化学是一门以实验为基础的学科。在中学教学过程中开展实验教学对于激发学生的学习兴趣、促使学生主动学习有着显而易见的作用。但现实中,实验教学存在实验时间过长、不方便在课上进行观察,实验具有危险性、不适宜进行演示实验或学生实验等困难,严重影响实验教学的效果。如果能够有效地融合真实实验和虚拟实验,就可以极大地提高课堂教学效果[1]。
一、虚拟仿真实验的优势
二、《金属资源的利用和保护》课例研究
三、虚拟仿真实验的发展方向和问题
随着互联网技术的飞速发展,特别是5G技术的应用逐渐普及,将虚拟仿真实验发展成为具有远程互动性的教学工具逐渐成为教师关注和努力的方向,而利用VR技术开发出更真实、更直观的虚拟仿真实验,也是值得探索的方面。但虚拟仿真实验也存在着一些必须解决的问题。
第一,在使用过程中,如何让操作更具人性化,以便让学生在短时间内掌握操作的技能和规范,让学生将关注点放在实验原理和过程上,是一个必须解决的问题。
第二,教师在设计虚拟实验时,一方面要考虑实验目的,结合不同的实验目的安排不同的实验步骤及辅助内容[4]。另一方面要保证实验现象的真实、准确,不能出现科学性错误。这就要求一线教师参与到软件和程序的开发过程中。具体开发流程为:一线教师根据实际需求选定实验课题→一线教师根据模板完成程序脚本的撰写→一线教师与技术研发者相互沟通,完成软件的初级开发→一线教师对软件进行试用,提出反馈意见→技术研发人员进行软件的完善和修正→一线教师进行实际应用,不断与研发人员讨论并改进。
第三,不能用虚拟仿真实验完全代替真实的化学实验,走进化学实验室仍然是进行实验教学的主要形式和手段,虚拟仿真技术只能作为一种非常好的补充手段。
第四,在对微观实验进行虚拟仿真的过程中,要慎重进行尝试,不能一味地用模型表示微观粒子,这样对培养学生的宏微结合能力具有一定的负面作用,学生将不能准确地认识微粒的“质量轻、体积小”“不断运动”等性质。
参考文献
[1] 张学军,王阿习.虚拟实验与真实实验整合的进一步探讨:以初中化学“实验室制取氢气”一课为例[J].现代教育技术,2011(2):132-135.
[2] 朱世根,华杰.NOBOOK虚拟实验在初中化学教学中的应用:以“一氧化碳的性质”教学设计为例[J].广东化工,2019(21):182-185.
[3] 朱敏.基于初中化学虚拟实验平台的虚拟实验教学设计与应用研究[D].兰州:西北师范大学,2013.
[4] 张学军,梁相梅.基于初中化学虚拟实验的“双案”教学设计[J].现代教育技术,2012(1):113-118.
李燃1 吴兰1 王春2 1北京景山学校 2北京教育学院 |