張冬華

摘 要：AR/VR技術(shù)也被稱為“虛擬現(xiàn)實”，隨著信息技術(shù)的日益成熟，它也成為近幾年比較熱門的話題。高中化學(xué)作為一門理性思維與實驗操作相結(jié)合的學(xué)科，除了書本上的理論知識以外，適當(dāng)?shù)膶嶒炚n程也必不可少。隨著AR/VR技術(shù)穿插在教學(xué)中，它對化學(xué)的實驗課堂也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，給老師和學(xué)生帶來了極大便利。

關(guān)鍵詞：AR/VA技術(shù)；虛擬現(xiàn)實；高中化學(xué)；實驗課堂；現(xiàn)代技術(shù)

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。將AR/VR技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)實驗課堂中，能夠更好地發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力、分析觀察能力、嚴(yán)謹(jǐn)思維能力、動手實踐能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力。本文通過解釋AR/VR技術(shù)，探討該技術(shù)在高中化學(xué)實驗課堂中的必要性，深刻地分析討論了AR/VR技術(shù)在高中化學(xué)實驗課堂中的意義與

作用。

一、AR/VR技術(shù)概述

AR/VR技術(shù)是一種將真實和虛擬兩個世界的信息“無縫”集成的新技術(shù)，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(xué)技術(shù)進行模擬仿真，然后將虛擬的信息疊加應(yīng)用到真實世界，從而被人類所感知，達到超越現(xiàn)實的感官體驗。隨著這項技術(shù)的發(fā)展，它逐漸涉及諸多領(lǐng)域。

二、探究AR/VR技術(shù)在高中化學(xué)實驗課堂教學(xué)中運用的必要性

（一）增強課堂實驗的趣味性

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

AR/VR技術(shù)在化學(xué)實驗課堂的應(yīng)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(jié)時，老師通過AR/VR技術(shù)，模擬“噴霧作畫” 趣味實驗，讓學(xué)生身臨其境，即用模擬出來的化學(xué)材料，通過自己對實驗條件的設(shè)定，從而達到自己想要的實驗效果。通過這一技術(shù)，就可以節(jié)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(xiàn)象。這樣可以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，充分激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的求知欲望。

（二）加強課堂實驗的探究與合作

因為每個學(xué)生對化學(xué)實驗的認(rèn)知程度不同，再加上實驗器材的限制，使學(xué)生不能很好地一起探討實驗現(xiàn)象。

AR/VR技術(shù)在化學(xué)實驗課堂的應(yīng)用，可以為學(xué)生提供應(yīng)有盡有的實驗素材以及實驗環(huán)境。學(xué)生可以自發(fā)組隊去完成想要完成的化學(xué)實驗，共同探討實驗中出現(xiàn)的各種問題，還能通過自擬條件，分析這些問題出現(xiàn)的原因。這樣可以充分挖掘?qū)W生的潛力，引導(dǎo)學(xué)生大膽地創(chuàng)新和思考，培養(yǎng)他們勇于探索、團結(jié)合作的

精神。

（三）確保課堂實驗的安全性

高中化學(xué)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(yīng)有O2放出時，為了更好地觀察物體復(fù)燃現(xiàn)象，用紙條代替木條，但是紙條極易掉到試管中，產(chǎn)生強烈的爆炸聲，甚至造成實驗事故，給學(xué)生留下心理陰影。AR/VR技術(shù)在化學(xué)實驗課堂的應(yīng)用，可以將實驗物品虛擬化，學(xué)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(xué)實驗會產(chǎn)生有毒氣體，對學(xué)生的身體造成嚴(yán)重傷害，但是在虛擬場景中，即使實驗發(fā)生危險，也不會對學(xué)生自身造成傷害，還會讓學(xué)生從中吸取教訓(xùn)，讓自己避免出現(xiàn)這樣的失誤。這樣不僅將實驗降低到零危險，還讓學(xué)生養(yǎng)成對有毒氣體防污染、防擴散的習(xí)慣意識。

（四）尊重課堂實驗現(xiàn)象的真實性

由于真實環(huán)境與理想環(huán)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(xiàn)很大的偏差，老師往往也難以用口述的方式解釋這一現(xiàn)象，這樣不僅會增大學(xué)生的理解難度，甚至產(chǎn)生誤導(dǎo)，還會使學(xué)生喪失對化學(xué)的興趣。這時AR/VR技術(shù)就會展現(xiàn)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(shù)創(chuàng)造出理想環(huán)境下得到的是藍(lán)色溶液。這樣學(xué)生對實驗的真實性得到了驗證。老師也可以引導(dǎo)學(xué)生多去改變條件參數(shù)，讓他們自己體會不同條件下產(chǎn)生的不同的實驗現(xiàn)象。學(xué)生從分析原因中得到了思維訓(xùn)練，也提高了對反應(yīng)物適當(dāng)用量和控制條件對實驗成敗影響的認(rèn)識。這樣不僅問題不攻自破，而且還培養(yǎng)了學(xué)生求真求實的科學(xué)態(tài)度。

將AR/VR技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)實驗課堂，既能幫助學(xué)生正確認(rèn)識物質(zhì)及其變化規(guī)律，又能培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和求知欲，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生更加深刻地理解并掌握化學(xué)思想。

參考文獻：

[1]陸玉涵.精心設(shè)計實驗 綻放化學(xué)之美[J].化學(xué)教與學(xué)，2013（10）.

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

注：本文為《信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的教學(xué)結(jié)構(gòu)研究》（課題編號：13513417A）論文。

編輯 趙飛飛