凌 宏

（福建省晉江磁灶中學(xué)，福建 晉江 362214）

所謂仿真實驗，是指借助計算機軟件，通過可視化實驗平臺設(shè)計，利用鍵盤和鼠標(biāo)操作完成的實驗。仿真實驗與化學(xué)學(xué)科有更多結(jié)合點，教師適時引入仿真實驗項目式教學(xué)模式，學(xué)生體驗更為真實，認(rèn)知成長更為順利。仿真實驗帶有虛擬性，又稱為模擬實驗。教師引進仿真實驗項目式教學(xué)模式，可以大大降低實驗成本，還能夠增加實驗的展示性、操控性，學(xué)生借助電腦展開反復(fù)操作，其感知體驗更為豐富。在化學(xué)實驗教學(xué)中引入仿真實驗教學(xué)模式，應(yīng)該是最為明智的選擇。教師需要有理性分析和判斷，創(chuàng)造更多實驗研學(xué)契機。

一、確定項目內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生仿真實驗熱情

化學(xué)教材中有豐富實驗內(nèi)容，教師在教學(xué)方案設(shè)計環(huán)節(jié)，深度研究教材，重點關(guān)注實驗內(nèi)容，對實驗教學(xué)目標(biāo)進行合理設(shè)定，對實驗呈現(xiàn)形式進行科學(xué)篩選，最終確定仿真實驗方案，這樣可以大大降低實驗操作成本，還能夠調(diào)動學(xué)生參與實驗的熱情，無疑是最為明智的選擇。學(xué)生對電腦操控下的仿真實驗有不同期待，教師對實驗項目內(nèi)容展開深入研究，將仿真實驗與項目式教學(xué)模式相結(jié)合，形成完善的實驗教學(xué)方案，為仿真實驗順利展開奠定基礎(chǔ)。

例如，教學(xué)蘇教版高一化學(xué)必修第一冊《物質(zhì)的分散系》。教師組織學(xué)生對常見的液體分散系進行對比觀察，并借助顯微鏡展開實驗操作，如觀察食鹽水、牛奶、豆?jié){、河水等，從外觀、透過性、粒子大小等角度展開觀察分辨，對液體分散系的幾種物質(zhì)有了一些了解。在“丁達(dá)爾效應(yīng)”分析時，需要對膠體光通過性做展示，而顯微鏡觀察不能達(dá)成實驗效果。教師設(shè)計了仿真實驗方案，利用電腦設(shè)計模擬實驗，電腦畫面展示兩只燒杯，分別盛放硫酸銅和氫氧化鐵膠體溶液，讓一束激光水平方向照射兩只燒杯，可以看到氫氧化鐵膠體液體產(chǎn)生了光的“通路”，而硫酸銅液體沒有光線透過。教師先期做實驗演示操作，然后指導(dǎo)學(xué)生進入操作環(huán)節(jié)，對不同液體“丁達(dá)爾效應(yīng)”情況進行直觀觀察，得出準(zhǔn)確實驗結(jié)論。仿真實驗具有反復(fù)操作的特點，教師組織學(xué)生反復(fù)操作演練，由此產(chǎn)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)動力更為豐富，學(xué)生從中獲得的學(xué)習(xí)認(rèn)知也會更為深刻。

教師先組織學(xué)生做現(xiàn)實觀察實驗。這個實驗設(shè)計本身帶有項目式教學(xué)特點，學(xué)生的實驗思維被激活，在實際操作中形成實驗熱情。在“丁達(dá)爾實驗”項目設(shè)計時，教師改變策略，推出仿真實驗方案，其展示效果更為直觀清晰，學(xué)生觀察更為主動，特別是讓學(xué)生親自操控，引起學(xué)生極大熱情。“興趣是最好的老師”，教師利用仿真實驗平臺展開實驗方案設(shè)計，獲得不錯調(diào)動效果，說明仿真實驗設(shè)計是具有高價值的。仿真實驗與項目化教學(xué)完美融合，為化學(xué)實驗教學(xué)帶來全新體驗，這應(yīng)該成為教師教研的重要選點。

