初中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在教學(xué)中的應(yīng)用形式與策略

肖微

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用已逐步滲透于化學(xué)教學(xué)。在此，將對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在化學(xué)教學(xué)中的選擇依據(jù)、參考模型[1]以及應(yīng)用形式與策略進(jìn)行討論。

一、以課件的形式融入課堂教學(xué)

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，目的是綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段，在多種資源的支持下建構(gòu)教學(xué)環(huán)境，根據(jù)課堂的發(fā)展變化靈活地選擇合適的課程資源，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)的最優(yōu)化。以東師理想虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為例，其多媒體功能較強(qiáng)，不僅有利于教師按照課堂的教學(xué)內(nèi)容整合多種教學(xué)資源制作課件，而且演示功能強(qiáng)大，能直觀、形象地展示各種實(shí)驗(yàn)儀器和裝置。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)使其在課堂上的運(yùn)用具有適時(shí)性，有利于根據(jù)化學(xué)教學(xué)的需要，解決課堂某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)的難點(diǎn)，如原理難懂、需要模型展示或輔助實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等情況[2]。

在虛擬平臺(tái)以課件形式融入課堂教學(xué)時(shí)應(yīng)注意其必要性、使用時(shí)機(jī)、運(yùn)用策略。一是必要性。在制作課件時(shí)，應(yīng)選擇教師不易講清楚、學(xué)生不易觀察到的知識(shí)點(diǎn)，借助平臺(tái)創(chuàng)建相應(yīng)的化學(xué)情境，以直觀形象的方式呈現(xiàn)。如對(duì)于Powerpoint軟件不便有效展示的三維分子模型、化學(xué)方程式、電子式、結(jié)構(gòu)式等內(nèi)容。而能用簡便的傳統(tǒng)方式有效解決的問題，則不必使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。二是使用時(shí)機(jī)。教師應(yīng)給學(xué)生留出思考的時(shí)間，不宜過早地用直觀演示代替學(xué)生自主思考與理解，同時(shí)還要處理好課件使用與其他教學(xué)環(huán)節(jié)的關(guān)系。三是運(yùn)用策略。教師要用問題啟發(fā)學(xué)生，并提倡探究式教學(xué)，如多設(shè)置有價(jià)值的問題，以培養(yǎng)學(xué)生問題解決和探究學(xué)習(xí)的能力。

二、以多媒體黑板的形式融入課堂教學(xué)

新課程改革強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的支持，強(qiáng)調(diào)將課堂中生成的問題和反饋視為重要的學(xué)習(xí)資源。重視學(xué)生在課堂中形成的問題、需求、想法，有利于促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，積極融入課堂教學(xué)和化學(xué)學(xué)習(xí)的過程[3]。在化學(xué)課堂上，尤其是在培養(yǎng)學(xué)生探究能力的環(huán)境下，學(xué)生的思維比較活躍，很可能發(fā)現(xiàn)一些教學(xué)設(shè)計(jì)以外的問題。有時(shí)教師難以用常規(guī)手段來展示或解釋學(xué)生所提出的問題，這時(shí)就可以發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。由于其操作十分方便快捷，展示效果直觀形象，教師只要能夠熟練掌握平臺(tái)的操作方法，就可當(dāng)堂進(jìn)行化學(xué)演示和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，解決學(xué)生的疑惑。

三、作為支持學(xué)生進(jìn)行自主探究式學(xué)習(xí)的媒介

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集合了初中化學(xué)教材中的全部實(shí)驗(yàn)，能為學(xué)生自主、發(fā)現(xiàn)、探究式的學(xué)習(xí)提供強(qiáng)大的資源支持?；瘜W(xué)學(xué)科強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式、探究式教學(xué)，因此，一個(gè)好的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)既要符合化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，又要符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，并具有良好的交互性。

東師理想虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有良好的可控性。師生都可以利用平臺(tái)中設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分步演示、連續(xù)演示、操作和擴(kuò)展等，學(xué)生可以直觀、形象地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的動(dòng)態(tài)變化，有利于養(yǎng)成分析現(xiàn)象背后化學(xué)原理的習(xí)慣，并學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)與探究學(xué)習(xí)。平臺(tái)具有交互性，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在已有化學(xué)儀器和藥品的基礎(chǔ)上，開展探究類實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證化學(xué)假設(shè)，并用化學(xué)語言描述其規(guī)律。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可幫助學(xué)生經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象—發(fā)現(xiàn)問題—提出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證假設(shè)—分析總結(jié)”的探究式學(xué)習(xí)過程，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式向自主、探究式的轉(zhuǎn)變[4]。

