基于Virtools的初中化学虚拟实验研究

刘媛

摘要：将Virtools应用于初中化学实验教学中，实现化学实验手段的现代化，能够有效提高化学实验教学质量.本文从三个方面进行分析，即明确实验目标，引导学生思考；应用Virtools进行化学虚拟实验；建立知识框架，梳理知识系统.

关键词：Virtools 初中化学 虚拟实验

Virtools是一种具备互动行为模块的3D虚拟实境编辑软件.这种通过计算机模拟现实的软件在教学领域的应用十分广泛.

随着新课改的不断深入，化学实验教学改革也取得了一定的进展，但是当前化学教学中依然存在一些问题，如实验室硬件设备不齐全，实验内容的广度和深度不够、大部分实验都是教材上已给出实验步骤，要求学生按照实验步骤检验知识，无法对学生的思维形成拓展作用，也不利于学生创新能力和探究能力的培养.所以，改善化学实验环境，提高化学实验质量就成为初中化学教学的重点.将Virtools应用于初中化学实验教学中，通过虚拟实验，提高学生对化学实验的兴趣，实现化学实验手段的现代化，利用形象、逼真的三维动画演示化学实验，能够提高化学实验教学质量，对实现初中化学教学目标具有重要作用.

一、明确实验目标，引导学生思考

受传统课堂教学模式的影响，有些学生对于化学实验存在误解，认为化学实验只是教学内容的一小部分，化学实验就是按照实验步骤进行操作，最终得出结论.由于化学教材中通常会直接给出实验步骤和结论，导致学生对于化学实验的兴趣和热情进一步降低，认为“实验结论都已经给出来了，为什么还要进行实验？只要记清楚重要实验步骤和结论就可以了”.在这种错误思想的引导下，学生的化学水平普遍不高.在初中化学实验中应用Virtools，教师要使学生明确实验的目标，引导学生对于实验目的进行深入思考，从而积极参与到化学实验中.

例如，在讲“粉尘爆炸”实验时，教师发现教材中给出的实验步骤，实验效果并不明显，于是结合教材教学内容，要求学生思考实验的目标.通过思考，学生认为该实验的目标是明确粉尘爆炸的条件和原理，根据燃烧的条件，学生总结出粉尘爆炸的条件：空气中含有足够浓度的可燃粉尘、有充足的空气和氧化剂、有火源或者强烈振动与摩擦.在实验前，教师引导学生逐步分析实验目标，使学生逐渐融入到化学实验环境中，增强学生对于化学实验的注意力.

由此可见，学生对于化学实验缺乏浓厚的兴趣，就会出现化学实验参与度不高的情况，从而对于化学实验效果产生不利影响.在初中化学实验教学中，应用Virtools模拟化学实验，能够激发学生对于化学实验的兴趣，通过3D直观形象的实验展示，使学生感受到化学实验震撼的同时，加深对化学实验原理的理解.

二、应用Virtools进行化学虚拟实验

Virtools的最大优势就是能够将化学实验形象、直观地展示出来，给学生更加直接的冲击作用，从而加深学生对于化学知识的理解.在初中化学实验教学中，利用Virtools进行化学虚拟实验，要充分展现出Virtools的优势，提高初中化学实验的质量.

例如，在讲“粉尘爆炸”实验时，实验前，教师引导学生对于实验目的和实验原理进行猜测，使学生逐渐进入到化学实验的氛围中，再利用Virtools将粉尘爆炸的全过程展现出来.在实验中，直观的画面和形象逼真的音效都对学生造成很大程度的震撼，在实验结束后，教师引导学生对实验中发生爆炸的条件和实验前对于发生爆炸条件的猜测进行比较，发现学生的猜测与实验中的原理无误.

在无法开展化学实验的前提下，为学生营造出一种化学实验的场面，给予学生化学实验形象直观的感受，有利于加深学生对于化学知识的理解，还可以营造出一种学生参与实验的环境，有利于激发学生对于化学实验的兴趣，对提高化学实验质量具有重要意义.

三、建立知识框架，梳理知识系统

在初中化学实验中应用Virtools进行化学虚拟实验，能够帮助学生在脑海中形成系统的建立知识框架，梳理知识系统，从而逐步提高学生生的化学水平.

例如，在讲“粉尘爆炸”实验时，通过这个实验，学生发现粉尘爆炸的条件与燃烧的条件非常相似，于是教师按照学生得出的结论，利用Virtools建立知识框架，在知识框架中将粉尘爆炸的条件与燃烧的条件进行比较，将两个实验的操作过程也放在一起进行比较.通过比较，不仅加深了学生对于粉尘爆炸实验原理的理解，而且加深了学生对于燃烧实验的印象.

由此可见，在初中化学实验中，利用Virtools建立知识框架，帮助学生梳理知识系统，将所学的知识结合起来，能够加深学生对于化学知识的理解，从而提高学生的化学水平.