二、開發(fā)項目資源，豐富學(xué)生仿真實驗體驗

教師深入研究教材實驗內(nèi)容，深度開發(fā)實驗素材，借助多種渠道搜集實驗信息，能夠為實驗設(shè)計形成正面支持。仿真實驗不需要什么器材、藥劑、場地條件，教師對實驗素材信息進行整合處理，借助電腦軟件展開實驗設(shè)計，利用更多可視性畫面進行直觀展示，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，這樣的仿真實驗才具有更高訓(xùn)練價值。教師從仿真實驗方案優(yōu)化方向展開研究，滲透項目式教學(xué)模式，提升仿真實驗設(shè)計品質(zhì)，能夠為學(xué)生帶來更多鮮活的學(xué)習(xí)體驗。學(xué)生對仿真實驗產(chǎn)生更高認(rèn)同感，才能促進學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知內(nèi)化。

仿真實驗在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中有廣泛應(yīng)用，教師需要做好優(yōu)化設(shè)計，與項目化教學(xué)模式形成對接，這樣可以創(chuàng)造豐富的教學(xué)動機。如教學(xué)《金屬鈉及鈉的化合物》。教師在導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)，利用仿真實驗平臺設(shè)計了模擬動畫，展示氯化鈉溶液的導(dǎo)電性。學(xué)生觀看視頻之后，產(chǎn)生不少學(xué)習(xí)疑問：氯化鈉溶液有導(dǎo)電性，其他溶液是不是也有導(dǎo)電性呢？這些溶液的導(dǎo)電性會相同嗎？教師針對學(xué)生的學(xué)習(xí)疑問，打開電腦開始做仿真實驗設(shè)計。根據(jù)學(xué)生提議，選擇了氫氧化鈉溶液、氨水等展開導(dǎo)電實驗設(shè)計。在實驗展示過程中，教師利用虛擬手段調(diào)整液體的濃度，其導(dǎo)電性也隨之變化。教師要求學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，引出電離實驗方案，對仿真實驗結(jié)果進行對接分析，讓學(xué)生逐漸掌握電解質(zhì)、電離反應(yīng)等概念內(nèi)涵。學(xué)生對教師制作仿真實驗比較感興趣，教師現(xiàn)場作指導(dǎo)，邀請學(xué)生參與制作活動，介紹一些制作方法，學(xué)生實驗學(xué)習(xí)進入新階段。

教師設(shè)計動畫式仿真實驗視頻為導(dǎo)學(xué)，成功調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)生對模擬實驗比較關(guān)注，參與主動性也很高，教師掌握學(xué)情展開教學(xué)設(shè)計，以項目任務(wù)形式進行引導(dǎo)和組織，成功調(diào)動了學(xué)生實驗參與的熱情。學(xué)生主動觀看、設(shè)計、操作、討論仿真實驗，其學(xué)習(xí)感知體驗更為鮮活而深刻。教師適時引導(dǎo)和組織，讓更多學(xué)生自然進入到實驗操作環(huán)節(jié)，其助學(xué)效果顯著的。學(xué)生對化學(xué)實驗有主動探索的興趣，教師適時推出仿真實驗項目任務(wù)，其適合性更高，助學(xué)效果也更為明顯。

三、制定項目方案，開發(fā)生本仿真實驗視野

項目式教學(xué)帶有鮮明的目標(biāo)性、任務(wù)性，教師將仿真實驗與項目式教學(xué)相融合，需要吸納學(xué)生參與意見。仿真實驗不是教師的閉門造車，需要廣泛吸納學(xué)生意見，甚至可以布設(shè)一些設(shè)計任務(wù)，要求學(xué)生參與實驗素材搜集、方案程序規(guī)劃、仿真實驗設(shè)計修改等活動，都能夠讓學(xué)生有更豐富的實驗感知體驗。學(xué)生參與仿真實驗設(shè)計活動，可以拓寬學(xué)習(xí)視野，也能夠建立更多學(xué)習(xí)信心，還可以促進其學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，可謂是一舉多得。

