基于虚拟实验化学实验教学设计

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1、基于虚拟实验化学实验教学设计　　摘要：化学实验是学生获取知识和培养观察力及实验能力的重要途径，由于真实实验在成本、安全性等方面的局限性使得一些实验无法有效开展，因而虚拟实验就成了化学实验中非常重要的辅助教学方式。以“镁带燃烧”为例给出了具体的虚拟实验教学设计，旨在为化学虚拟实验的有效进行提供重要保障。关键词：虚拟实验；化学实验；教学设计中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：16727800（2013）0070174030引言化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要手段，是培养学生化学实验能力的重要途径。由于真实实验受成本、安全性、有些实

2、验现象不易观察等方面的限制使得一些实验无法有效开展，尤其是含有毒药品和易燃易爆的危险实验难以让每个学生都动手操作。而虚拟实验不仅成本低、能模拟危险性实验、能让学生更加清楚地观察在真实实验中不易观察到的实验现象，而且方便灵活，能满足学生随时随地自主学习和复习。因此，应充分发挥虚拟实验的优势最大程度地提高学生的实验能力。91教学设计思想“以实验为基础”是化学教学的最基本特征，通过化学实验教学策略设计，明确实验教学的形式、手段和方法，把化学教学重点放在学生需要学习的知识和技能上。因此，化学实验教学设计是化学教学设计中最重要的内容之一[1]。“镁带燃烧”是最基本的金属与氧气燃烧的实验之一，

3、由于实验受到成本、安全性等条件的约束，很难让每个学生都动手做实验，因此结合VCE（VirtualChemicalExperiment）网站提供的资源，使用虚拟实验进行教学。学生通过访问VCE网站，先预习实验，阅读实验说明并谨记注意事项；然后观看“实验演示”中的真实实验视频，获取真实的实验体验；最后进入“实验操作”模块，通过鼠标交互、文本交互等方式操作虚拟实验。包括选择实验仪器、药品、组装仪器、进行分步实验、观察并填写实验现象、书写化学方程式、填写实验报告、进入论坛发帖等。具体的虚拟实验教学设计如图1所示。2教学目标知识与技能：了解镁带燃烧的原理，能够写出镁带与氧气反应的化学方程式；

4、能准确全面地描述镁带的物理性质；明确镁带燃烧后产物的化学性质及物理性质；掌握实验装置拆卸的程序及实验中的注意事项。9过程与方法：在教师的引导下，学生能够自主提出问题，设计解决问题的方案，探究解决问题，最后得出结论；能够在VCE实验论坛中发表自己的观点，和同学共同探讨镁带燃烧实验的知识点与注意事项；通过实验观察与分析，提高学生用科学方法分析问题的能力。情感态度价值观：培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和良好的实验习惯；体验观察实验现象的重要性；保持对化学实验的浓厚兴趣，从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。3教学流程在教学过程设计上，遵循学生的认知规律，由易到难，循序渐进。从学生进

5、入VCE网站预习新课开始，再通过创设情境，提出问题；导拨释疑，探究新知；操作虚拟实验，强化新知；完善实验报告，教师批阅；自我测试，及时反馈；在线论坛，讨论交流；联系生活实际，拓展深化等教学环节，全面展开教学内容。3.1了解VCE网站，预习实验教师首先应指导学生熟悉VCE系统的使用方法，如怎样进入虚拟实验系统，如何操作虚拟实验，如何填写实验报告，如何根据虚拟实验中提供的反馈改进自己的学习，如何使用VCE网站提供的资源等。学生进行实验预习，了解实验的原理、现象、仪器的使用等，有助于实验教学的进行以及学生对实验内容的理解。93.2创设情境，提出问题让学生先回忆“蜡烛在空气中燃烧”、“铁丝

6、在氧气中的燃烧”等实验的实验原理和现象，然后教师在黑板上写出思考问题（如图2所示），让学生带着疑问和周围的同学进行交流。这样既为学生创设了探索问题的情境，激发了学生学习的兴趣，又巩固了“燃烧”的相关知识，让学生在轻松愉快氛围里自然而然地进入到新课的学习中。3.3导拨释疑，探究新知[教师]：先让学生利用已有的科学知识和经验做预测，大胆猜想镁带和其它物质燃烧的现象，并借助多媒体提供若干个燃烧现象的画面，如发出耀眼的白光、发出黄色的强烈刺眼的光等，然后提问镁带燃烧可能会出现什么现象？[设计意图]：利用幻灯片、投影实验在教学过程中具有真实性、直观性、高效性的特点，可辅助化学实验；通过计算机

7、课件生动逼真的动态图像，全面演示化学实验或创设实验情景。利用单个实物、模型、图表、教学录像片和多媒体课件为学生学习化学新知识提供丰富的感性材料，这样有利于认识过程的飞跃转化，适合青年学生的心理特征，进而促进学生观察力、思维力和想象力的发展。[1]9[教师]：为了让大家能够观看到镁带燃烧现象及操作过程，教师引导学生通过VCE虚拟实验平台一起学习，并解决相关问题。教师打开VCE网站，登录教师系统，并指导学生登陆学生系统（如图3所示），打开真实实验视频。[学生]：登录自己的