AR/VR技术在高中化学实验课堂中的意义与作用探究

张冬华

摘 要：AR/VR技术也被称为“虚拟现实”，随着信息技术的日益成熟，它也成为近几年比较热门的话题。高中化学作为一门理性思维与实验操作相结合的学科，除了书本上的理论知识以外，适当的实验课程也必不可少。随着AR/VR技术穿插在教学中，它对化学的实验课堂也产生了深远的影响，给老师和学生带来了极大便利。

关键词：AR/VA技术；虚拟现实；高中化学；实验课堂；现代技术

化学是一门以实验为基础的自然科学。将AR/VR技术应用在化学实验课堂中，能够更好地发展学生的自学能力、分析观察能力、严谨思维能力、动手实践能力和创造创新能力。本文通过解释AR/VR技术，探讨该技术在高中化学实验课堂中的必要性，深刻地分析讨论了AR/VR技术在高中化学实验课堂中的意义与

作用。

一、AR/VR技术概述

AR/VR技术是一种将真实和虚拟两个世界的信息“无缝”集成的新技术，是把原本在真实世界难以体验到的实体信息，通过电脑等科学技术进行模拟仿真，然后将虚拟的信息叠加应用到真实世界，从而被人类所感知，达到超越现实的感官体验。随着这项技术的发展，它逐渐涉及诸多领域。

二、探究AR/VR技术在高中化学实验课堂教学中运用的必要性

（一）增强课堂实验的趣味性

化学作为一门严谨的学科，需要很强的操作能力。因此化学实验也就成了增强学生学习化学兴趣的一种重要手段。虽然近几年来相关人士对这一问题进行了一些反思和探索，在必修课中设置了一些选修实验课程，如趣味实验、化学小实验等，供感兴趣的学生选做，但是这一效果并不太理想。因为大多情况下，学生不具备化学实验材料，而且购买途径很是麻烦，学生的兴趣也就无从谈起。

AR/VR技术在化学实验课堂的应用，就巧妙地解决了这一系列问题。例如，讲“铁和铁的化合物”这一节时，老师通过AR/VR技术，模拟“喷雾作画” 趣味实验，让学生身临其境，即用模拟出来的化学材料，通过自己对实验条件的设定，从而达到自己想要的实验效果。通过这一技术，就可以节省等待时间，有更多的时间去和小伙伴们探讨这些神奇的实验现象。这样可以极大地调动学生学习化学的兴趣，充分激发学生对化学的求知欲望。

（二）加强课堂实验的探究与合作

因为每个学生对化学实验的认知程度不同，再加上实验器材的限制，使学生不能很好地一起探讨实验现象。

AR/VR技术在化学实验课堂的应用，可以为学生提供应有尽有的实验素材以及实验环境。学生可以自发组队去完成想要完成的化学实验，共同探讨实验中出现的各种问题，还能通过自拟条件，分析这些问题出现的原因。这样可以充分挖掘学生的潜力，引导学生大胆地创新和思考，培养他们勇于探索、团结合作的

精神。

（三）确保课堂实验的安全性

高中化学实验往往存在很大的安全隐患，因为有的实验需要的条件十分苛刻，一个步骤稍有疏忽，就会酿成大祸。比如，有的教师在检验Na2O2与H2O反应有O2放出时，为了更好地观察物体复燃现象，用纸条代替木条，但是纸条极易掉到试管中，产生强烈的爆炸声，甚至造成实验事故，给学生留下心理阴影。AR/VR技术在化学实验课堂的应用，可以将实验物品虚拟化，学生在模拟的虚拟场景中进行实验，达到真实的实验效果。例如，有很多化学实验会产生有毒气体，对学生的身体造成严重伤害，但是在虚拟场景中，即使实验发生危险，也不会对学生自身造成伤害，还会让学生从中吸取教训，让自己避免出现这样的失误。这样不仅将实验降低到零危险，还让学生养成对有毒气体防污染、防扩散的习惯意识。

（四）尊重课堂实验现象的真实性

由于真实环境与理想环境的差距，课本上的很多实验难以实际操作，或者即使操作也会出现很大的偏差，老师往往也难以用口述的方式解释这一现象，这样不仅会增大学生的理解难度，甚至产生误导，还会使学生丧失对化学的兴趣。这时AR/VR技术就会展现它独特的魅力，例如Cu与浓H2SO4得到的溶液，在实际操作中得到的是深墨色的溶液，但是在AR/VR技术创造出理想环境下得到的是蓝色溶液。这样学生对实验的真实性得到了验证。老师也可以引导学生多去改变条件参数，让他们自己体会不同条件下产生的不同的实验现象。学生从分析原因中得到了思维训练，也提高了对反应物适当用量和控制条件对实验成败影响的认识。这样不仅问题不攻自破，而且还培养了学生求真求实的科学态度。

将AR/VR技術应用到化学实验课堂，既能帮助学生正确认识物质及其变化规律，又能培养学生规范操作的能力，激发学生学习化学的兴趣和求知欲，同时还培养了学生的创新思维，让学生更加深刻地理解并掌握化学思想。

参考文献：

[1]陆玉涵.精心设计实验 绽放化学之美[J].化学教与学，2013（10）.

[2]毛广秀.多元化实验教学让学生享受化学实验的快乐[J].广东化工，2013（13）.

注：本文为《信息技术与学科教学深度融合的教学结构研究》（课题编号：13513417A）论文。

编辑 赵飞飞