教師吸收學(xué)生參與意見，推出項目化學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生與教師一起搜集仿真實驗素材，設(shè)計仿真實驗程序，研究仿真實驗原理，無疑能夠產(chǎn)生豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)動力。在教學(xué)《海洋化學(xué)資源的綜合利用》這部分內(nèi)容時，教師先展示碘單質(zhì)，要求學(xué)生現(xiàn)場觀察，說出碘單質(zhì)的特點。學(xué)生對碘單質(zhì)不是很熟悉，觀察興趣很高。碘單質(zhì)屬于紫黑色固體，在空氣中容易升華，將碘單質(zhì)放入水中，其溶解度很小。教師及時進行引導(dǎo)，設(shè)定項目化學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生進入仿真實驗操作環(huán)節(jié)，經(jīng)歷實驗的全過程。學(xué)生根據(jù)教師安排，開始研讀教材，對實驗內(nèi)容作重點關(guān)注，很快就找到一些材料要點內(nèi)容。教師設(shè)計項目任務(wù)，要求學(xué)生以團隊形式進入實驗研學(xué)環(huán)節(jié)，在實驗原理分析、實驗操作步驟、實驗觀察討論、實驗結(jié)論確認(rèn)等節(jié)點展開深度研究。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，教師鼓勵學(xué)生參與仿真實驗設(shè)計，學(xué)生積極回饋，對實驗材料、實驗操作方式、實驗組織形式等內(nèi)容展開深入研究，自然形成實驗方案。教師深入到學(xué)習(xí)小組，對實驗方案設(shè)計情況展開專業(yè)評估，挑選最佳設(shè)計方案，開始制作仿真實驗程序。在實驗展示環(huán)節(jié)，學(xué)生有設(shè)計參與體驗，自然有主動觀看和研學(xué)的期待，教師與學(xué)生對話交流，確認(rèn)實驗收獲。

教師要求學(xué)生進行生活觀察，組成研究團隊設(shè)計仿真實驗方案，成功調(diào)動了學(xué)生的實驗思維。教師現(xiàn)場制作仿真實驗，讓學(xué)生有更深刻的體驗，因為吸納學(xué)生設(shè)計意見，其啟動效果顯著。學(xué)生對仿真實驗有主動觀摩和操作的意愿，教師及時進行安排和調(diào)整，給學(xué)生設(shè)計清晰觀摩路線，讓學(xué)生在操作過程中建立實驗體驗認(rèn)知。學(xué)生的學(xué)習(xí)視野開闊起來，學(xué)習(xí)感知深刻起來。教師以仿真實驗設(shè)計為項目任務(wù)進行課堂組織，學(xué)生響應(yīng)更主動。

四、執(zhí)行項目程序，提升生本仿真實驗品質(zhì)

仿真實驗設(shè)計方案出爐后，教師需要作優(yōu)化處理，也要提出一些操作要求，規(guī)劃具體的實驗操作步驟，讓學(xué)生自然進入到仿真實驗環(huán)節(jié)，在親身經(jīng)歷之后建立實驗認(rèn)知。學(xué)生進入實驗操作環(huán)節(jié)，很容易產(chǎn)生一些操作問題，也會形成一些學(xué)習(xí)困惑，教師鼓勵學(xué)生積極發(fā)問，深入互動，以提升學(xué)習(xí)品質(zhì)。教師將仿真實驗研學(xué)設(shè)定為項目程序，將實驗與項目式教學(xué)相對接，其對接性很高，助學(xué)效果更佳。

在執(zhí)行項目化實驗學(xué)習(xí)任務(wù)時，教師要注意展開學(xué)法指導(dǎo)，讓學(xué)生順利進入到實驗操作環(huán)節(jié)，確保仿真實驗順利展開。如教學(xué)《硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化》。教師設(shè)計仿真實驗方案，利用多媒體進行實驗演示，要求學(xué)生對硫及其化合物進行性質(zhì)對比。這些仿真實驗從色彩、形態(tài)、味道、溶解性、化學(xué)性質(zhì)等方面展開設(shè)計，推出諸多實驗場景，讓學(xué)生在不接觸實物的情況下，能夠?qū)α蚣捌浠衔镉懈庇^的了解。如S、H2S、SO2、H2SO等，其物理性質(zhì)需要通過視覺、嗅覺、觸覺等多種感官參與辨析，實物操作存在不少難度，而其還原性、氧化性等化學(xué)性質(zhì)，也存在現(xiàn)實操作難度。教師借助仿真實驗進行設(shè)計，學(xué)生感知體驗一樣豐富。

化學(xué)實驗需要特定條件，甚至需要運用更多藥劑和器材，教師實驗準(zhǔn)備存在諸多困難，實驗操作也帶有不少難度。如果只是教師的演示實驗，學(xué)生觀察也不夠細(xì)致，一些實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，展示效果并不是很好。教師推出仿真實驗之后，學(xué)生可以反復(fù)觀看實驗過程，對實驗現(xiàn)象展開細(xì)致觀察和分析，對實驗問題進行反復(fù)推演和討論，為學(xué)生深度研究實驗原理創(chuàng)造良好條件。仿真實驗不受環(huán)境條件的制約和影響，教師可以將相關(guān)內(nèi)容推送到家?；悠脚_，讓學(xué)生在課余時間展開觀察學(xué)習(xí)。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)展開課外學(xué)習(xí)是生活常態(tài)，教師針對學(xué)生學(xué)習(xí)訴求展開實驗設(shè)計，其適合性更高，助學(xué)效果顯著。

