初中化学虚拟实验的设计研究
虚拟实验与真实实验整合的进一步探讨——以初中化学“实验室制取氢气”一课为例
究 很 多 。国外 的 有 麻 省理 工 学 院 的 ＷＥ Ｌ Ｂ、 ｃｅｃ ｐ ｃ Ｂ Ａ Ｓ ｉ ｅ ａｅ ｎ Ｓ
等 ，国内的有 中科 院上 海有机化学研 究所的虚拟化学 实验 室 、浙江大学的虚拟化学实验等。然而，关于虚拟实验与真 实实验整 合的研究较少 ，其中有 “ 整合 资源构建 ‘ 实结 虚 合 ’的计算机网络课程实验室 ’、 “电工电子虚拟实验与 ¨ 真实实验的互补性 ’、 “ ¨ 基于虚拟实验与真 实实验整合的 计算机 网络实验教 学改革“ ’ ¨ 等文献。以上这些文章指 出了 二者 整合在理论层 次上的优势 ，但 是关于实践应用 的却很 少。另外，上述文献 大多将虚拟实验应用于课 前预 习与课后 复习，教学过程中应用 的较少 ，对于何时整合 、整合什么 、
各 自的优势，精 心组织实验教学，才会 收到更好 的效果。 ３ 缺乏优质 资源 ，不利于整合 目前虚拟实验 多是演示性的，交互程度低 。 造成这种现
二 整合 中存 在 的问题及 反思
虚拟 实验 可 以弥补 真实实验的不足 ，从而达 到优 势互
ｌ２ ห้องสมุดไป่ตู้
象 的原因可能是开 发这 些实验 的人 员多是计算机方 面的技
【 关键词 】虚拟实验；真实实验 ；整合 ；初 中化学实验教学 【 中图分类号 】Ｇ ２ ４０ 【 文献标识码】Ａ 【 论文编号】１０ － ８ ９ （０ １ ２ １２ ５ ０ ９－ ０７ ２ １ ）Ｏ—０ ３ —Ｏ －
《 中化 学 新 课 程 标 准 》 倡 导 化 学教 学 应 多 采 用 以科 初 中
开 始 与真 实 实 验 进 行 整 合 ， 并 应 用 到 中 学 化 学 等 学 科 教 学 中 ，以激 发 学 习者 的学 习 动 机 、提 高课 堂 教 学 效 果 。但 是 在 整 合 的过 程 中却 出现 了很 多 问题 ， 如在 整 合 时教 师 找 不 到 比
nobook虚拟实验在初中化学教学中的应用--以“一氧化碳的性质”教学
一氧化碳的性质是人教版初中化学第六单元碳和碳的氧化物 中课题三中的内容，主要讲到一氧化碳的三种性质：毒性、可燃 性、还原性。在学习其可燃性、还原性时，由于在初中一氧化碳 不易得到，且容易导致中毒、爆炸等，易对人体造成伤害；在某 些地区，实验受到气温、温度或实验器材影响，使得实验现象并 不是特别明显⑴；而且在课堂进行该真实实验耗时较长，易影响 上课进度。
3教学目标
3.1知识与技能 了解一氧化碳的性质和用途；知道一氧化碳还原氧化铜的原
理、使人中毒的原理；了解一氧化碳在生活和生产中的用途。
3.2过程与方法 ① 通过一氧化碳与二氧化碳的对比教学以及一氧化碳分别与
氢气、单质碳的虚拟对比探究实验，教会学生类比的学习方法。 ② 通过设计虚拟探究实验，培养学生的观察能力、提取信息
Zhu Shigen, Hua Jie (College of Chemical and Chemical Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414000, China)
Abstract: In junior high school chemical experiment teaching, because some experiments are flammable and explosive, and easy to cause harm to human body, it is difficult to use real experiments to carry out experiments. Taking the nature of carbon monoxide as an example, this paper applies virtual experiments to actual classroom teaching by using NOBOOK virtual experiments and comparative teaching method to design teaching. Through the students taking the stage to carry out the virtual experiment operation and the bad phenomenon caused by improper operation, students' impression of the experiments will be deepened after repeating the experiment, the experiments will be better understood, and the visual sense and teaching effect of the experiments will be improved.
