摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)逐漸融入教育領(lǐng)域，為傳統(tǒng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的變革。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要提高自身的教學(xué)素質(zhì)，掌握AR技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)，優(yōu)化傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。文章探討了基于AR技術(shù)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施方法，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和可控性。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)模式；安全性

中圖分類號(hào)：G633.8+G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-8918（2024）39-0123-04

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與實(shí)踐能力具有重要意義。但傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受實(shí)驗(yàn)條件、資源和安全性的限制，很難完全適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的提出因其特有的虛實(shí)結(jié)合和實(shí)時(shí)交互等特性給高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了一種全新的可能性。

一、 AR技術(shù)應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

AR技術(shù)應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有顯著優(yōu)勢(shì)，其不僅可以豐富教學(xué)手段、提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且可以強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果、保障實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全。具體如下：

第一，AR技術(shù)因其特有的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)大幅提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。傳統(tǒng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與步驟往往僅能通過(guò)課本或者教師講解進(jìn)行理解，此種抽象學(xué)習(xí)方式難以使學(xué)生有直觀感受與深刻認(rèn)識(shí)。而AR技術(shù)則是通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，把實(shí)驗(yàn)器材、試劑和操作界面以三維方式展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生可通過(guò)AR頭顯或者手機(jī)等器材進(jìn)行操作，走進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)時(shí)互動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，體驗(yàn)化學(xué)的精彩與神奇。這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)使學(xué)生猶如置身在一個(gè)真正的實(shí)驗(yàn)室里，調(diào)動(dòng)起學(xué)習(xí)熱情與探索欲望，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。

第二，AR技術(shù)可以強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟的深入理解與掌握。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下學(xué)生可按照實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)自由操作實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，AR技術(shù)能夠模擬出較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程并呈現(xiàn)較多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理以及操作步驟有直觀了解。另外AR技術(shù)能夠?qū)W(xué)生實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，并指出操作失誤與不足之處，有利于學(xué)生及時(shí)修正與完善。該互動(dòng)式學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作技巧的深入理解，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰翱茖W(xué)素養(yǎng)。

第三，AR技術(shù)可以保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程安全和降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際化學(xué)實(shí)驗(yàn)中受化學(xué)品特殊、實(shí)驗(yàn)條件有限等因素影響，常常會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患。如有些化學(xué)品易燃易爆、有毒有害，若操作不規(guī)范或管理混亂，極易造成事故。而AR技術(shù)則通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建規(guī)避了真實(shí)實(shí)驗(yàn)可能帶來(lái)的隱患。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)生無(wú)須真實(shí)的化學(xué)品及實(shí)驗(yàn)器材就能完成實(shí)驗(yàn)操作，從而避免化學(xué)品泄漏及爆炸事故。同時(shí)AR技術(shù)也能對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能發(fā)生的危險(xiǎn)情況進(jìn)行模擬，有利于學(xué)生對(duì)危險(xiǎn)源及防范措施的理解，增強(qiáng)其安全意識(shí)及自我保護(hù)能力。除此之外，AR技術(shù)在其他領(lǐng)域也展現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢(shì)。如它能打破時(shí)空的束縛，使學(xué)生隨時(shí)隨地地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；該系統(tǒng)能夠提供個(gè)性化的教學(xué)方法，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣點(diǎn)來(lái)定制實(shí)驗(yàn)課程；該方法有助于減少實(shí)驗(yàn)的總成本，并降低對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和化學(xué)物質(zhì)的使用和浪費(fèi)。

二、 AR技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用方法

（一）建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是推行基于AR技術(shù)的教學(xué)模式的第一步，虛擬實(shí)驗(yàn)室因其特有的功能與特點(diǎn)，給學(xué)生帶來(lái)沉浸式、互動(dòng)性的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果得到極大改善。建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室首先需結(jié)合高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要與目標(biāo)確定其規(guī)模與作用。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，其中包括各種不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)域，如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)等，并確保每個(gè)區(qū)域都配備了合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑。同時(shí)還要兼顧虛擬實(shí)驗(yàn)室交互性強(qiáng)、實(shí)時(shí)反饋功能強(qiáng)等特點(diǎn)，以保證學(xué)生能實(shí)時(shí)交互虛擬實(shí)驗(yàn)器材，得到即時(shí)操作反饋信息。在建立虛擬實(shí)驗(yàn)室時(shí)，可采用AR技術(shù)三維建模與渲染技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)器材、試劑、操作界面等用三維方式展示給學(xué)生。從而使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、試劑的構(gòu)造與作用、實(shí)驗(yàn)操作具體步驟及注意事項(xiàng)有直觀認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)AR頭顯或者手機(jī)等器材讓學(xué)生進(jìn)入虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境并實(shí)時(shí)和虛擬的實(shí)驗(yàn)器材交互來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

