虚拟实验在化学实验教学中应用策略探究

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1、虚拟实验在化学实验教学中应用策略探究　　摘要：虚拟实验以其良好的共享性、可重复使用性、可扩展性及极高的安全性等优势，使得它在教学中的应用日益深入，其在化学实验教学中的应用能够克服化学真实实验的诸多弊端，对化学实验教学大有裨益。分析了现阶段初中化学虚拟实验存在的一些问题，并提出了相应的优化策略，以期更好地服务于化学实验教学。关键词：化学实验教学；虚拟实验；应用策略中图分类号：TP431文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）006-0166-02作者简介：朱敏（1987-），男，西北师范大学教育技术学院硕士研究生，研究方向为信息技术

2、与教育应用；刘鹏飞（1986-），男，西北师范大学教育技术学院硕士研究生，研究方向为信息技术与教育应用。1虚拟实验《义务教育化学课程标准（2011版）》倡导在化学教学中创设以实验为主的科学探究活动，以此激发学生的学习兴趣，提高学生的科学探究能力。传统的实验教学由于自身的诸多限制，已较难独自完成这一要求，当前以传统的真实实验为主、虚拟实验为辅的实验教学方式，正受到人们的关注和认可。9虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术，在计算机上营造虚拟的实验环境，模拟真实实验的操作过程和实验现象，实验者可以像在真实实验环境中一样完成实验项目。虚拟实验

3、的开发技术多种多样，各有千秋，而当前初中化学虚拟实验主要是基于Flash技术的虚拟实验。其原因在于Flash良好的平台独立性和交互性，以及相对较低的研发门槛，无论是对于研发者还是使用者来说都比较好驾驭。如图1所示为北邮虚拟实验系统，登陆平台后，即可实现仿真学习。相对于传统的真实实验，虚拟实验的优势在于其良好的共享性、可重复使用性、可扩展性以及极高的安全性等。基于Flash的交互式虚拟实验可以在任何主流操作平台上运行，模拟实验需要的设备和场景，学生可以通过虚拟实验进行自主探究，大胆尝试而又不用担心损毁仪器和自身安全，这对于降低实验成本、保障学生的

4、人身安全、激发学生们的探究热情十分有利，虚拟结构如图所示。但同时也要注意，虚拟实验毕竟是一种虚拟的体验，无法取代真实实验，虚拟实验只有以真实实验为依托，与真实实验形成互补，才能更好地发挥自身的优势和作用。2初中化学虚拟实验的应用9近年来，国内对于虚拟实验的研究和开发一直呈稳步上升态势，初中化学虚拟实验因为化学学科自身的特点及较低的研发门槛，通常是研发人员试手的首选，所以相关的研究成果数量一直远远高于其它学科。笔者根据自身在调研和参与虚拟实验设计过程中的亲身经历，总结了初中化学虚拟实验的现状及存在的问题。2.1研发人员结构方面当前初中化学虚拟实验

5、的研发人员以高校教师和在校研究生为主，这类研发人员一般都具有较强的虚拟实验技术基础，是虚拟实验研发的主力军。而广大初中化学教师，尤其是实验教学经验丰富的一线化学教师却很少参与到虚拟实验的研发过程中来。化学虚拟实验的研发目的在于弥补传统化学实验教学的不足。以高校教师和研究生为主的研发人员由于大多数无化学学科背景，且缺乏实验教学经验，在虚拟实验内容的安排上通常选择参照初中化学教材和相关文献。这样一方面会导致最终研发的虚拟实验内容安排生硬、过时、灵活性大打折扣，且成品倾向于功能性而并非实用性，实际使用效果不佳；另一方面也使得研发的虚拟实验多是对真实实

6、验的简单重复，照本宣科地将真实实验搬到虚拟平台上来，不能很好地发挥虚拟实验的优势，可以说是对研发资源的一种浪费。9一线化学教师具有高水准的化学专业知识，以及丰富的真实实验教学经验，其在化学虚拟实验研发中的缺席主要是由于研发的技术门槛。以基于Flash的虚拟实验为例，研发人员必须对Flash的脚本语言Actionscript熟练掌握，才能具备开发虚拟实验的能力，然而在笔者访谈的一线化学教师中，甚至没有人知道Actionscript是什么。此外，初中化学教师作为教师，其职责和工作重心是传授知识、培养学生能力，要求一线化学教师研发化学虚拟实验，的确有

7、些强人所难。2.2虚拟实验结构方面当前初中化学虚拟实验主要可分为演示式虚拟实验、体验式虚拟实验和探究式虚拟实验3种类型。演示式虚拟实验主要是为了配合教师讲解实验内容，由教师简单操作演示给学生观看的一类实验，多采用线性的展现形式。笔者在实地调研中发现，一线化学教师对这类虚拟实验青睐有加，运用也十分娴熟。在已有的初中化学虚拟实验中，演示式虚拟实验的比重最大。体验式虚拟实验主要针对学生，是在教师传授相关知识后，由学生自主操作实验仪器，观察实验现象，完成实验的一类实验。这类实验有着良好的操作性和交互性，学生能够很好地体验实验过程，加深对实验的认识和了解

8、。当前在对初中化学虚拟实验的研究中，以体验式虚拟实验数量最多，发展最为迅速。9探究式虚拟实验是指由教师创设情境，学生在虚拟实验平台上自主选择实验方法、