虚拟化学实验室的设计与开发
该模 块 是 整 个虚 拟 化 学 实 验 室 的 一个 核 心部 分 ，主
性 ，可 能产生有 害、有毒 气体或发生 爆炸等 ；２ ）实验 设备
昂贵或 不足 ，资源稀有 匮乏；３ ）受到时 间、地域 的限制 。
要 包 括 五大 类 化 学 知 识 点 ， 即化 学 实 验基 本 操 作 、氧 、 氢 、 碳 、其 他 等 。在 每 大 类 知 识 点 中 ， 都 把 演 示 型 实 验 和 操 作 型 实验 相 结 合 ， 并对 每 个 实 验 都加 以详 细 的描 述 ，尽 量使 学 生 能 清 楚地 观 察 到 各 个 实验 直 观 、形 象 和 生 动 的 现 象和 步 骤 ，给 学生 一 个 强 烈 的视 觉 冲 击 ，加 深 在 学 生 头脑 中 的印 象 ， 并激 发 学 生 的 学 习兴 趣 ，从 而 达
Ａ ｔｈ ’ Ｓ ｄｄ ｅ Ｈ ｎａ Ｕｎ ｖ ｒｓｉ ｙ ｆ Ａｒ ａ ｄ Ｓｃｉ ｎｃ ， Ｃｈ ｎｇ ｅ Ｈ ｎ ｎ， Ｃ ｎ ４１ ００ ｕ ｏｒ ａ ｓｓ ｕ ｎ ｒ ｉｅ ｔ ｏ ｔｓ ｎ ｅ ｅ ａ ｄ， ｕａ ｈｉ ａ ５ ０
１问题的提出
传 统 的化 学实 验 室存 在 的 问题有 ：１ ）存在 高度危 险
ｍ ｔ ｒ ． Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ｅ ｊ ｎ ｏ ｈ ｇ ｓ ｈ ｏ ｃ ｅ ｉ ｔ ｙ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｆ ｒ ｎ ｘ ｍ ｌ ｔ ｄ ｓ ｇ ａ ｄ ａｕ ｅ ｈ ｓ ａ ｅ ｔ ｋ ｓ ｕ ｉ ｒ ｉ ｈ ｃ ｏ ｌ ｈ ｍ ｓ ｒ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎ ｓ ｏ ａ ｅ ａ ｐ ｅ ｏ ｅ ｉ ｎ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｈ ｖ ｒ ｕ ｌ ｕ ｉ ｒ ｉ ｈ ｃ ｏ ｌ ｈ ｍ ｓ ｒ ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ ｎ ｌ ｓ ， ａ ｄ ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ｔ ｅ ｉ ｔ ａ ｊ ｎ ｏ ｈ ｇ ｓ ｈ ｏ ｃ ｅ ｉ ｔ ｙ ａ ｏ ａ ｏ ｙ ａ ｅ ｏ Ｆ ａ ｈ ｎ ｄ ｓ ｒ ｂ ｓ ｈ
基于初中化学虚拟实验的“双案”教学设计
问、课 的类型 、教学方 法、教学 目的、教学 内容 、课 的进程 和时 问分配等『。教案在教学 中起着非常重要 的作用 ，但 是 】 】 在提倡素质教育 的今天 ， 单一 的教案教 学存在一些不 能忽视 的 问题 ， 笔者在进行大量文献分析 的基础上 ， 出现 的问题 将
归纳如下：
３ 教案设计忽视 了教学 中师生之 间和 生生之 间的交互
【 关键词 】教案；学案；双案；虚拟实验；教学设计 【 中图分类 号】Ｇ４ ０ ２ 【 文献标识码 】Ａ 【 论文 编号１ １ ０－ ８ ９ ２ １ ）０—Ｏ １—０ ０ ９ ０ ７（ ０ ２ １ １３ ６
“ 满堂灌 ” ，只注重 “ ”的过程 ，忽视 了学生 “ ”的效 教 学
一
