球王会体育官网:【教育前沿】虚拟仿真试验在初中化学试验教育中的探求与实践

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　　化学是一门以试验为根底的学科，可是实践教育中存在一些问题，会严重影响试验教育的效果。开发并使用虚拟试验来完结初中化学试验教育是一种较成功的改善试验教育效果的测验，也是对试验操作很好的弥补。体系介绍了虚拟仿真试验的优势，并经过课例《金属资源的使用和维护》对如安在初中讲堂使用虚拟仿真技能进行了简略的介绍，最终指出了虚拟仿真试验的开展方向和问题。

　　化学是一门以试验为根底的学科。在中学教育进程中展开试验教育关于激起学生的学习爱好、促进学生自动学习有着清楚明了的效果。但实践中，试验教育存在试验时刻过长、不方便在课上进行调查，试验具有风险性、不适宜进行演示试验或学生试验等困难，严重影响试验教育的效果。假如能够有效地交融实在试验和虚拟试验，就能够极大地进步讲堂教育效果。

　　教育信息化2.0着重要继续推进信息技能与教育教育深度交融，将信息技能全面和立异地使用于各学科。虚拟化学试验是使用多媒体、网络、计算机等信息技能设备构建虚拟的试验环境，再使用仿真软件规划和模仿试验场景，学生遂能借其领会挨近实在的试验进程。虚拟仿真试验也具有如下一些优势(见表1)，在许多试验的使用上得到了非常好的表现。▲表1 惯例试验和虚拟仿真试验的比照

　　学生现已学习了金属资料和金属的一些化学性质，本节课针对金属资源的使用和维护，要点评论了金属的锻炼和探求金属的腐蚀条件。经过本节课的学习，学生将了解金属的锻炼特别是炼铁的根本原理，探求铁生锈的条件，了解避免铁生锈的原理和办法，进一步开展试验探求的才能和知道。经过剖析试验进程中的各种问题，开展学生全面剖析问题的才能以及科学谨慎的试验情绪。

　　(1)经过学习金属锻炼的原理和铁生锈的条件，开展从化学改变的视角调查日子、出产进程的知道，培育改变观念与平衡思维的学科中心素质。

　　(2)经过完结虚拟试验，协助学生领会具有必定风险性的试验以及需求时刻较长的试验，学生能够在自主规划、完结试验的进程中领会试验的实在进程，感触试验操作的对错对试验胜败的直接影响，培育试验探求与立异知道的学科中心素质。

　　(3)经过对金属锻炼、金属的腐蚀和防腐的评论，协助学生感触化学学习对日子的影响、对出产实践的辅导，培育学生科学情绪与社会职责的学科中心素质。

　　导入：请学生使用虚拟试验室供给的试验资料规划并完结一氧化碳和氧化铁的试验进程。清晰试验进程，若试验呈现问题，请考虑呈现问题的原因(见图1)。▲图1 学日子动的虚拟试验桌面

　　学生自主完结试验，在试验的进程中假如呈现操作上的过错或许进程上的紊乱，都会即时呈现提示或许相应的虚拟成果(如试管迸裂、液体倒吸等)，学生可从头进行试验，并加深对试验操作和原理的知道(虚拟试验状况见表2)。▲表2 虚拟试验状况表

　　规划意图：经过虚拟试验，协助学生领会具有必定风险性的试验，学生在自主规划、完结试验的进程中领会试验的实在进程。经过剖析试验进程中的根本进程和试验次序，感触试验操刁难错对试验胜败的直接影响，培育学生对试验探求的学科中心素质。

　　导入：请学生使用虚拟试验室供给的试验资料规划并完结探求铁的生锈条件的试验进程(见图2)。清晰试验进程，完好记载试验现象，经过考虑，得出试验定论。在试验进程中经过提示来标准学生的操作，例如水是否需求盖过铁钉、放入铁钉时试管是否需平放的提示等。▲图2 探求铁的生锈条件的“时刻”改变图画