例如，在進(jìn)行“鈉和水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程。學(xué)生在AR設(shè)備上可觀察到鈉塊遇水很快融化為小球而游來(lái)游去。同時(shí)，可對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生氣體、溫度變化及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)和記錄。這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的深入理解，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc科學(xué)素養(yǎng)。虛擬實(shí)驗(yàn)室在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程之外能夠提供大量實(shí)驗(yàn)資源與實(shí)例，教師可根據(jù)教學(xué)需要在虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)各種難度、種類的實(shí)驗(yàn)案例讓學(xué)生自主選擇、自主學(xué)習(xí)。同時(shí)學(xué)生也可根據(jù)興趣與需要在虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自由地進(jìn)行探究與學(xué)習(xí)，擴(kuò)大知識(shí)面與視野。

（二）重視對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察

以AR技術(shù)為基礎(chǔ)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，重視對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的仔細(xì)觀察與分析，有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的深刻認(rèn)識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)需注意實(shí)驗(yàn)器材與試劑狀態(tài)的改變，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生與改變的過(guò)程，記錄與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如做“酸堿滴定”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生通過(guò)觀察指示劑顏色的變化來(lái)判斷滴定終點(diǎn)和記錄滴定時(shí)所消耗滴定劑的體積。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的觀察與分析，有助于學(xué)生對(duì)待測(cè)溶液中酸堿濃度進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而認(rèn)識(shí)其性質(zhì)與成分。以AR技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可借助AR設(shè)備在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，該觀察方式既直觀、實(shí)時(shí)，又能提供多角度、多層次的觀察。例如，學(xué)生可從第一人稱視角，透過(guò)AR頭顯進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中觀察實(shí)驗(yàn)器材及試劑狀態(tài)的改變；還可借助手機(jī)等器材，從第三人稱視角對(duì)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行觀察，從而理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生、變化的全過(guò)程。另外，以AR技術(shù)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖像資料，學(xué)生可在AR設(shè)備上獲得實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度、壓力、濃度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及利用圖像識(shí)別與分析技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行圖像資料處理。這些資料及圖像資料有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟的深入理解，培養(yǎng)其數(shù)據(jù)分析及圖像處理的能力。為更好地指導(dǎo)學(xué)生，在觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可設(shè)計(jì)特定的觀察任務(wù)與提問(wèn)。例如，教師可讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成氣體的顏色、氣味、密度等特征進(jìn)行觀察與記錄，分析其成因與規(guī)律；還可以讓學(xué)生通過(guò)AR設(shè)備得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析。這些任務(wù)與問(wèn)題有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行更有目的的觀察，增強(qiáng)其觀察與分析能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重視，以AR技術(shù)為載體進(jìn)行高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以較好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察，能深刻理解實(shí)驗(yàn)的原理及操作步驟，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰翱茖W(xué)素養(yǎng)；還可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖像資料進(jìn)行觀察與分析，以培養(yǎng)其數(shù)據(jù)分析及圖像處理能力。

（三）進(jìn)行主題式的探索

以AR技術(shù)為載體的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施主題式探究活動(dòng)不失為一種行之有效的教學(xué)方法，通過(guò)設(shè)置具體的實(shí)驗(yàn)主題與探究問(wèn)題、指導(dǎo)學(xué)生自主探究與實(shí)踐操作等方式，既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，也可以增強(qiáng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作、解決問(wèn)題等能力。主題式探究活動(dòng)的實(shí)施首先要明確實(shí)驗(yàn)主題與探究問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)主題要與高中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，要能涉及眾多的知識(shí)點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)技能；探究問(wèn)題又要有開(kāi)放性與挑戰(zhàn)性，能激發(fā)學(xué)生探究欲望與創(chuàng)新思維。