五、評價項目效果，培養(yǎng)生本仿真實驗?zāi)芰?/h2>

項目式教學(xué)有明確的任務(wù)，教師將仿真實驗以任務(wù)形式推出，為學(xué)生規(guī)劃清晰的操作路徑，指導(dǎo)學(xué)生展開學(xué)法交流，對仿真實驗學(xué)習(xí)體驗認(rèn)知進行確認(rèn)和評價，能夠促進生本思維的啟動。學(xué)生進入學(xué)習(xí)評價環(huán)節(jié)，對仿真實驗經(jīng)歷和體驗展開互動交流，逐漸達(dá)成學(xué)習(xí)共識，確保仿真實驗認(rèn)知的順利內(nèi)化。進行項目式仿真實驗訓(xùn)練評價時，教師引入生本自評和互評機制，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗更為深刻。教師有延伸設(shè)計意識，將實驗評價與課外實踐相結(jié)合，能夠創(chuàng)造更多學(xué)習(xí)契機。

仿真實驗是虛擬的實驗，卻能夠給學(xué)生帶來更多學(xué)習(xí)體驗，學(xué)生可以反復(fù)模擬操作，對實驗現(xiàn)象進行細(xì)致觀察，對實驗現(xiàn)象進行科學(xué)分析，對實驗問題進行多重思考和討論，都能夠創(chuàng)造不少研學(xué)契機。在教學(xué)《濃硫酸的性質(zhì)》時，教師深度研究教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生集體研究實驗方案，最終達(dá)成學(xué)習(xí)共識，推出系列性仿真實驗觀察任務(wù)：實驗一，向膽礬中加入濃硫酸，攪拌后觀察現(xiàn)象；實驗二，取蔗糖，放入試管，加少許水，再如濃硫酸，攪拌后觀察現(xiàn)象；實驗三，試管中放小銅片，然后加濃硫酸，觀察實驗現(xiàn)象。學(xué)生根據(jù)教師要求，順利進入到仿真實驗觀察活動之中，對觀察到的實驗現(xiàn)象進行互動討論，結(jié)合教材相關(guān)內(nèi)容進行深度研究，最終達(dá)成一些學(xué)習(xí)共識。教師主動與學(xué)生展開互動對話，組織學(xué)生進行項目化評價活動，在小組內(nèi)展開自評和互評，對實驗觀察和操作情況作歸結(jié)處理。學(xué)生積極響應(yīng)教師設(shè)計，課堂進入展評環(huán)節(jié)。

教師根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計仿真實驗，不僅節(jié)省了成本，還增加了安全性。我們知道濃硫酸具有極強腐蝕性，如果稍有不慎，將濃硫酸濺到身上，其后果不堪設(shè)想。教師推出仿真實驗方案，學(xué)生可以反復(fù)觀察和操作，而沒有任何安全方面的擔(dān)心。學(xué)生對實驗評價活動有主動參與意識，教師以項目設(shè)計形式，設(shè)計實驗觀察評價討論活動，成功調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)生進入到互動交流環(huán)節(jié)，對仿真實驗現(xiàn)象作原理分析和研究，其實驗學(xué)習(xí)認(rèn)知更為豐富，教與學(xué)也達(dá)成更多默契。

六、結(jié)語

教師要對實驗教學(xué)內(nèi)容展開深入解析，找到仿真實驗設(shè)計取點，創(chuàng)造更多仿真實驗方案，讓更多學(xué)生能夠進入仿真實驗操作平臺，在實際操控中獲得的豐富多樣學(xué)習(xí)體驗。教師推出仿真實驗機制，學(xué)生認(rèn)同感更高，還大大減少了實驗成本，讓學(xué)生有更多參與操作的機會，這無疑是最佳選擇。教師有意識將項目式教學(xué)中融入仿真實驗內(nèi)容，可以創(chuàng)造更多實驗學(xué)習(xí)契機，學(xué)生回饋更為主動，實驗學(xué)習(xí)效果顯著。教師在項目內(nèi)容、項目資源、項目方案、項目程序、項目效果等方面展開設(shè)計，與仿真實驗作對接，能夠成功激發(fā)學(xué)生參與仿真實驗的主動性，促進其學(xué)科認(rèn)知的健康成長。