浅谈虚拟现实技术在初中化学教学中的应用

韩素敏

【摘要】随着虚拟现实技术的发展与迭代，VR在教育领域的应用前景更加广阔。本文设计了一项虚拟现实技术在初中化学课堂的教学设计示例，将虚拟现实技术灵活运用在初中课堂教学中，并进一步总结了虚拟现实在初中化学课堂的应用潜力和优势。

【关键词】虚拟现实技术;初中化学;教学应用

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是一种汇集计算机技术、传感器技术、多媒体技术等多种技术，创建模拟仿真环境，让用户体验虚拟世界的计算机仿真系统。因此，虚拟现实技术也被称为“沉浸式多媒体”，具有沉浸感、交互性、想象性三大特征。随着技术的发展与应用，虚拟现实已经走进了课堂。利用虚拟现实技术，可以有效补充初中化学课堂传统教学方法（如，板书、PPT、记录视频）等的缺陷，给予学生更加直观的认识，帮助他们快速理解原有的抽象知识点，从而提升化学教学质量。

一、虚拟现实技术有助于学生理解教学重难点

以初三化学课程《物质构成的奥秘》为课程设计范例，本节课程主要在学习原子结构的基础上，让学生了解原子核外电子是如何排布的，课程重点与难点在于如何引导学生理解原子核外电子是具有分层排布的特点及规律。较传统的教学方法而言，利用VR技术进行本次课程的教学，更能直接地让学生观察并理解课程重点难点、引导思考上具有更大优势。课程教学设计如下：

首先，通过对原子结构的分析，学生可以初步掌握原子的一些特性，如电子占据着原子核外的空间，并且电子就在这个空间里作高速的运动等。然后，引导学生思考“原子核外电子排布和运动的规律”，这时借助VR设备，让学生观察通过虚拟现实技术模拟的微观原子结构和核外电子的运动轨迹。借助虚拟现实技术带来的沉浸式体验，学生仿佛能够近距离触碰原子，观察原子核外电子排布的成像，描述电子排布规律。再之后，由教师切换观察的元素类型，让学生观察并描述原子最外层电子数与元素类别的关系。最后，由教师总结原子核外电子分层排布的特点，归纳电子排布规律，并向学生教学原子结构示意图。

VR课程设计总结：初中化学知识中，原子的结构属于化学基本理论，阐述的是微观世界的规律，难以开展直观形象的實验。在以往的教学中，该课时内容往往只能凭借有限的动画资源和图片资源来解释原子的结构，显得比较枯燥。现在利用VR技术，就可以让学生进入微观世界进行沉浸式、近距离观察原子核、电子、中子和质子等原子的结构，这样的沉浸式体验比观看视频、平面动画的带入感要强很多，能够集中学生的注意力，加深学生对知识的理解和掌握。

二、虚拟现实技术有助于加深学生对新知识的理解

化学是中学阶段较为重要的一门学科。在化学学习中，需要宏观辨识与微观探析，这对学生的逻辑思维和抽象思维的综合运用有着一定要求。但初中的学生刚刚接触化学，课程知识储备有限，学生对化学知识难以了解。但提供直观的体验在虚拟现实中是很容易实现的，利用VR技术，可以让学生对化学进行直观体验，加深学生对知识的理解，提高课堂的教学效果。

三、虚拟现实技术有助于激发学生学习的主观能动性

传统化学授课过程中在新时代已经通过引入信息技术，在教学过程中增加大量的多媒体元素。但在新阶段，信息量较为稀疏的多媒体教学已经难以集中学生们的注意力，对于教师的授课效果和教学效率存在不利影响。而通过将虚拟现实应用技术与中学化学课堂进行结合，能够大幅提高学生对于化学知识的探究兴趣，深入激发他们的主动积极性性，实现提高课堂知识讲解的信息量、优化整体课堂教学效果的目的。

四、虚拟现实技术有助于学生巩固知识点

在中学化学课程，尤其是初中化学课程授课的过程中，存在着大量的学习难点，如何将微观难懂的知识化为直观真实的感受，是突破难点的关键所在。这在传统课堂模式中，教师需要通过教材以及相关多媒体课件，为学生解答难点问题。虚拟现实技术在练习式学习活动中，能够发挥最大程度的辅助效果。教师还能够在化学课堂中应用虚拟现实技术，通过模拟反馈让学生能够通过直观地虚拟现实感受，增强对于知识的了解程度，纠正学生的错误认知。

随着虚拟现实技术的发展与迭代，其在教育领域的应用前景更加广阔。虚拟现实技术在初中化学教学中，有助于学生理解教学重难点，有助于加深学生对新知识的理解，有助于激发学生学习的主观能动性，从而提高教育教学的效果。笔者相信，将虚拟现实技术灵活运用在初中课堂教学中，将进一步提高虚拟现实在初中化学课堂教学的应用潜力和优势。

参考文献：

[1]刘德建，刘晓琳，张琰，等.虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战[J].开放教育研究，2016，22（4）：25-31.

[2]黄思良.浅谈虚拟现实技术在化学教学中的应用[J].中学化学教学参考，2008（11）：40-41.

责任编辑  李海涛FCB909F9-F4EC-4CFB-9467-697996E1C3A6