浅谈虚拟实验室在高中化学实验教学中的优势

贾文静 李浩

安徽省教育信息技术研究2018年度立项课题，“NB化学实验”与化學实验教学融合的实践研究，课题编号：AH2018164

摘要：实验是化学教学中非常重要的一个环节。目前我国的化学教育中还存在很多的缺点和不足。在实验当中，我们要尽可能地弥补，借助虚拟化学实验室，将传统教学中存在的问题在实验中进行解决。并且根据具体的实验操作，借助相关的化学知识，避免直接接触有害、有毒的化学药品，保证学生的健康。同时，教师要倡导保护环境，提高学生的环保意识，让学生在虚拟实验室中对自身的化学知识进行更稳固的提升，从而提高化学教学的整体效率和质量。

关键词：虚拟实验室；高中化学；教学优势

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）04-0058

化学是一门走进科学的学科，也是一门以实验为基础的学科。在教学当中，教师要将学生的理论知识向实验转变。化学实验可以检验学生的学习成果，并且对学生的创新能力进行提升，让学生可以通过自己动手感受化学的变化，提高对化学实验的兴趣以及探索的欲望。教师要利用好化学实验优势，引导学生在实践过程中进行观察、感知和理解，并且通过相关的探究活动，让学生在实验过程中逐渐掌握实验的方法，对自身学习到的知识进行深入的检验。虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的一套实验系统，在虚拟实验室中，学生可以上台自己动手操作设计，极大地提高学生的操作能力。相比于传统实验室，学生的学习会更加主动，能避免因真实操作所带来的各种危险。同时，虚拟实验室的仪器也可以减少器材消耗，降低了教学的成本。

一、改变学生的学习模式，从被动学习转为主动学习

在传统的化学实验教学中，通常都是学生提前通过课本进行预习，学习理论知识，然后教师现场进行讲解，学生根据自己学习到的知识以及教师的讲解展开相关的实验。在整个实验的过程当中，学生相对被动，缺少自己对实验的相关思考，很少有机会可以自主尝试和探索全新的知识，在实验过程中发挥自己的创新能力。这也就导致学生在实验过程中的主动性和积极性不高，并且对实验课不够重视，觉得只是按部就班。而通过虚拟实验室可以让学生充分发挥自己的想象力，使学生能够朝个性化的方面发展。

例如，在开展虚拟实验时，教师可以通过声音、画面、文字展示实验当中的微观的世界，模拟相关的化学反应，打破学生对化学实验的传统认知，让学生可以通过身体的多个感官感受化学、接触化学，提高学生在实验中的参与动力。在教学中，教师要引导学生大胆操作，为学生提供自我展示的空间以及平台，让学生能够将自己学习到的知识通过虚拟实验室的方法展现出来，将知识和趣味性进行结合，从而使学生从被动的学习逐渐向主动转变，通过自身的努力验证自己的思想，提高自身的综合能力。

二、避免真实实验带来的危险和不确定因素

在绝大多数的化学实验中，有着非常不确定的因素以及危险，高中化学实验室是学生学习的重要场所，如果产生危险以及污染，对于师生的健康有非常大的影响。化学实验药剂大多是易燃易爆，并且很容易产生连锁反应，在实际操作过程中，要求学生高度认真，以免发生危险事件。教师往往也会因为害怕学生出事情，尽可能减少学生实验的频率，导致学生不了解化学实验教学，对化学实验教学的理解不够深入。而通过虚拟化学实验室可以模拟真实的实验操作，为学生普及相关的实验知识，降低学生发生的错误。同时也让学生在化学实验中能够产生深刻的印象，对危险的操作行为产生重视，降低化学实验时出现事故的概率，并且培养学生在出现问题时如何正确地进行解决。

例如，教师可以先通过化学实验室来模拟实验中的一些错误操作，将水倒入浓硫酸中，液体会沸腾并且飞溅，对学生造成危险。通过错误的实验，学生能够意识到错误操作的危害，避免之后出现相关的错误。教师也要通过提问的方式询问学生这种操作方式可不可以，然后通过化学实验室将这种操作进行模拟，验证学生的思维，提高学生的注意力。教师要培养学生的应变能力，让学生能够在面对这些错误操作时有正确的解决方法，为学生之后的实验打下良好的基础。

三、减少实验仪器的消耗，提高学生的实验体验

实验就意味着消耗，在实验过程当中不可避免地要消耗大量的药剂以及资源，实验过程当中还会有各种各样的气体、有害物质的产生。这不仅对于实验的环境有非常大的影响，同时对于学生的健康有很大的影响，再加上实验的消耗，会减少每一个学生的实验体验，让学生对化学实验没有全面的了解。而通过虚拟实验室则可以达到实验器材以及实验药剂的零消耗，不用担心环境的污染，也不用担心学生的健康，更不用担心学生没有办法体验到实验的过程。学生在课堂上就可以做出各种各样的实验，大大提高了学生的实验兴趣，让学生在掌握相关知识的同时也能够达到良好的教学效果。

例如，在学习硫的相关知识时，教师可以模拟硫与氧气发生反应，并向学生说明实验生成的SO2是酸雨形成的主要成分之一，如果直接将实验中的SO2排放到大气中，会对环境产生污染。而虚拟实验室不存在破损，可以反复实验，并且减少环境的污染，让每一个学生都可以通过实验直观地感受到实验的过程以及结果。这样，不仅节省了时间，同时也加深了学生的印象，让学生能够在实验过程中得到更完整的体验，同时加强学生的环保意识，提高整体实验的教学氛围。

四、总结

化学实验是化学教学的基础，是学生对化学认知的源泉以及有效的途径。在培养学生科学素养和综合素质的时候，教师可以通过化学虚拟实验室使化学实验变得更加容易，改变传统的学习模式，通过虚拟实验室提高学生的兴趣，通过简单直观的实验让学生能够主动对化学实验进行探究。同时，虚拟实验室还可以减少环境的污染以及对学生的危害，防止实验带来的危险和不确定因素，保护学生的安全，同时也能让实验更具创新力和丰富性。虚拟实验室可以达到器材的零消耗，不仅可以让每一个学生都能够得到最真实的实验体验，同时也能够让学生在实验过程中实现最大化的感知，提高学生的学习质量。

参考文献：

[1]刘昊.虚拟实验室在高中化学实验教学中的优势[J].现代教育科学（中学教师），2015（5）.

（作者单位：安徽省阜阳三中236000）