虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展

摘要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生們更加清晰地了解某些化學(xué)現(xiàn)象的成因，順利的推出化學(xué)方程式，因此在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)是必不可缺的一部分。但是基于某些實(shí)驗(yàn)的特殊性，師生不便操作，或者是安全隱患較多，因此在這種情況下，為了保證當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以更加高效地展開，在現(xiàn)代化的背景下，相關(guān)教育工作者在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中開始運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，采用這一技術(shù)，以更加直觀形象的方式來(lái)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)，由此，本文就針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開探究。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師不會(huì)忽視實(shí)驗(yàn)的重要性，但是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)里面涵蓋了比較龐雜的內(nèi)容，比如有些實(shí)驗(yàn)操作難度大且危險(xiǎn)系數(shù)高，為了教師和學(xué)生的安全，在當(dāng)前的教學(xué)過(guò)程中主要是針對(duì)一些安全系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)展開探究。但是學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的時(shí)候，如果忽視了這類危險(xiǎn)系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)操作，通過(guò)教師的語(yǔ)言描述，學(xué)生很難理解這些化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，因此在當(dāng)前的社會(huì)進(jìn)步背景下，一些教師想到了利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)規(guī)避實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷性，讓學(xué)生們產(chǎn)生身臨其境的感覺，提高學(xué)生們對(duì)知識(shí)的掌握度。

一、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念簡(jiǎn)述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也被稱為靈境技術(shù)，是在20世紀(jì)所發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)全新實(shí)用技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)全部集合到一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬出虛擬的環(huán)境，帶給大眾一種環(huán)境交互感和沉浸感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)利用現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生的電子信號(hào)，將其與各種輸出設(shè)備結(jié)合，然后轉(zhuǎn)化為一種能夠讓人們感受到的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象通過(guò)三維模型表現(xiàn)出來(lái)，并不是我們?cè)谌粘Ｉ钪心苤苯涌吹降?，因此這一技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)所打造出來(lái)的一種真實(shí)世界。在現(xiàn)在社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，越來(lái)越多的人開始認(rèn)可虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)樗麄冊(cè)谶@種虛擬世界里面體驗(yàn)到了最真實(shí)的感受。

二、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)分析

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷、發(fā)展的過(guò)程中，很多教育工作者也漸漸意識(shí)到了這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，所以現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也已經(jīng)成為一種益于教育發(fā)展的新型教學(xué)手段，在傳統(tǒng)的教育階段，教師的教學(xué)模式比較死板，主要采用灌輸式的教學(xué)模式，學(xué)生接受度不高，因此在現(xiàn)代化的教學(xué)背景下，教師通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造出更加真實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景，對(duì)于當(dāng)前教學(xué)質(zhì)量提升起到了明顯的促進(jìn)作用，尤其是在當(dāng)前的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了比較明顯的運(yùn)用，這一技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了明顯的影響。

圖1虛擬技術(shù)所打造的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室圖2實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范

圖3學(xué)生模擬階段

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)

在當(dāng)前的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，相關(guān)教育者利用當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建出了化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生們可以進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在里面自主選擇其中的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)教師上傳的Flash動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程來(lái)了解實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟，如圖一，學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)前詳細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)操作的具體規(guī)范，在學(xué)生們?cè)诹私庵筮M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的模擬階段，如圖三，學(xué)生可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)用品，根據(jù)之前所學(xué)來(lái)展開虛擬實(shí)驗(yàn)，并且在系統(tǒng)里面會(huì)針對(duì)學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行記錄和分析，所以在這個(gè)過(guò)程中會(huì)讓學(xué)生們完全展開自主學(xué)習(xí)，可以最大化的提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)欲望。

不僅如此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中會(huì)涉及許多不同的實(shí)驗(yàn)，但是不同實(shí)驗(yàn)的難度或者是危險(xiǎn)系數(shù)都是不一樣的，在教學(xué)過(guò)程中，教師和學(xué)生會(huì)參與一些安全系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)于那些危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生都不了解，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生所掌握的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)不夠全面，因此通過(guò)當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓學(xué)生體驗(yàn)到那些不同的特色實(shí)驗(yàn)，直接增強(qiáng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的安全性，所以通過(guò)當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量展開，既能增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)感，幫助學(xué)生了解不同的知識(shí)點(diǎn)，又能夠規(guī)避實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中暴露出的不足點(diǎn)

雖然近年來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，但是相關(guān)教育者在運(yùn)用過(guò)程中也遇到了一些障礙。比如當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要非常高昂的設(shè)備來(lái)作為支撐，幫助學(xué)生們實(shí)現(xiàn)交互式的體驗(yàn)，所以這也就意味著在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)校需要投入大量的資金，對(duì)于某些學(xué)校而言，資金是一大問(wèn)題，不能夠廣泛地進(jìn)行設(shè)備的購(gòu)置和使用，影響了當(dāng)前的技術(shù)推廣。而且在運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)展開實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中主要是學(xué)生通過(guò)這些計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)進(jìn)行虛擬操作，所以和學(xué)生們所展開的實(shí)際操作之間可能也存在著一定的差異，一些學(xué)生可能會(huì)覺得體驗(yàn)感不足。除此之外，教師對(duì)于這一技術(shù)的運(yùn)用熟練度不高，他們習(xí)慣了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，一是之間很難進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此當(dāng)前基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還需要不斷地進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，才能夠進(jìn)一步提高當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、 針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

在未來(lái)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該要明白在教學(xué)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所存在的一些不足點(diǎn)，雖然當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各行各業(yè)中運(yùn)用都比較廣泛，但是將其廣泛地運(yùn)用到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中可能還存在著一定問(wèn)題，一些學(xué)校還不能夠完全的構(gòu)建出更加真實(shí)化、具象化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，目前的高中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室還不具備較強(qiáng)的交互性，所以學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中的感悟程度不深，因此在未來(lái)的高中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建過(guò)程中，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步強(qiáng)化當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)交互反應(yīng)，加強(qiáng)情感交流，注重當(dāng)前實(shí)驗(yàn)展開的智能化和協(xié)同化，促進(jìn)學(xué)生能夠在參與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中得到能力的提升。相關(guān)教育者在教學(xué)過(guò)程中不能夠完全依賴信息技術(shù)來(lái)展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)該將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和當(dāng)今的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)一步保證當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效展開，所以針對(duì)這些問(wèn)題，我們還需要不斷地研究?jī)?yōu)化，進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果提升產(chǎn)生了明顯的幫助，學(xué)生們對(duì)這種新型的模式會(huì)產(chǎn)生更多的興趣，但是這并不意味著這一技術(shù)在當(dāng)前的教學(xué)中毫無(wú)破綻，教師應(yīng)該要全面地認(rèn)識(shí)到這一技術(shù)對(duì)于當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所產(chǎn)生的影響，深入分析，進(jìn)一步解決當(dāng)前技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中所存在的限制因素，促進(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效展開。

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作者簡(jiǎn)介：

林勇，四川省南充市，四川省儀隴中學(xué)校。