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通常能用簡潔的形式直觀反映化學(xué)原理和現(xiàn)象。教師在使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)指引學(xué)生怎樣提出關(guān)鍵問題而非停留在表面認(rèn)識(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生深入思考，從而激發(fā)其進(jìn)一步探究化學(xué)世界的興趣。

四、作為學(xué)生問題解決的支持工具

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可作為感知型、探索型、驗(yàn)證型、訓(xùn)練型和活動(dòng)型實(shí)驗(yàn)的支持工具。在應(yīng)用過程中可參考以下策略。

一是感知型支持。當(dāng)遇到不方便用掛圖、模型和黑板展示的儀器、裝置、元素性質(zhì)、電子式和分子立體模型等情況時(shí)，可利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的相應(yīng)功能進(jìn)行輔助教學(xué)，既可滿足微觀現(xiàn)象無法展現(xiàn)等缺憾，也能讓學(xué)生獲得足夠的直觀感性認(rèn)識(shí)的機(jī)會(huì)[5]。

二是探索型支持。幫助學(xué)生從已掌握的化學(xué)規(guī)律出發(fā)，通過探索和模擬相同或相似實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)規(guī)律，激發(fā)興趣，培養(yǎng)思維能力，掌握科學(xué)探究的方法。

三是驗(yàn)證型支持。幫助學(xué)生從所學(xué)的化學(xué)原理和規(guī)律出發(fā)，對(duì)化學(xué)規(guī)律及其反映的化學(xué)現(xiàn)象之間的關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深理解，激發(fā)興趣，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，訓(xùn)練發(fā)散思維。

四是訓(xùn)練型支持。幫助學(xué)生將虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為掌握化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作方法和技能的工具，通過反復(fù)、隨時(shí)隨地的練習(xí)，使實(shí)驗(yàn)操作技能逐漸達(dá)到正確、規(guī)范、熟練。

五是活動(dòng)型支持。幫助學(xué)生將所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能運(yùn)用于解決化學(xué)實(shí)際問題。學(xué)生可以根據(jù)課后習(xí)題或教師布置的小實(shí)驗(yàn)，利用平臺(tái)深入探究，設(shè)計(jì)出具有科學(xué)依據(jù)并能體現(xiàn)化學(xué)內(nèi)涵的實(shí)驗(yàn)作品，培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新精神。

要想使虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成為有效的學(xué)習(xí)工具，需要學(xué)生掌握一些使用技巧，同時(shí)還要能夠綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。為此，可循序漸地引導(dǎo)學(xué)生掌握平臺(tái)的操作方法，使他們?cè)趹?yīng)用中增長興趣，獲得成就感。教師在課堂上使用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)學(xué)生也能產(chǎn)生一定的影響，可吸引學(xué)生將其作為感知、探索、驗(yàn)證、訓(xùn)練和活動(dòng)的工具，從而使其為培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新精神發(fā)揮積極的作用[6]。

總之，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不只是課件制作工具，只要合理利用，還可以成為溝通教與學(xué)、啟發(fā)新思維、驗(yàn)證新想法、激活遷移與聯(lián)想、開發(fā)創(chuàng)造思維的平臺(tái)，讓學(xué)生通過自己動(dòng)手，充分利用已學(xué)過的知識(shí)驗(yàn)證想法、挖掘潛能、加深理解、培養(yǎng)化學(xué)思維與創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn)

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[3]邢如玲.虛擬實(shí)驗(yàn)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略研究[D].長春：東北師范大學(xué)，2011.

[4]梁宇濤.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與管理，2006（3）.

[5]陳勁松.虛擬實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].大眾科技，2010（3）.

[6]寧莉莉，劉曉中.基于互聯(lián)課堂的高中化學(xué)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[M].長春：吉林人民出版社，2012.

（責(zé)任編輯 郭向和）