例如，可以設(shè)定“探討不同催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的作用規(guī)律”作為實(shí)驗(yàn)主題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇催化劑、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析結(jié)果。在探索過(guò)程中學(xué)生需借助AR技術(shù)建立虛擬實(shí)驗(yàn)室、模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境與設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)記錄。同時(shí)學(xué)生也需依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象加以分析與說(shuō)明，并提出個(gè)人看法與結(jié)論。這一自主探究過(guò)程，既能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，又有助于學(xué)生學(xué)會(huì)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。為更好地指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展主題式探究，教師可給予必要的引導(dǎo)與支持。例如，教師可對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)提出意見(jiàn)并加以引導(dǎo)，協(xié)助學(xué)生選擇適宜的催化劑及實(shí)驗(yàn)條件等；還能給學(xué)生提供對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與講解的方法與技術(shù)，有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入理解與運(yùn)用。另外，教師也可組織學(xué)生開(kāi)展小組討論與交流活動(dòng)，使其共享探究經(jīng)驗(yàn)與收獲，互相學(xué)習(xí)與借鑒。因此，以AR技術(shù)為載體進(jìn)行高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既可以提升學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，又可以培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作與問(wèn)題解決能力。

（四）輔助智能化的評(píng)價(jià)和反饋

以AR技術(shù)為基礎(chǔ)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，融入智能化評(píng)估和反饋，是增強(qiáng)教學(xué)效果和優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。引入智能評(píng)估系統(tǒng)后，教師可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度及實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)準(zhǔn)確地給予反饋，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的深入理解與把握。

智能化評(píng)估與反饋系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)分析與評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)能夠通過(guò)算法來(lái)確定學(xué)生操作的標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性，并據(jù)此給出具體評(píng)估結(jié)果以及反饋建議。該評(píng)估方式在提高評(píng)估效率與準(zhǔn)確性的同時(shí)，也有助于教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的智能化評(píng)估和反饋系統(tǒng)可運(yùn)用到諸多環(huán)節(jié)，在虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程并及時(shí)地提醒其改正不規(guī)范操作。如學(xué)生做“酸堿滴定”的實(shí)驗(yàn)，若滴定速度過(guò)快或者對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷不準(zhǔn)，該系統(tǒng)可通過(guò)AR設(shè)備發(fā)出提示信息或者預(yù)警，有利于學(xué)生對(duì)操作的適時(shí)調(diào)整。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析部分，智能化評(píng)估及反饋系統(tǒng)能夠自動(dòng)給學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果打分并反饋，該系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出客觀公正的打分和具體反饋。例如，在“探討不同催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的0GuTgs1wqsz7S2LNOIuLfGgAaG5HXTGZPN2k76hthNc=作用規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論，判斷學(xué)生的探究能力、數(shù)據(jù)分析能力以及問(wèn)題解決能力等情況，提出相關(guān)反饋以及建議。另外，智能化評(píng)估及反饋系統(tǒng)可依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及成績(jī)向其推薦合適的學(xué)習(xí)資源及練習(xí)題目。通過(guò)個(gè)性化推薦、智能匹配等方式，該系統(tǒng)可以幫助學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、提升學(xué)習(xí)效果。

（五）鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)意發(fā)揮

就高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，AR技術(shù)給傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)革新的同時(shí)，也成為激發(fā)學(xué)生想象的有力手段。學(xué)生借助AR技術(shù)能夠超越真實(shí)的局限，自由地探索虛擬世界里化學(xué)的秘密，進(jìn)而發(fā)展創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力。

