季曉強(qiáng)

虛擬實(shí)驗(yàn)是近年來(lái)日益流行的一種新型實(shí)驗(yàn)形式，以信息技術(shù)為依托，通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等設(shè)備建構(gòu)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬實(shí)驗(yàn)操作流程與現(xiàn)象，或者播放實(shí)驗(yàn)視頻，具有降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約資源等優(yōu)勢(shì).初中化學(xué)教師在教學(xué)中可有效應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確清晰地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生觀察、思考與討論，使他們深刻直觀地理解化學(xué)原理.

一、設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)，注重形式多樣

在初中化學(xué)課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于一種直觀性極強(qiáng)的教學(xué)手段，學(xué)生能夠直觀看到實(shí)驗(yàn)流程與現(xiàn)象，幫助他們深刻掌握化學(xué)變化的原理、現(xiàn)象及物質(zhì)的組成與性質(zhì)，雖然在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中可以實(shí)現(xiàn)這一目的，不過(guò)部分實(shí)驗(yàn)受條件與內(nèi)容的限制難以充分展示.這時(shí)，初中化學(xué)教師在課堂教學(xué)中需有效運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)，利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)出多種多樣的實(shí)驗(yàn)形式，為學(xué)生帶來(lái)更為豐富的體驗(yàn)，轉(zhuǎn)變以往的實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)方式，促使他們更好地認(rèn)知化學(xué)知識(shí).

例如，在教學(xué)“走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”過(guò)程中，本課題主要講述化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則、常見(jiàn)儀器的名稱與使用、藥品的取用、加熱、洗滌儀器等基本實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí).當(dāng)講到“加熱”和“蒸發(fā)”時(shí)，教師先演示加熱試管內(nèi)液體、固體的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，及蒸發(fā)鹽水的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，講述使用酒精燈、試管、蒸發(fā)皿等儀器的注意事項(xiàng).不過(guò)僅靠這些實(shí)驗(yàn)學(xué)生難以真正掌握加熱類實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，教師可應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M更多加熱液體與固體的實(shí)驗(yàn)，故意呈現(xiàn)一些錯(cuò)誤操作，如把試管口對(duì)著人出現(xiàn)燙傷事故、試管壁上有水加熱時(shí)爆裂、用冷水沖洗熱試管導(dǎo)致爆裂、沒(méi)有在酒精燈外焰加熱試管底部的固體等，使學(xué)生直觀看到錯(cuò)誤示范，有助于正確方法的掌握.

二、引入虛擬實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生探索

在初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，要想有效運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)，教師需考慮到教學(xué)實(shí)際情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退杵鞑募艾F(xiàn)象等，將一些操作難度較高或具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)虛擬呈現(xiàn)，以此降低操作難度和消除危險(xiǎn).當(dāng)然教師也要結(jié)合學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知能力，靈活運(yùn)用多媒體設(shè)備播放實(shí)驗(yàn)視頻，或者運(yùn)用3D軟件模擬實(shí)驗(yàn)操作，以不影響整體教學(xué)效果為前提科學(xué)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)，滿足他們的學(xué)習(xí)需要，使其順利完成任務(wù)，收獲相應(yīng)的知識(shí)與技能.

在“溶解度”教學(xué)實(shí)踐中，教師先演示真實(shí)實(shí)驗(yàn)：在兩支盛有10 mL水的試管里分別緩緩加入氯化鈉和硝酸鉀，振蕩，設(shè)問(wèn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么？引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道在一定溫度下的水中，氯化鈉和硝酸鉀都不能無(wú)限制的溶解，揭示飽和溶液與不飽和溶液的概念.然后把硝酸鉀溶液加熱、氯化鈉溶液加水，使其觀察現(xiàn)象，讓他們初步理解溶液“濃”“稀”與飽和、不飽和的之間的關(guān)系.由于在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中難以涉及所有化學(xué)藥品，教師可運(yùn)用多媒體設(shè)備輔助教學(xué)，將大量化學(xué)藥品的溶解情況以視頻形式播放，搭配相應(yīng)的溶解度曲線，引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度對(duì)固體物體溶解度的影響，組織他們討論規(guī)律，并理解溶解度曲線的意義.

三、應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)能力

對(duì)于初中化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)不僅是一種常規(guī)的學(xué)習(xí)方式，還是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與探究精神的關(guān)鍵手段，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，通常以教師的個(gè)人意志為主，雖然能夠確保實(shí)驗(yàn)效果完美，不過(guò)在一定程度上不利于他們自主學(xué)習(xí)意識(shí)與能力的發(fā)揮.這就要求初中化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)可以合理應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供豐富的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，使其自由觀看實(shí)驗(yàn)視頻，分析實(shí)驗(yàn)操作流程、現(xiàn)象、結(jié)果與原理，從而培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力.

在開(kāi)展“燃燒的條件”教學(xué)時(shí)，教師談話導(dǎo)入：燃燒與人類的生活息息相關(guān)，請(qǐng)你們根據(jù)對(duì)燃燒的了解，猜想燃燒需要的條件有哪些？學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)知道可能需要可燃物、氧氣與達(dá)到燃燒所需要的最低溫度，然后組織他們分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分別驗(yàn)證燃燒是否需要這三個(gè)條件.之后，教師可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)操作，模擬出各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生認(rèn)真觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使其思考、回答正確結(jié)論，讓他們知道這三個(gè)條件都需要.隨后教師設(shè)疑：燃燒的三個(gè)條件只需滿足其中一個(gè)條件還是缺一不可？利用多媒體設(shè)備演示虛擬實(shí)驗(yàn)“水火相容”，要求學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引領(lǐng)他們得出可燃物燃燒的三個(gè)條件需同時(shí)滿足的結(jié)論.

總之，在初中化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中有效運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的一大突破，教師應(yīng)極力發(fā)揮出現(xiàn)代化信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，圍繞固有的教材內(nèi)容科學(xué)開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生帶來(lái)豐富的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)而提高他們的化學(xué)知識(shí)水平與綜合學(xué)習(xí)能力.