建一個線上的實驗平臺，鼓勵學生利用空閑時間在平臺上進行虛擬實驗的操作，學生通過虛擬平臺的一次次試錯從而真正地掌握一項化學實驗，之后教師可以帶領(lǐng)學生去專門的化學實驗室進行該實驗的單獨操作，以此來檢驗學生是否真正掌握了該項實驗。通過教師和學生的相互配合，線下和線上兩種教學方式的聯(lián)系，學生學習起來也就更加容易和輕松，學習的積極性和主動性也會增強。例如，在“氨的合成”的教學中，讓學生首先通過視頻了解合成氨反應原理的相關(guān)實驗，意識到實驗中需要干燥的硬質(zhì)試管和鐵絲絨，在了解了整套原理和操作之后，學生在互聯(lián)網(wǎng)上通過鼠標來拖拽所需要的實驗儀器，以此完成相關(guān)實驗，這樣學生的操作能力就會得到提高。

（三）虛實結(jié)合，提升學生學習效率

在實際的化學教學過程中，并不是每個學校都有完備的化學儀器和材料。教師在引導學生進入學校實驗室進行化學實驗時，儀器的數(shù)量往往少于學生的總數(shù)，為了克服這一障礙，教師經(jīng)常會選擇學生分組的方式，通過小組之間的合作來進行某項實驗。這樣做固然有好處，能夠鍛煉小組之間的協(xié)同合作能力，但更多的是造成小組成員之間相互推脫，不能保證每一位學生都能夠進行實驗操作。虛擬實驗的出現(xiàn)恰恰解決了實驗器材空缺和緊張的問題，學生只需要通過計算機進行相關(guān)操作就能夠獨立完成某項實驗，這大大提高了學生的動手能力，使學生對化學實驗的原理和操作步驟能夠快速掌握并應用。在高中階段的教學中，正是要將傳統(tǒng)的線下實驗和線上實驗相互結(jié)合，使學生擺脫時間和空間的限制，能夠隨時進行化學實驗，從而為學生更好地理解化學這門學科打下堅實的基礎(chǔ)。學生只有真正地動手操作之后，對各種化學元素以及彼此之間的反應甚至是不同元素通過一定燃燒形成的化學方程式有系統(tǒng)的了解，才能夠在日后的學習中學以致用，將知識轉(zhuǎn)化為實踐，更好地實現(xiàn)個人的發(fā)展。

三、結(jié)語

高中化學教學在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下能夠克服很多操作障礙，教師在教學過程中需要善于運用互聯(lián)網(wǎng)資源，通過互聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗使學生成為行動的巨人。任何一門課程的學習都是為了投入實踐的應用中，教師如果僅僅關(guān)注學生學習成績的提高，而對學生的操作能力毫不關(guān)心，就會導致學生成為一個夸夸其談但毫無能力的人，這樣培養(yǎng)出來的學生和我國素質(zhì)教育所要求的培養(yǎng)全面發(fā)展的人才的理念完全是相悖的。教師必須充分意識到這一點，在化學教學中投入更多的時間和精力。線下實驗教學需要耗費大量時間，且實驗器材不能滿足每一位學生實驗的需要，這就需要依賴線上虛擬實驗，兩者相輔相成，共同促進學生的提高和進步。開展高中虛擬實驗課程在很大程度上可以激發(fā)學生對化學這門學科進行深入學習的興趣，學生在觀看演示實驗的過程中首先在頭腦中建立了一個關(guān)于實驗的簡要認知，之后利用虛擬平臺通過計算機鼠標等對實驗材料進行選取，從而在線上完成某項實驗，這樣學生就能將頭腦中的知識轉(zhuǎn)化為實際的操作。在線上進行虛擬實驗的過程中，教師需要對學生實驗操作進行檢查，分析學生在操作中存在的問題，并建立一個線上討論小組，當學生對實驗的某一環(huán)節(jié)有所疑惑的時候可以在小組內(nèi)進行互動交流，小組之內(nèi)如果無法解決，教師就需要發(fā)揮引導作用，幫助學生進行相關(guān)答疑。之后，教師可以帶領(lǐng)學生在線下進行實驗的具體操作，這時學生的操作就會更加規(guī)范，活動中出錯的頻率也會減少，很大程度上保證實驗的安全性。只有真正地做到線上虛擬實驗和線下操作實驗的結(jié)合，學生的理論知識和操作能力才能夠得到共同成長和進步，這時學生的化學成績自然會得到提高，對學生日后將所學的化學知識應用于具體的生活實際中也有所裨益。