AR技術(shù)給學(xué)生搭建了別出心裁的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)受實(shí)驗(yàn)條件所限，學(xué)生通常只能按設(shè)定的程序去做，很難做到個(gè)性化嘗試與探究。而AR技術(shù)突破了這種桎梏，使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境下自由地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)乃至發(fā)現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如，在探索“酸堿中和反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可應(yīng)用AR技術(shù)模擬出酸、堿在不同濃度下的混合情況，觀察、對(duì)比反應(yīng)速率及產(chǎn)物性質(zhì)在不同情況下的變化規(guī)律。這一個(gè)性化實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)既能激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，又能促使學(xué)生主動(dòng)思考、大膽嘗試，進(jìn)而發(fā)展創(chuàng)新思維與解決問(wèn)題的能力。另外，AR技術(shù)也可以給學(xué)生創(chuàng)意發(fā)揮帶來(lái)大量材料與資源，學(xué)生利用AR技術(shù)很容易獲得各類化學(xué)物質(zhì)的特性、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理，從而在虛擬環(huán)境下完成模擬實(shí)驗(yàn)。這種獲取信息的便捷性，給學(xué)生帶來(lái)了一個(gè)廣闊的創(chuàng)作空間，有助于學(xué)生按照自己的愛(ài)好和思路自由地創(chuàng)作。以“有機(jī)合成”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生可運(yùn)用AR技術(shù)對(duì)復(fù)雜有機(jī)合成路線進(jìn)行設(shè)計(jì)與模擬，并用虛擬實(shí)驗(yàn)證明其可行性與有效性。這一創(chuàng)意性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在鍛煉學(xué)生邏輯思維與實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，也能使學(xué)生感受化學(xué)知識(shí)所帶來(lái)的神奇與快樂(lè)。為鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)意，教師可采取以下措施：一是創(chuàng)設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生自由地選擇與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；二是給予必要的引導(dǎo)與支持，以幫助學(xué)生解決創(chuàng)意發(fā)揮中遇到的難題。

（六）理論和實(shí)踐的整合

在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合是提升學(xué)生全面素質(zhì)和創(chuàng)新思維的關(guān)鍵手段。AR技術(shù)的推出，給這一整合帶來(lái)了全新的可能與契機(jī)。學(xué)生借助AR技術(shù)能夠?qū)μ摂M環(huán)境下的化學(xué)現(xiàn)象與原理有一個(gè)直觀的觀察與認(rèn)識(shí)，并結(jié)合實(shí)際操作展開(kāi)深入探索與學(xué)習(xí)。

AR技術(shù)有助于學(xué)生加深對(duì)化學(xué)概念、原理的理解，傳統(tǒng)的教學(xué)通常將化學(xué)概念與原理通過(guò)文字或者圖片等方式展現(xiàn)在學(xué)生面前，不利于學(xué)生的直觀感覺(jué)與認(rèn)識(shí)。AR技術(shù)能夠把這些抽象概念與原理變成具體的、可互動(dòng)的虛擬場(chǎng)景，有助于學(xué)生在虛擬的環(huán)境下切身感受與感悟。例如，在對(duì)“原子結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可借助AR技術(shù)來(lái)觀察原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電子運(yùn)動(dòng)軌跡及原子核和電子間相互作用。這一直觀感受不僅有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，而且有助于激發(fā)學(xué)生深入探究的熱情與動(dòng)力。AR技術(shù)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提高具有促進(jìn)作用，虛擬環(huán)境下，化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作還能夠極大地降低實(shí)驗(yàn)成本與風(fēng)險(xiǎn)，也增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)安全性與可控性。學(xué)生能夠不受現(xiàn)實(shí)條件所限，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)嘗試與調(diào)節(jié)，熟練實(shí)驗(yàn)技能與操作方法。另外，AR技術(shù)能模擬真實(shí)世界里很難實(shí)現(xiàn)的各種實(shí)驗(yàn)條件與情境，有助于學(xué)生從更為寬廣的領(lǐng)域去實(shí)踐與探索。例如，在討論“化學(xué)反應(yīng)速率”時(shí)，學(xué)生可通過(guò)AR技術(shù)模擬反應(yīng)速率在不同溫度、壓力和濃度下的變化規(guī)律，從而更加深刻地了解反應(yīng)速率影響因素及其變化規(guī)律。

三、 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，教育理念也在不斷更新，以AR技術(shù)為核心的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式將日益受到人們的青睞。因此，更多的學(xué)校及教育工作者應(yīng)主動(dòng)擁抱這一轉(zhuǎn)變，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入AR技術(shù)，給學(xué)生營(yíng)造出更加豐富、多元、安全的學(xué)習(xí)環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：陳玉飛（1983～），男，漢族，湖南益陽(yáng)人，湖南省長(zhǎng)沙麓山國(guó)際實(shí)驗(yàn)學(xué)校，研究方向：化學(xué)教學(xué)。