双棠教学模式登陆界面教帅模块实验讲解一实验操作实验报告批改实验作业管理学生模块实验演示实验臼的实验原理仪器药品实验说明图4虚拟实验设计架构实验准备实验操作实验报告填写实验报告查询实验作业实验拓展管理者模块教师对实验的后台管理115hilliutjui图5虚拟实验截图下面是氢气还原氧化铜虚拟实验双案教学设计案例教材内容通过氢气还原氧化铜的实验验证氢气具有还原性
授 人 以渔 ” 说的就是这个道理 。 在整个教学过程 中教师和学
初中化学虚拟实验半自动化实验报告系统的设计与实现
实验操作过程 中，通过对实验现 象的观察 、分析 、综合 、判 断，如实地把实验 的全过程 和实验结果用文字形式 记录下来 的书面材料Ⅲ。 在实验 中， 实验者通过实验 了解相关的过程及
实 质 ， 并 在 实 验 报 告 中记 录 该过 程 、 获 得 相 关 的结 论 ， 在 对 理 论 教 学 中 相 关 知 识 点 进 行 验 证 的 同 时 ， 能 够 对 该 知 识 点 做 到 知 其 然 ， 更 知 其 所 以然 ，达 到 教 与 学 的 目的 。因 此 ，撰 写
学生做实验 、填 写实验报告 ，教师批 阅实验报告 ，学生 查询 实验报告存在相互衔 接等诸多 问题 。实验 报告未能反映 出学 生对 实验的掌握程度及 操作技能水平 ，实验报告用来评价 学 生对 实验操 作方面未 能很 好发挥作用 ，虚拟 实验操作与实验 报告存在两张皮现象 ，两者未能有效地融合在一起 。 为 了解 决上 述实验报 告的设计与应用 中存在 的 问题 ，更 好地发挥利 用实验报告提 高学生 自主学 习的积 极性、提高学 生实验能力 、培 养学生的综合应用 能力 。笔者对基 于虚 拟实
一
引言
实验报告是实验教学 的一个 重要环节 ，是实验 者在某一
上 实验 结 果 与 结 论 等 内 容 ，其 单 调 、重 复 而 又 缺 少 新 意 的状
况较为 明显 ，效果如何 、作用如何均有待商榷【。② 虚拟 实验 中的实 验报 告只是从纸质 的转变成 了电子 版的，和纸质 的实
验 环 境 下 的 实验 报 告 系 统 进 行 了研 究 和 开 发 ，提 出 了 一 种 半 自动 化 的实 验 报 告 系 统 ， 最 后 生 成 的 实 验 报 告 中 的数 据 有 两 部 分 构 成 ，其 中一 部 分 是 设 计 者 直 接 记 录 在 数 据 库 表 里 的数
虚拟现实技术在实验教学中的应用研究
虚拟现实技术在实验教学中的应用研究第一篇《虚拟现实技术在实验教学中的应用研究》嘿，朋友们！今天咱们来聊聊虚拟现实技术在实验教学里的那些事儿。
就说化学实验吧，以前咱们只能在书本上看看那些化学试剂和反应过程，枯燥又不好理解。
但现在有了虚拟现实技术，可就大不一样啦！比如说，要做一个复杂的化学实验，像什么制取氧气，通过虚拟现实，咱们就好像真的站在实验室里，能亲手操作那些仪器，看到试剂的变化，听到反应的声音，感觉特别真实。
再比如物理实验，像研究电路啥的，以前只能看着图想象，现在用虚拟现实，能清楚看到电流怎么流动，灯泡怎么亮起来的，一下子就明白了。
虚拟现实技术让实验教学变得有趣又易懂，真是太棒啦！第二篇《虚拟现实技术在实验教学中的应用研究》亲人们，你们知道吗？虚拟现实技术给咱们的实验教学带来了大变化！我有个朋友的孩子，上初中的时候特别害怕生物实验，觉得那些细胞结构啥的太难懂了。
后来学校用上了虚拟现实技术，孩子一下就兴奋起来。
通过虚拟的显微镜，能清晰看到细胞的分裂过程，就跟看动画片似的，一下子就记住了。
还有啊，地理课上的火山喷发实验，以前只能靠老师讲，现在用虚拟现实，仿佛置身于火山口，亲眼看到岩浆喷涌而出，那种震撼，让孩子们对地理知识的印象可深刻了。
