借助虚拟实验开展初中化学实验课的尝试

谢雁婷

【摘要】本文论述了在初中化学教学中开展虚拟实验，能够突破实验条件的限制，帮助学生创造实验学习的机会，进一步凸显实验结果、现象，帮助学生巩固化学知识，提高化学自学能力。

【关键词】初中化学 虚拟实验

实验教学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）05A-0114-01

虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。它由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。教师在教学时应结合初中化学实验教学的要求与目标，立足于学生真实的学习需求，灵活恰当地应用虚拟实验，点燃学生的化学学习兴趣，帮助学生开启化学世界的大门。

一、利用虚拟实验，突破实验条件限制

在学习某些化学知识点时，由于目前还不具备课堂实验的条件，教师只能采用口头讲解的方式来开展，不利于学生透彻地理解化学知识。此时，通过虚拟实验可以有效突破现有实验条件的制约，把一些在现实中无法完成的实验进行虚拟展示，帮助学生牢固掌握化学知识。

在学习有关“二氧化碳”的知识时，教师在讲解CO2的性质时，通常都会介绍CO2所引发的“温室效应”，但什么是“温室效应”学生并不理解，也没有直观的认识，因此只能机械地记忆；同样对于CO2的性质也是一知半解，没有真正地理解CO2造成“温室效应”的原因。但借助虚拟实验，教师可以为学生模拟在现场添加云雾的场景，让学生观察并感受现场环境中的温度上升，亲身感受温度的变化。这样把原本不可能实现的“温室效应”实验借助虚拟手段真实地呈现出来，进而使学生了解温室效应产生的原因是空气中的CO2太多了，就好像给地球表面盖了一层被子，使地球无法向太空中辐射热量，导致地球表面的温度不断升高，像一个温室一样。在这种虚拟实验的帮助下，学生理解了CO2引起温室效应的原因，对CO2的知识掌握得更加牢固。

二、利用虚拟实验，创造实验学习机会

化学实验因为现象直观生动，很容易激发学生的好奇心，让学生产生深入探究的迫切想法和冲动。但初中化学由于实验条件、安全性、环保性等方面的原因，不能全部让学生开展实验探究，导致多数教师只能让学生死记硬背实验现象和规律，效果很不理想。而虚拟实验为学生提供了更多实验的机会，能够促使学生积极主动地学习化学。

在学习“一氧化碳”的内容时，由于CO有毒，容易爆炸，所以有关CO的实验也就不能进行，导致学生对CO的学习只能停留在听教师讲述、简单机械的记忆层面上。但是教师可以借助虚拟实验对CO还原CuO的实验展开学习，让学生先借助虚拟实验来了解当装有CuO的大试管及导管中混合有CO时，直接加热大试管会造成爆炸，这样通过虚拟手段来让学生观察实验爆炸的情形，带给学生们触目惊心的感觉，学生自然会牢牢地记住CO的性质，并且对CO还原CuO的实验步骤也有了更加深刻的认识，很好地理解了为什么在点燃酒精灯对CuO进行加热之前需要先通入一段时间的CO，以及在CuO被还原后，仍然要继续通入CO，一直到玻璃管冷却才能停下。这样应用虚拟实验开展教学，增强了实验的安全性，学习效果也更加理想。

三、利用虚拟实验，凸显实验结果现象

现行的初中化学教学内容中，有些实验需要时间较长、实验现象不明显，学生们无法在有限的课堂时间内看到明显的实验现象或结果，造成学生对实验内容的理解不够深刻。教师可以通过虚拟实验，借助虚拟的手段，实现对实验的时间和结果、实验条件和现象的设计和调控，合理地缩短实验时间，凸显实验现象，强化实验学习的效果。

在学习了“铝”的相关知识后，对于这种常见金属元素的性质，由于实验产生结果的时间比较长，不便在课堂上进行演示。教师借助虚拟实验，把铝在空气中被氧化的过程截取了三个不同的时间段呈现出来，先后展示第一天的情形、三天后的情形和六天后的情形，通过让学生观察这三个阶段铝表面变化情况，学生明显看到了铝在空气中被氧化得到了氧化鋁，所以由亮变暗了，氧化铝会在铝表面形成保护膜，所以六天后与其他地方的亮度一样了。通过虚拟实验展示，学生对这个实验现象和原理都形成了更为清晰的认识。

总之，虚拟实验不但丰富了初中化学的教学内容和教学资源，而且有效地拓展了学生的学习空间，成为学生学习化学的有力补充。不过，虚拟实验虽然对学生的化学学习非常有益，但还要与演示实验、学生实验有机结合，灵活恰当地加以应用，发挥虚拟实验的独特优势，最大程度地帮助学生主动、高效地学习化学。

（责编 林 剑）