虚拟仿真实验与高中化学课堂的有效结合

孔思楠

【摘要】学生的自主探究学习能力越来越被人们所重视，进而成为新时代教育的培养重点。当一些传统的教学媒介不能很好地展现某些学习内容、难以激发学生的探究热情时，就需要借助新的技术来实现。因此，高中化学为例，在虚拟仿真实验平台上进行探究式学习的发展潜力是无限的，在实际教学过程中也取得了良好的效果，使学生的自主探究和创新实践能力得到了明显的提高，最大限度将教学资源优势与传统教育完美结合。

【关键词】高中化学;虚拟仿真实验;有效课堂;  结合

随着虚拟现实技术的不断成熟，人们开始探索虚拟仿真实验在教育领域的应用价值，国内许多中学都根据自身科研和教学需求建立了各具特色的虚拟仿真实验平台，它们除了可以辅助高校的科研工作外，在实验教学方面也凸显了自身的许多优势。本文将围绕虚拟仿真实验的定义、意义、设计及应用等方面探讨虚拟仿真实验与高中化学课堂的有效结合。

一、虚拟实验

（一）基本定义

虚拟实验，顾名思义，是依托虚拟仿真技术进行实验，虚拟内容包含实验环境、实验仪器、实验设备、实验对象和信息资源等，对实验所需要的条件和实验过程进行模拟，从而达到实验目的，较之传统实验方法，虚拟实验有无可比拟的优越性，除了成本低、操作性强、节省资源之外，也更直观、更安全可靠。虚拟实验一般分虚拟实验操作练习、替代实物实验室、实物实验后进行分析三种类型。

（二）虚拟实验在高中化学教学中的意义

新课标中倡导化学教学应多采用以科学探究为主的多样化學习方式，强化评价的诊断、激励与发展功能。传统的高中化学教学方法并不能满足现代教学内容，也无法达到新课标中对教师以及学生的要求，教学效果并不十分理想，因此，高中化学课堂中，虚拟实验的设计及应用显得十分必要。

二、高中化学虚拟实验的设计及应用

（一）高中化学实验教学现状

随着教育改革的逐渐深化，高中教育渐渐从重理论知识与技能发展到重创新与素质培养，化学实验也相应地得到更多的重视，成为高中化学教学中不可或缺的部分。从目前的情况来看，高中化学实验教学虽然取得了一定成绩，但从总体上来说，学生的学习效果还不尽如人意。存在的一些问题，如实验教学安排较少，甚至成为摆设，主要是因为实验环境、实验设备、实验仪器等受到限制，教师无法正常开展有效的实验教学，因而采取了老旧的、以教师为主导的授课模式，从而把生动的化学实验课变成枯燥、僵化的演讲，不能有效激发学生学习的主动性和积极性，学生缺乏明显的学习动机，使得化学实验在时间和空间上获得更大的选择余地，让高中化学实验教学变得更为灵活生动。

（二）高中化学虚拟实验的应用实例

案例：粗盐的提纯和验纯

①利用多媒体组织学生观看虚拟实验室的操作注意事项

②在虚拟教室中简单讲解此实验原理和实验步骤

③进入虚拟实验室，向学生展示所需要的实验设备、工具和材料等

④点击进行实验

⑤学生利用计算机自主进行虚拟实验，观察现象

⑥教师更换条件或者实验剂量，让学生再次进行虚拟实验，观察现象并进行思考

⑦教师和学生针对虚拟实验进行交流和讨论

⑧教师进行总结

（三）高中化学应用虚拟实验的优点

1.降低实验风险，安全可靠

化学实验是十分严谨的科学实验，在实验过程中，任何一项不起眼的因素都有可能造成实验的失败，而且化学式样中涉及到的化学物品在不同程度上具有危险性，因此需要实验人员在实验过程中秉承严谨的科研精神规范地操作。但在高中化学实验教学时，难免需要学生自己动手操作，如何使用实物实验，如何保证学生的安全，一直成为高中化学老师头疼的问题。虚拟实验则大大降低了实验的风险，在虚拟空间中进行实验操作，操作过程更为精准也更加安全可靠。

2.提高学生知识水平，简单便捷

虚拟实验具有人性化的设计，给予学生更多的操作空间，并且在实验过程中，教师可以通过改变条件，让学生了解在不同的实验条件下可能出现不同的实验现象，虚拟实验的时间短，为课堂节省不少时间，又方便操作，大大提高了学生的知识水平和高中化学实验课的效率。

3.减少资源浪费，节约环保

实物实验中，无论什么实验都是耗材的一个过程，化学实验由于对条件、器材、剂量要求苛刻，有时不仅造成浪费，还没有达到实验目的。虚拟实验完全依靠科学技术进行仿真实验，降低资源浪费的同时也节省了学校的开支，并且实验过程中不会产生废弃物，十分的环保。

三、小结

随着社会经济的不断发展，教育领域的技术运用也在不断革新，尤其是当新课标理念与现代新科技技术融合时，高中化学教育也被赋予了新的涵义，真正突破了传统的教学方式。虚拟实验是结合现代科技与新课标要求的较为理想的教学方式，已经得到一定程度上的应用，所以将虚拟实验运用于化学教学课堂，不仅能拓展学生的视野，提高学生的整体素质，也能有效降低实验资源的浪费，成为考核教师素质和学校软实力的标准之一。

注：本文系2018年河南省教育科学“十三五”规划一般课题“虚拟仿真实验与高中化学课堂教学的有效融合”之成果，课题编号：（2018）-JKGHYB-1000.

参考文献：

1.佚名.虚拟仿真实验在化学教学中的设计与应用研究[D].广西民族大学，2018.

2.周晓丹.高中化学实验教学的创新实践[J].中学化学教学参考，2015（6X）：46-47.

3.唐艳茹，陈小唐，魏家巍，等.化学虚拟仿真试验方法的初步探究与实践[J].长春师范大学学报，2016，35（4）：57-59.