初中化学课程虚拟实验的教学设计与应用研究

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【内容摘要】虚拟实验能够非常好的为化学课程的实验教学提供积极的辅助功效。对于初中化学课程的教学过程而言，有些实验在课堂上并不容易实现，加上学生自身的实验操作水平也十分有限，这些都会成为实验教学中的一些障碍。虚拟实验的产生则能够极大的化解这些障碍，合理的利用虚拟实验不仅能够给大家清晰的呈现相关实验过程、实验步骤，这还能够非常好的促进学生对于实验教学的认知，是对于实验教学效率的一种极大的提升。

【关键词】初中化学 虚拟实验 设计 应用

虚拟实验能够极大的为初中化学实验教学提供辅助功效。对于那些在常规条件下难以操作的实验，或者是学生自身无法完成的实验，教师可以通过虚拟实验的设计来进行代替。虚拟实验不仅很好的化解了实际教学中的种种障碍，这也是对于课堂教学效率的一种良好推进。

一、降低实验的风险

很多化学实验都是存在一定风险的，不少化学药品如果使用不当不仅会造成对于学生的伤害，严重时还可能引发一些不堪设想的意外事故。因此，对于那些涉及到有毒或者是有腐蚀性药品的实验过程，或者是一些会产生毒害物质的实验操作，教师一定要更为留意。可以以虚拟实验为代替，这将极大的降低实验的教学风险，并且能够让学生更直观的看到实验的操作过程以及相关的实验现象。现在有很多非常高效的教学辅助工具，不少工具都能够对于实验过程进行模拟，这让虚拟实验极大的成为可能，并且为实验风险的降低提供了很好的辅助。

例如，在初中化学第七章《应用广泛的酸碱盐》中就涉及强硫酸与浓硫酸，无论是对其的制作或是使用都存在一定的安全风险，容易对学生造成极大的伤害。教师可以利用现代化的信息技术来进行虚拟实验，利用Virtools、Maya等软件工具进行构建。最后，通过虚拟的操作，教师就能够在虚拟的环境中展现出真实的实验效果，学生也能够从中看到真实的实验现象。虚拟实验的产生不仅丰富了初中化学实验教学的形式，这也避免了很多实验风险的发生。不仅如此，很多虚拟实验都做的非常逼真，实验现象也十分明显，很利于学生的观察与体会。这些都是对于实验教学提供的非常有效的帮助。

二、提升学生的认知

虚拟实验的另一个显著功效在于它能够很好的提升学生对于实验的认知，能够深化学生对于实验现象的观察以及对于实验过程的分析，进而促进学生对于实验原理的理解与体会。很多虚拟实验都能够非常真实的展开对于实际实验过程的模拟，虚拟实验甚至能够更为清晰准确的给学生们呈现相关的实验现象，实验操作过程也会更为标准。这些都是很好的实验教学素材，能够极大的深化学生对于实验的认知，并且促进大家对于相关教学知识点的理解与吸收。

在氧化还原反应的教学中，教师可以在虚拟实验室中使用一氧化碳还原氧化铜。在实验过程中，教师就可以将颜色调节的更加明显，突显出黑色固体变为亮红色固体的实验现象。同时，针对于导管中有气泡冒出的实验现象，教师可以利用信息技术将其进行扩大，并给出特写，学生就能够对这个现象进行更深刻的认识与记忆。通过虚拟实验，学生就能够对化学实验现象进行更清楚的观察，真正体现出实验教学的效力，进而提高初中化学实验教学的质量。虚拟实验不仅是对于传统的实验教学形式的一种发散与延伸，这种教学方式也能够很好的深化学生对于实验过程的认知，这对于学生自身的实验能力与实验水平的提升将会是很好的推动。

三、减少资源的浪费

虚拟实验的另一个显著功效就是能够减少很多不必要的资源浪费，这一点在实际教学中也非常重要。很多化学药品以及实验操作仪器都是较为珍贵的，有的甚至造价高昂。对于实验技能还不是太娴熟的学生而言，大家很容易在实验过程中造成实验药品的浪费，或者是由于实验操作的不当而损毁了一些实验器材，这种资源的浪费不仅非常可惜，也很没有必要。对于这类实验教师则可以以虚拟实验的形式进行代替，可以让学生在观察的过程中来感受实验的展开模式，并且领会实验的操作方式。这不仅避免了不必要的资源浪费，这也让实验教学能够正常展开，并且收获很好的教学成效。

例如，教师在讲述基本的实验操作时必定会告知学生正确的试管加热方法，告知学生一旦试管加热不均就容易爆裂。试管爆裂不仅会造成资源浪费，甚至还极有可能造成安全问题。但是，仅仅通过教师的讲述，学生对该现象的认识并不深刻，也无法引起学生足够的重视。此时，教师就可以将这项实验通过虚拟实验环境来完成。通过虚拟实验，学生就能够真实地观察到试管因为加热不均而爆裂的现象，进而提高认识和重视程度。这不仅是一种十分灵活的实验教学方式，这个过程也很好的提升了学生的认知，是对于实验教学的一种非常好的促进。

结语

虚拟实验能够很好的为初中化学实验课程的教学提供辅助功效。虚拟实验首先可以用于替代那些存在一定危险性的实验操作，这将会极大的降低实验教学的风险。虚拟实验还能够很好的提升学生对于实验过程的认知，进而深化学生对于教学知识的理解与掌握。虚拟实验的另一个显著功效就是能够减少很多不必要的资源浪费，这一点在实际教学中也非常重要。

【参考文献】

[1] 黄荣怀、郑兰琴、程薇. 虚拟实验及其学习者可信度认知[J]. 开放教育研究，2012年06期.

[2] 肖微. 初中化学虚拟实验平台在教学中的应用研究[D]. 东北师范大学，2013年.

[3] 朱敏. 基于初中化学虚拟实验平台的虚拟实验教学设计与应用研究[D]. 西北师范大学，2013年.

（作者单位：江苏省盐城市鞍湖实验学校）