运用虚拟实验室 提高化学课堂教学效率

邢铁艳

化学是一门以实验为基础的学科，实验既是重要的化学教学内容，同时又是研究与学习的重要方法，足见实验在整个化学知识体系与学习系统中的重要性。但是在以往的教学中受应试教学观的影响，实验并未列入考虑内容，而为广大师生所忽略。教师只是将实验的结果直接地灌输给学生，这样的教学阻断了学生通往化学殿堂的道路，学生只是被动而机械地接受着教材上的知识，这与现代教育形势相违背。新课改非常重视学生的动手操作，更加重视实验教学，对实验教学提出了更高的要求。现代教育形势下的实验教学要与科学技术联系起来，以弥补实验室中实验教学的诸多不足，为学生构建一个开放而富有活力的实验教学环境，在这种形势下虚拟实验室应运而生。

虚拟实验室是一种基于VR技术构建而成的虚拟实验系统，是传统实验室教学的数字化与虚拟化，为广大教师共同创造了一个虚拟的实验环境与空间。这是在继承传统实验教学优势的基础上融入了现代信息技术，是新课改先进教学思想与理念的集中体现，在激发学生学习兴趣，提高课堂教学效率上具有重要作用。现结合具体的教学实践，对初中化学虚拟实验室的重要作用展开论述。

1 激发学生学习兴趣，让学生乐于学习

布鲁纳说过：学习最好的刺激乃是对所学材料的兴趣。兴趣是一种积极的心理认可与情感期待，学生只有对学习对象感兴趣，才能愉悦而主动地接受教师所传授的知识，才会产生一系列积极的心理情绪与学习行为，这样的教学才能取得成功。激发学生浓厚的学习兴趣，让学生主动学习，以提高课堂教学效益，这已成为广大教师的共识。虚拟实验室在软件中建立虚拟的实验环境，通过操作计算机在软件中进行实验的全程模拟。这样的教学方式比起枯燥抽象的理论讲授更加富有趣味性与操作性，更能够激起学生学习化学的激情与动力，使学生主动而积极地投入到化学教学中来，展开主动探究，真正实现新课改所倡导的快乐学习。

在以往的教学中尽管也尽量进行一些演示实验，但是由于受教学条件、时空等的限制，大多都是采用单调的讲解方式，这样的教学趣味不足，无法激起初中生学习的兴趣。而采用虚拟实验室，可以克服传统教学中的这些弊端，既可以进行相关实验的演示，让学生进行观察与思考，也可以让学生来亲自操作，通过设计多样的实验方案，在虚拟实验室中将这些充分地展现出来。这样的教学方式更具新意，更加切合初中生的心理特点与认知规律，可以激起学生内心强烈的求知欲，提高参与教学的主动性、积极性与主体性。

如在学习制取氧气这一内容时，教材上涉及三个方面，如果一一让学生操作会占有很长的教学时间，学生也会感受疲惫。而如果不进行实验，教学就会成为枯燥的理论讲解，而无法激起学生学习的激情与动力。此时可以借助虚拟实验室，让学生进行相应的实验操作，采用教师演示与学生实验相结合的方式。这样的教学更加具有趣味性与形象性，既能激起学生浓厚的学习兴趣，同时可以为学生的主体参与与思考提供时间与空间，从而使学生在愉悦的氛围中进行主动求知，更能取得事半功倍的效果。

2 化解教学重难点，让学生有效学习

如何有效地突出重点、突破难点，让学生真正理解与掌握这些教学重难点，这是提高课堂教学效率的关键所在。首先要明确什么是教学重难点。重点就是在某一模块甚至是整个知识体系中处最基础、最主要的位置，是学习其他知识的前提与基础的内容，重点是客观存在的；而教学难点则不同，难点是针对学生的认知基础、理解水平等主观存在的，因学生实际的不同难点亦不相同。教师要吃透教材、把准学生，要确定教学的重点与难点。确定了教学重难点，才能进一步找到有效的教学策略。利用虚拟实验室强大的模拟功能，可以模拟完成一切实验，包括可以完成的实验，由于实验数据、环节等出错而无法完成的实验，同时还可以完成一些现实中根本无法完成的实验，如具有危险性的实验等。

如此强大的模拟功能可以将一些学生所难以理解的教学重难点，在虚拟实验室中直观形象而动态地展现出来，让学生在亲自动手中主动思考、积极思维，从虚拟实验室中获取更多的直观信息与感性认知，引导学生从全新的角度来思考问题与对待问题，将整个知识形成的全过程直观而动态地呈现出来，学生亲历知识的形成过程。这样便可以由感性认知上升为理性认知，使学生由对知识的肤浅理解上升为深刻理解，从而有效地突出重点、突破难点。在这样一个学生主体参与、主动思考与积极思维的过程中，学生头脑中存储的化学知识与生活经验得到唤醒，并在頭脑中不断地进行整合、再造，从而达到对教学内容的深层次理解与掌握。这样的学习过程是从实践中抽象转化为理论，再形成实践，符合学生的学习规律，将生活与教学、学习与运用密切地结合起来，联系生活而又回归于生活。这样不仅可以让学生深刻感知化学知识的实用性，增强学生学好化学的信心与勇气，而且可以让学生将学与用结合起来，更利于学生创造性地运用所学来解决现实问题，这正是现代社会所倡导的创新型人才所必须具备的重要素质。

3 拓宽学生认知空间，让学生学会学习

现代教学倡导生活即教育的教学观，新课改也非常关注教学与生活的关系。初中化学新课改明确提出了生活化教学策略，提出化学教学要打破教材的限制，将教学与现实生活联系起来，要实现化学教学走进生活、走向社会。那么传统的以教材为中心、以课堂为中心的封闭教学观已无法适应社会与教育的发展，所需要的是为学生构建学用一体化的实践平台，将学生的学习空间延伸到宽广的现实生产生活空间，以拓宽学生的思维空间与认知空间。让学生学到更多的知识，掌握更多的技能，全面提高学生的实验技能，培养学生的探究意识。

虚拟实验室可以及时补充教材之外的教学信息与资源，使得教学内容更为丰富。模拟一些在现实条件中无法完成的各类实验，从这些实验中学生可以掌握基本的实验操作方法，学会假设、论证、归纳与总结。在这样的教学中，学生所掌握的就不仅仅是教材上的知识，更多的是一种视野、一种能力。如在学习水的净化这一内容时，笔者在立足教材的基础上将学生学习的空间延伸到现实生产生活中，向学生简要介绍自来水的净化，然后让学生以虚拟实验室为平台来设计净化水的各种实验方案，并展开虚拟实验。这样的教学将学生的学习由教材延伸到宽广的现实生活，从而拓宽了学生的认知空间，让学生将化学学习与现实生产生活结合起来。

综上所述，虚拟实验室拥有更大的发挥与挖掘空间，这是信息化时代化学教学的一个重要趋势。对此要勇敢地接受，加强实践与创新，以最大限度地发挥虚拟实验室在化学教学中的优势，使其成为提高化学课堂教学效率的重要手段。

参考文献

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