这虚拟现实技术，真是让学习变得超级有趣！第三篇《虚拟现实技术在实验教学中的应用研究》大伙们，咱们来说说现在特别火的虚拟现实技术在实验教学里的用处。
比如说做医学实验，以前学生们只能看着模型，很难真正感受到人体内部的结构和操作。
现在有了虚拟现实，就好像真的在给病人做手术一样，每一个步骤都那么真实。
我还听说有个学校，在做建筑模型的实验教学时，用了虚拟现实，学生们可以自己设计房子，从外观到内部结构，都能在虚拟的世界里呈现出来，然后发现问题及时修改。
虚拟现实技术，让实验不再是纸上谈兵，而是真正的实践！第四篇《虚拟现实技术在实验教学中的应用研究》朋友们，今天咱们好好唠唠虚拟现实技术对实验教学的影响。
利用基于模型的诊断思路建立中学化学虚拟实验操作诊断方法模型的初步研究
④
⑧
④
④
２ 诊 断方 法的建 模研 究
２１ 对 于 化 学 实 验 本 体 的 分 析 ．
研究所选择的初步研究对象是五水合硫酸铜受热分解实验 。 实验药 品：Ｃ Ｓ ， Ｄ ｕ Ｏ ・ 晶体 ；实验仪器 ： ５ 铁架台 ， 试管夹 ，试管， 酒精灯 ， 药匙 ；实验耗材：安全火柴 ；安全备品 ： 湿抹布。 实 验现 象 ：Ｃｕ Ｏ ・ ０ 色 透 明晶 体 ，在 １ Ｏ Ｓ ， 蓝 ５ ５ ℃加 热 条 件 下 变 为 蓝 色粉末状 固体 （ 成分为Ｃ Ｓ ， ｕ Ｏ ），并在试管 Ｅ发现小液滴凝 聚 （ ｌ 为水合 物晶体受热分解释放出的结 晶水的蒸汽 ）。 实验 反 应 过 程分 析 ：Ｃ Ｓ ． １．在 受 热 热 分解 的过 程 中共要 经 过 三 ｕ Ｏ ・４０ ５
关键 词 化学虚拟实验 ；操作 ；建模 中图 分类 号 Ｔ ３ Ｐ９ 文献标 识 码 Ａ 文 章编 号 １７ —６ １（ １） １０ ３一２ ６３ ９７一２ ０１ — １ｌ０ ０ ０
中学化学虚拟实验的产生与发展 ，是计算机技在新技术条件下在教 育领域中的应用实践 ，是新事物 向新领域发展的合理过程 。中学化学虚 拟实验不仅可以用于教师指导学生了解实验操作流程，回顾实验操作过 程， 更可以用于实验操作考试 ，以便简化考试过程 ， 集约化考核实验操 作重点 ，严格考试管理 ，节省监督考试的人力资源投入 。中学化学虚拟 实验操作诊断方法 的研究正 为此 目的而展开 ，目前已经有 了一系列初步 的研 究 成 果 ，并 将 在 已有 的基 础 上 ，把研 究 继 续 深 化 ， 向前 推 进 ，从 诊 断方法的初步确定 阶段进入到诊断模型的建模研究 阶段。
１ 研 究现状
１ 对于基础 软件 的假设 。本研究对于基础软件 的假设 ，最低标准 ） 是 ：具有二 维可视化界面 ，可 以通过人 体力学设 备对界 面内容进 行控 制 ，可以进行实验仪器拆解 、组装 ，可 以进行药 品选择、调配 ，同一动 作可 以在一定范围内进行模糊操作 。目前 ，本实验所假设 的基础软件模 式 ，可以参照东北师范大学理想信息技术研究 院制作的中学化学虚拟实 验平台。 ２）诊断方法研究的 目标。需要明确本研究的 目的 ，即中学化学虚 拟实验操作 诊断 ，需要指 明操作 的错误 ，并需要告知操作者错误 的原 因 ，但 不 需 要 给 出分数 及 评 定 。 ３）已有研究进展 。按照研究计划 ，前一阶段的工作重点 在搜集整 理相关资料并选定一种或几种适合的研究方法 。通过前一 阶段的Ｔ作 ， 对研究方法的选择 已经确定 ，为 “ 基于模 型的诊断”的方法 。本阶段的 研究重点在于 ，进一步搜集整理有关利用基 于模型的诊断的思路建立诊 断模型的相关文献 ，并初步建立一套模型。对于前一阶段 的研究 ，可参 照文献 《 中学化学虚拟实验操作诊断方法的初步研究 》和 《 由两种不确 定性推理力． 法的对比分析导致的建模所需推理方法的结论 》。
