謝雁婷

【摘要】本文論述了在初中化學(xué)教學(xué)中開展虛擬實(shí)驗(yàn)，能夠突破實(shí)驗(yàn)條件的限制，幫助學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步凸顯實(shí)驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)象，幫助學(xué)生鞏固化學(xué)知識(shí)，提高化學(xué)自學(xué)能力。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 虛擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）05A-0114-01

虛擬實(shí)驗(yàn)室是一種基于Web技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，是現(xiàn)有各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化和虛擬化。它由虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、虛擬器材庫和開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)組成。教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)結(jié)合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求與目標(biāo)，立足于學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)需求，靈活恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生開啟化學(xué)世界的大門。

一、利用虛擬實(shí)驗(yàn)，突破實(shí)驗(yàn)條件限制

在學(xué)習(xí)某些化學(xué)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，由于目前還不具備課堂實(shí)驗(yàn)的條件，教師只能采用口頭講解的方式來開展，不利于學(xué)生透徹地理解化學(xué)知識(shí)。此時(shí)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)可以有效突破現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件的制約，把一些在現(xiàn)實(shí)中無法完成的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬展示，幫助學(xué)生牢固掌握化學(xué)知識(shí)。

在學(xué)習(xí)有關(guān)“二氧化碳”的知識(shí)時(shí)，教師在講解CO2的性質(zhì)時(shí)，通常都會(huì)介紹CO2所引發(fā)的“溫室效應(yīng)”，但什么是“溫室效應(yīng)”學(xué)生并不理解，也沒有直觀的認(rèn)識(shí)，因此只能機(jī)械地記憶；同樣對(duì)于CO2的性質(zhì)也是一知半解，沒有真正地理解CO2造成“溫室效應(yīng)”的原因。但借助虛擬實(shí)驗(yàn)，教師可以為學(xué)生模擬在現(xiàn)場(chǎng)添加云霧的場(chǎng)景，讓學(xué)生觀察并感受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的溫度上升，親身感受溫度的變化。這樣把原本不可能實(shí)現(xiàn)的“溫室效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)借助虛擬手段真實(shí)地呈現(xiàn)出來，進(jìn)而使學(xué)生了解溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因是空氣中的CO2太多了，就好像給地球表面蓋了一層被子，使地球無法向太空中輻射熱量，導(dǎo)致地球表面的溫度不斷升高，像一個(gè)溫室一樣。在這種虛擬實(shí)驗(yàn)的幫助下，學(xué)生理解了CO2引起溫室效應(yīng)的原因，對(duì)CO2的知識(shí)掌握得更加牢固。

二、利用虛擬實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)因?yàn)楝F(xiàn)象直觀生動(dòng)，很容易激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生產(chǎn)生深入探究的迫切想法和沖動(dòng)。但初中化學(xué)由于實(shí)驗(yàn)條件、安全性、環(huán)保性等方面的原因，不能全部讓學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究，導(dǎo)致多數(shù)教師只能讓學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律，效果很不理想。而虛擬實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了更多實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，能夠促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)化學(xué)。

在學(xué)習(xí)“一氧化碳”的內(nèi)容時(shí)，由于CO有毒，容易爆炸，所以有關(guān)CO的實(shí)驗(yàn)也就不能進(jìn)行，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)CO的學(xué)習(xí)只能停留在聽教師講述、簡單機(jī)械的記憶層面上。但是教師可以借助虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)展開學(xué)習(xí)，讓學(xué)生先借助虛擬實(shí)驗(yàn)來了解當(dāng)裝有CuO的大試管及導(dǎo)管中混合有CO時(shí)，直接加熱大試管會(huì)造成爆炸，這樣通過虛擬手段來讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)爆炸的情形，帶給學(xué)生們觸目驚心的感覺，學(xué)生自然會(huì)牢牢地記住CO的性質(zhì)，并且對(duì)CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)步驟也有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，很好地理解了為什么在點(diǎn)燃酒精燈對(duì)CuO進(jìn)行加熱之前需要先通入一段時(shí)間的CO，以及在CuO被還原后，仍然要繼續(xù)通入CO，一直到玻璃管冷卻才能停下。這樣應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的安全性，學(xué)習(xí)效果也更加理想。

三、利用虛擬實(shí)驗(yàn)，凸顯實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)象

現(xiàn)行的初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，有些實(shí)驗(yàn)需要時(shí)間較長、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，學(xué)生們無法在有限的課堂時(shí)間內(nèi)看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果，造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解不夠深刻。教師可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)，借助虛擬的手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和結(jié)果、實(shí)驗(yàn)條件和現(xiàn)象的設(shè)計(jì)和調(diào)控，合理地縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，凸顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。

在學(xué)習(xí)了“鋁”的相關(guān)知識(shí)后，對(duì)于這種常見金屬元素的性質(zhì)，由于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生結(jié)果的時(shí)間比較長，不便在課堂上進(jìn)行演示。教師借助虛擬實(shí)驗(yàn)，把鋁在空氣中被氧化的過程截取了三個(gè)不同的時(shí)間段呈現(xiàn)出來，先后展示第一天的情形、三天后的情形和六天后的情形，通過讓學(xué)生觀察這三個(gè)階段鋁表面變化情況，學(xué)生明顯看到了鋁在空氣中被氧化得到了氧化鋁，所以由亮變暗了，氧化鋁會(huì)在鋁表面形成保護(hù)膜，所以六天后與其他地方的亮度一樣了。通過虛擬實(shí)驗(yàn)展示，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原理都形成了更為清晰的認(rèn)識(shí)。

總之，虛擬實(shí)驗(yàn)不但豐富了初中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源，而且有效地拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的有力補(bǔ)充。不過，虛擬實(shí)驗(yàn)雖然對(duì)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)非常有益，但還要與演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，靈活恰當(dāng)?shù)丶右詰?yīng)用，發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，最大程度地幫助學(xué)生主動(dòng)、高效地學(xué)習(xí)化學(xué)。

（責(zé)編 林 劍）