　　学日子动：使用虚拟试验室完结铁生锈条件的探求试验，以表格的方式记载试验现象(见表3)，并剖析得出试验定论。▲表3 试验现象记载表

　　教师向学生展示实在条件下的试验成果，引导学生去发现异常现象：发现有一个和虚拟试验不一样的试验现象，即只与蒸馏水触摸的铁钉也生锈了，请我们剖析原因。

　　学生得出或许是因为蒸馏水中仍混有一些氧气而形成的异常现象，并提出改善试验的定见：用经煮沸并敏捷冷却的蒸馏水完结试验，并在蒸馏水的外表敏捷掩盖一层植物油以阻隔氧气。

　　规划意图：经过虚拟试验，协助学生在短时刻内完结需求长时刻进行的试验，并使用上课时刻会集领会试验的实在进程；经过对试验异常现象进行剖析和改善，培育学生尊重试验现象、勤于考虑的学科素质。

　　CO复原Fe2O3的试验原理是初中化学非常重要的一个内容，可是因为CO具有毒性且在反响进程中简单发生爆炸等风险状况，因而在大多数的初中讲堂上都无法进行学生分组试验或许是教师演示试验。在加深学生的学习形象，特别是感触过错的试验操刁难试验成果的直接影响等方面，使用虚拟试验软件对该试验进行模仿具有重要意义。学生能够使用软件独立探求CO和Fe2O3的反响，并在安全的环境下领会过错带来的成果，这对学生的冲击是巨大的，能培育学生科学探求的学科中心素质。

　　铁制品锈蚀的条件探求是初中非常重要的试验之一，它关于培育学生自主进行科学探求的才能，规划比照试验，领会控制变量的思维供给了很好的资料。可是因为铁锈蚀需求的时刻大约为一周，时刻较长，无法在一节讲堂上完好展示，因而可使用虚拟试验来完结减短时刻和增强效果的效果。

　　跟着互联网技能的飞速开展，特别是5G技能的使用逐步遍及，将虚拟仿真试验开展成为具有长途互动性的教育东西逐步成为教师重视和尽力的方向，而使用VR技能开发出更实在、更直观的虚拟仿真试验，也是值得探求的方面。但虚拟仿真试验也存在着一些有必要处理的问题。

　　榜首，在使用进程中，怎么让操作更具人性化，以便让学生在短时刻内把握操作的技能和标准，让学生将重视点放在试验原理和进程上，是一个有必要处理的问题。

　　第二，教师在规划虚拟试验时，一方面要考虑试验意图，结合不同的试验意图组织不同的试验进程及辅佐内容。另一方面要确保试验现象的实在、精确，不能呈现科学性过错。这就要求一线教师参加到软件和程序的开发进程中。详细开发流程为：一线教师依据实践需求选定试验课题→一线教师依据模板完结程序脚本的编撰→一线教师与技能研制者彼此交流，完结软件的初级开发→一线教师对软件进行试用，提出反应定见→技能研制人员进行软件的完善和批改→一线教师进行实践使用，不断与研制人员评论并改善。

　　第三，不能用虚拟仿真试验彻底替代实在的化学试验，走进化学试验室仍然是进行试验教育的首要方式和手法，虚拟仿真技能只能作为一种非常好的弥补手法。

　　第四，在对微观试验进行虚拟仿真的进程中，要稳重进行测验，不能一味地用模型表明微观粒子，这样对培育学生的宏微结合才能具有必定的负面效果，学生将不能精确地知道微粒的“质量轻、体积小”“不断运动”等性质。

　　[1]张学军,王阿习.虚拟试验与实在试验整合的进一步讨论:以初中化学“试验室制取氢气”一课为例[J].现代教育技能,2011(2):132-135.

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　　[3]朱敏.根据初中化学虚拟试验渠道的虚拟试验教育规划与使用研究[D].兰州:西北师范大学,2013.

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