“人工智能+教育”背景下初中化学智慧课堂教学实践研究共3篇
“人工智能+教育”背景下初中化学智慧课堂教学实践研究共3篇“人工智能+教育”背景下初中化学智慧课堂教学实践研究1随着人工智能技术的不断发展，教育领域也开始逐步融合这一前沿技术，并在各个学科领域展开了一系列实践研究。
初中化学作为中学化学教育的重要组成部分，也逐渐引入了人工智能技术、构建起一种智慧化的课堂教学模式。
本文将探讨在人工智能+教育背景下初中化学智慧课堂教学的实践研究。
一、人工智能+教育背景下初中化学智慧课堂的发展现状在人工智能技术的支撑下，初中化学智慧课堂教学已经逐步开展。
智慧课堂倡导通过信息技术手段，提高教育教学质量，增强课堂教学实效。
在实际教学过程中，智慧课堂不仅仅是将教育信息技术与教育教学相结合，更需要将信息技术与课程内容相结合，形成一种更高效、更有趣的教学模式。
以初中化学教学为例，智慧课堂围绕教学的核心，通过构建丰富的开放性实验、虚拟化实验学习、在线互动等教学方式，探索人工智能技术的应用。
可以说，人工智能已经成为开拓初中化学教学的新途径。
智慧课堂教学的实践采取了数据挖掘、机器学习等人工智能技术，有效地促进了学生的学习兴趣与积极性，使得智慧课堂的教学效果更加显著。
二、人工智能+教育背景下初中化学智慧课堂教学实践机器学习是人工智能技术的一种，可以用于数据分析、分类、预测等任务，是智慧课堂教学中的一个关键技术。
通过对实验数据、学习数据等线上数据进行机器学习，可以更好地对学生的学习过程和效果进行分析和评估，为教师提供更多数据支持，使得教师的教学决策更加科学和精准。
以初中化学的物质结构为例，智慧课堂可以依据学生的不同学习情况，通过机器学习技术来分析，从中得出适合学生的不同讲解方式、不同的学习路径等，让学生更好地理解物质结构的概念。
通过数据的分析，教师可以更好地了解学生的学习情况，根据学生的实际情况来制定行之有效的个性化教学方案。
三、人工智能+教育背景下初中化学智慧课堂教学实践的优势智慧课堂采取了机器学习、人工智能等技术手段，对初中化学的课堂教学进行了高效的改进，改变了传统的教学方式和评估方式，优点有以下几点：1.提高教学实际效果智慧课堂采用科学的数据分析和评估手段，能够更好地分析学生的学习情况，根据学生的实际情况进行个性化教学，提高教学实际效果。
虚拟实验室技术在初中化学教学中的运用策略
３需要解决的 问题
防 止戳破纸 。笔 者不禁为 这止 匕 学生鼓 掌，请他 们上 台展示
他 们 的 得 意 之 作 ， 学 生 情 绪 高 涨 ，赞 美 、 感 叹 之 声 四 起 。
有 不足 之处 ，如：忽略基 本操 作 的规范性 ，较 少考虑 安 全
因素 ，可 见 度低 。因 此 ，微 型 实 验 不 能代 替所 有 的 化 学 实验 。
实验 仪器 的使用 方法 ，收 集与 分析实验 数据等 。虚拟实 验 室技 术将 化学教 学带入 了一个 新的里 ，推动 了化学教 学 改革 ，是提 高学生化学素养与课堂教学有效性的重要手段。
现 结 合 具 体 的 教 学 实 践 与 研 究 对 虚 拟 实 验 审 技 术 在 初 中 化
情境 的多向互动 ，激发 出教 育智 慧的火花 。 在 “电解 ”一节 教学 中，学生搜 集到 这样 一个趣 味实 验—— “黑 笔 写 红字 ”： 先 用 Ｎ ａ Ｃ ｌ 、无 色 酚 酞 混 合 液 将
滤 纸 浸 湿 ，平 铺 在 铂 片 上 ， 接 通 电 源 ，用 铅 笔 在 滤 纸 上 写
生 全 参 与 到 实 验 操 作 中 来 ，这 样 更 利 ． 丁学 牛 掌 握 基 本 的
极 人地丰 富 了教学内容， 这可激发学生兴趣， 提高教学效率 。 但 是从 化学 学科 的内在学 ＞ ｊ 规律 上来 说，众所周 知 ，化 ！ 学 是一 门以实验 为基础 的学科 ，理论 教学与 实验操 作并 重。 实验既是 化学 的重要 教学 内容， 同时 也是极 其重 要的 学爿 手 段，实验 在整 个化 学教学体 系 叶 Ｉ 占有重 要作用 。要想 让 学 生更好 地学 习化！ 学，就要遵循 化学 学科 学习规 律， 即要 让 学生在 具体 的实验 操作 中学 ＞ ｊ 化 学知识 ，这样 学生才 能 达 到对 知识 的真正理 解与 掌握，才 能灵活 地运用 于实 践， 创造性地解 决生产 生活实践中所 存在 的问题。 虚拟 实验室 是现有 实验室 的数字 化与虚 拟化 ，基 于虚 拟现 实技术 所构 建 的实验系 统。有 了虚拟 实验室技 术 ，我 们就 可 以借 助计 算机所创 设 的虚 拟实验 室系统 来完成 各种
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
初中化学虚拟实验的设计研究
绦奄平
（西北师范大学教育技术与传播学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：随着信息技术的发展，作为传统实验教学的一种有效补充，虚拟实验教学扮演着越来越重要的角色。通
过比较虚拟实验与真实实验，介绍了虚拟实验平台的设计与优势，同时提出真实实验具有重要的历史地位和不可替
代的作用，虚拟实验应与真实实验形成虚实互补。
关键词：虚拟实验；真实实验；实验教学
中图分类号：Ｇ４３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７８００（２０１１）１１－００２６—０２
化学是一门实验科学，化学实验不仅是推动化学发展的根
本源泉，还是化学教学的主要内容和方法。化学实验教学的目
的主要是给学生创造一个良好的学习环境，使学生能在直观
的学习情境下获取化学知识．并培养学生在真实情景下的实
际动手能力。近年来由于计算机技术的飞速发展和教学用计
算机的普及，使实验教学方式发生了重大改变，虚拟实验在很
多知识领域的学习中都已悄然出现。现在，虚拟实验在化学实
验中的地位１３益突出。
虚拟实验是在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各
种虚拟实验环境，实验者可以像在真实环境中一样完成各种
预定的实验项目。它是计算机技术、虚拟现实技术、人饥交互技
术结合的产物．也是教育领域应用信息技术的一种创新。虚拟
实验教学可以节约成本，突破实验教学在时间和空问上的限
制，充分发挥计算机网络的优势，成为对传统教学方式的有力
补充，同时降低误操作的危害与损失。
１虚拟实验与真实实验的互补作用
１．１真实实验
真实实验是人们利用实验仪器实际进行操作的实验活动，
化学真实实验中会产生新知识，也是检验新理论的最基本方
法 在化学的发展过程中，真实实验发挥了重要的作用。在化学
教学中．真实实验承担着充分发挥化学实验教育功能的任务，
为化学人才的产生与成长做出了贡献。真实实验具有不可替
代的作用。
真实实验的魅力在于它的不可预制和人在接触实物操作
时身处其中的真实感受。即使学生反复操作同一种方案，但由
于外部条件的变化，每次实验传递给学生的信息都有变化，学
生发现问题的机会非常多。另外，真实实验中学生的感觉有视
觉、听觉、嗅觉和触觉，而在虚拟实验过程中由于用鼠标操作，
这时学生的感觉只有视觉传递的信息。
１．２虚拟实验
虚拟实验作为实验教学的重要辅助手段，可以模拟实验室
没有的设备，学生可以在实验室之外熟悉实验的整体环境和所
用仪器的结构、功能，大胆尝试、从容操作，不必担心损坏仪器
设备，不用考虑安全问题。虚拟实验可以减少以往实验中的盲
目操作、仪器损坏等现象的发生，降低实验成本。虚拟实验不受
时间及空间的限制，学生可以用虚拟实验进行反复练习，进一
步巩固实验所学的知识。
计算机强大的交互功能和虚拟软件友好的人机界面能增
加学生对化学实验的兴趣。虚拟化学实验软件是实验的主要设
备，其投资少，并且通过修改软件就能扩展实验内容而不需要
增加资金投入，实验过程中学生也不会因操作错误损坏仪器、
用品，从而降低了实验成本。但虚拟实验的局限性还是客观存
在的。在虚拟实验过程中丢失了许多真实事件的信息，这样不
完全的信息影响学生对微小变化和非正常信息的感受，不利于
学生发现问题意识的培养。虚拟实验中学生面对的是虚拟的情
景，没有教师的言传身教，没有同学的行为影响，教师和同学肢
体传递的信息在虚拟实验中感受不到。
１．３实验中虚实互补的原则
随着虚拟技术的不断发展和完善，虚拟实验会逐渐消除现
阶段存在的一些不足，使虚拟的效果更真实，但虚拟实验与真
实实验存在本质的差别，这是虚拟实验永远无法替代真实实验
的根本原因。虚拟实验是对真实实验的模拟，真实实验是虚拟
实验的基础。学生预习实验时可选用虚拟实验，以避免因失误
而造成人与物的损伤。虚拟实验在完成之后，有条件的应让学
生再去做真实实验，将虚拟实验与真实实验的过程和结果进行
比较．促进学生将虚落到实处。化学虚拟实验应以真实实验为
收稿１５ｔ期：２０１ １－０９—２０
作者简介：徐有平（１９７２一），女，甘肃古浪人，西北师范大学教育技术与传播学院２００９级硕士研究生，研究方向为信息技术与教育。
１ ２８ ２０１ １年第１１期（下半月｝软件导刊．教醇技术
依托，真实实验也应以虚拟实验为手段和辅助，使虚拟实验与
真实实验在实现化学实验教学目的方面相得益彰、优势互补。
２初中化学虚拟实验的设计
２．１实验平台的模块组成
此实验平台由６个大模块组成。分别是实验基础、实验演
示、实验操作、实验报告、实验习题、实验拓展。其中实验基础包
括５个小模块，分别是实验原理、实验目的、实验仪器、实验用
品、实验说明。
２．１．１ 实验基础模块
该模块包括实验原理、实验目的、实验仪器、实验用品、实
验说明５个小模块。主要介绍实验的基础知识。实验原理、实验
目的、实验说明以文字的形式介绍了实验的化学方程式及注意
事项等，实验仪器、实验用品列出了实验所需的仪器用品。并配 有图片，更加直观形象。 ２．１．２ 实验演示模块 该模块通过视频及Ｆｌａｓｈ动画方式对实验进行示范演示。 ２．１＿３ 实验操作模块 该模块通过实验者的操作完成实验仪器用品的选择。并根 据提示完成实验的整个过程。实验操作可以重复练习，以巩固 所学的知识。 ２．１．４ 实验报告模块 该模块是实验完成后的作业，实验者完成实验报告后需要 提交，教师对此做出评价反馈，及时掌握学生的学习情况。 ２．１．５ 实验习题模块 该模块是对与实验相关的知识的考评，在线完成并提交， 该模块可以督促学生提前预习所学知识内容。 ２．１．６ 实验拓展模块 该模块是对与实验内容相近的知识点的拓展学习，扩大学 生知识面，举一反ｊ，以达到记忆深刻。 ２．２实验平台的功能结构 ２．２．１ 实验学习部分 该部分包括实验基础、实验演示、实验拓展３个模块，学生 可以随意进入任意模块进行学习，这几个模块以文字、图片、视 频及Ｆｌａｓｈ动画的形式呈现。在进行实验操作之前，可以先进 入实验演示模块，通过视频及Ｆｌａｓｈ动画对实验仪器的使用方 法和注意事项进行学习。 ２．２．２ 实验交互部分 该部分包括实验操作模块，在这一模块中学生可以操作完 成实验的全过程。先进行实验仪器用品的选择。再根据提示完 成实验的各步骤，其中会有几个考点需一次完成并记分。在进 行实验操作时不允许中间退出再进行前面知识的学习，实验操 作中的交互部分增加了学生的学习兴趣。 ２．２．３ 实验作业部分 该部分包括实验报告、实验习题两个模块．学生操作完成 实验之后，根据实验结果填写实验报告并提交。教师直接在网 上批改并利用网上实验管理系统进行成续统计。实验习题是对 所做实验的相关知识的巩固与练习，在线完成并提交。 ２．３实验平台的特点 虚拟实验是仿真技术、多媒体技术、虚拟现实技术等的有 机组合应用，特别是多媒体计算机具有图文并茂、丰富多彩的 人机交互方式。该平台可以进行人机交互，增加了学生学习化 学及化学实验的学习兴趣。该平台对学生永远是开放的，对某 个实验而言，学生首次登录进行实验操作，数据库将自动将实 验过程记录。并处理实验结果，对学生提交的实验报告以及实 验习题给出考评结果。之后任何时候学生登录后都可以进入该 平台进行实验练习与知识的学习巩固。 ３对初中化学虚拟实验的思考 虚拟实验不仅为没有条件进行实验教学的学校及学生提
供了实验学习的环境，而且也在理论与实验之间架起一座联系
的桥梁。学生可以先学习实验理论，再进行虚拟实验，最后进实
验室．在实验中找出问题并进一步加以解决。用虚拟实验熟悉
实验内容，带着问题来到实验室，有目的地进行实验，可以在较
短时间内成功完成实验。虽然虚拟实验在教学中有许多优点，
但也存在着明显的不足之处。虚拟实验对客观物质的描述非常
有限．且无法刻画客观世界的未知领域。虚拟实验对现实的描
述不够自然．虽接近真实但仍有距离。
因此．无论虚拟实验有多么逼真，它都不应该对真实实验
取而代之。虚拟实验毕竟是虚拟的，在真实实验中伸手可及的
实验仪器，在虚拟实验中就只有鼠标与键盘，而且在真实实验
中通过对故障的分析及排除等培养学生能力的情景在虚拟实
验中是做不到的。我们的最终目标不是让学生掌握虚拟状态的
实验技能．而是真实情景下的实验技能。所以，在实验教学中应
该让学生明白，养成真实实验技能才是根本之所在，虚拟实验
训练与测试都只是一种手段，不是最终的目的。
参考文献
［１］ 沈亦红．论物理虚拟实验与真实实验的互补作用［Ｊ］．中国电化教
育，２００４（７）：４２—４４．
［２］ 杨成．开放式虚拟实验平台的设计与开发研究［Ｊ］．现代教育技
术，２００９（１）：１３３—１３６．
［３］ 李鸣华．虚拟实验的设计与实现［Ｊ］．现代教育技术，２００７（１２）：
１００—１０３．
［４］ 孙燕莲，文福安．虚拟实验教学的探索与实践［Ｊ］．现代教育技术，
２００９（４）：１３１－１３２．
［５］韩庆年，柏宏权．虚拟实验在训练与测试实验技能中的应用研究
［Ｊ］．中国远程教育，２００５（５）：４８—５０．
［６］恽如伟．中学物理虚拟现实教学软件的设计与思考［Ｊ］．中国电化
教育，２００３（４）：５４—５６．
［７］ 丁美荣，柴少明．基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实
验教学改革［Ｊ］．现代教育技术，２００７（７）：９９—１０２．
（责任编辑：徐丽娟）
２０１ １年第１１期（下半月）软件导 ．教育技术２７ １