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摘 要：化学是高中时期的一门重要课程，通过学习带领学生了解微观世界，在教学过程中要开展实验活动，实验是化学教学的重要组成部分，通过开展实验活动，可以让学生对所学知识有更加深入的了解。但考虑到其具有复杂性，有的实验安全风险较高，会威胁到学生自身安全，因此开展虚拟实验教学设计是很有必要的。文章先介绍高中化学虚拟实验教学的优势，再分析目前现状及意义，最后开展实验，从而促进学生全面发展。
关键词：高中化学;虚拟实验教学;实践
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2021）33-0029-02
Exploration and Analysis of Teaching Design and Practice of Virtual Experiment of Chemistry in Senior High School
CHANG Yongxia DING Zhenhua ZHANG Wenzan （The Third Complete Middle School in Bozhou City，Anhui Province，China）
【Abstract】Chemistry is an important course in senior high school，through learning to lead students to understand the micro world，Experiments should be carried out in the teaching process. Experiments are an important part of chemistry teaching. By carrying out experimental activities，students can have a deeper understanding of what they have learned. However，considering its complexity，some experiments have high safety risks and threaten the safety of students themselves. Therefore，it is necessary to carry out virtual experiment teaching design. The article first introduces the advantages of senior high school chemistry virtual experiment teaching，then analyzes the current status and significance，and finally carries out experiments to promote the overall development of students.
【Keywords】Senior high school chemistry;Virtual experiment teaching;Practice
将信息技术融入教学中来，开展虚拟实验教学，具有明显优势。结合化学实验项目，制订出完善的设计方案，保证虚拟实验顺利开展。调动起学生参与积极性，感受化学实验魅力，不断提高学生自身化学素养。
1.高中化学虚拟实验教学的优势
（1）降低实验教学成本
在开展高中化学实验时，需要提前准备好所需的材料、仪器等，有的实验所需材料比较珍贵，价格较高，导致成本增加。部分学校因为教学经费不足，无法满足实验需求，对学生自身发展造成了一定限制作用。大部分化学用品都是一次性的，容易造成资源浪费，要投入较多费用。在虚拟实验教学模式下，教师借助计算机就可以开展，将整个实验过程还原出来，具有较强真实感。有的实验难度较多，过程中涉及多个环节，一次实验学生很难懂，利用虚拟实验可以反复演示，具有方便、快捷的特点。在信息技术的支持下，化学实验实现了虚拟化，在计算机上就可以完成，大大降低了教学成本，经济效益明显。
（2）安全性较高
在传统教学模式下，化学实验要在教师指导下开展，但部分学生对操作流程、方法等不是很了解，容易出现意外事故，威胁到学生自身安全。例如，有的实验具有毒性、腐蚀性，如果操作不慎会发生危险，而且学生一旦受到伤害后，就会产生恐惧心理，参与实验的积极性会降低。虚拟化学实验很好地解决了面临问题，通过计算机操作来完成實验，在这种情况下，不会出现操作不当的问题，安全性较高。对于高中化学实验而言，教师要将安全放在第一位，避免对学生产生危害，才能确保教学活动顺利开展。特别是危险性较高的实验项目，采用虚拟模式，防止意外事件发生。
（3）环保性
在以往的化学实验模式下，过程中会产生有害的液体或者气体，对环境会造成污染。在实验室内开展实验时，如果空间通气性较差，产生的有毒气体无法及时排放，很有可能对学生身体健康产生危害，危险性比较高。虚拟化学实验教学有效解决了面临问题，在虚拟状态下进行，不会产生有害的液体或者气体，避免了环境污染，环保效果显著。在现代社会发展过程中，国家大力倡导节能环保理念，化学教学工作也要积极响应，遵循环保理念，最大限度地降低了环境污染。发挥出虚拟实验教学的优势，创建出良好学习条件，有效满足环境保护的需求。 （4）灵活性较高
传统化学实验在实验室或者课堂上进行，存在一定局限性。虚拟化学实验则不会受到时间和空间的局限，可以随时随地进行，具有较强灵活性，借助于计算机就可以完成整个实验。例如，有的化学实验整个过程需要花费较多时间，包括多个操作步骤，虚拟化学实验教学模式的應用大大改善了这种状况，对实验进行简化，更加高效、准确地展现出来，有助于改善教学效果。化学实验不能受到外部环境的限制，要具有灵活性，这是非常重要的，可以满足学生自身需求。
（5）符合学生认知特点
在大部分学生看来，化学实验是非常复杂的，难度较高，需要在教师指导下完成。由于学习方式单一，学生容易感觉到枯燥乏味，导致积极性降低。虚拟实验教学建立在信息技术的基础之上，符合学生认知特点，更受他们欢迎。教师根据教学内容提前制作课件，用动画视频的方式展现出来，具有生动形象的特点，接受起来更加容易，促进知识内化吸收。发挥出虚拟实验教学的优势，调动起学生参与积极性，更加自主参与进来，感受到化学的魅力。
2.高中化学虚拟实验教学基本现状
在西方发达国家中，已经实现了虚拟实验教学，解决了传统教学模式下存在的问题，并且取得了显著成效。有一种虚拟实验软件，在进行化学实验时，学生可以通过虚拟过程来感受微观世界的变化。我国虚拟技术起步较晚，但发展速度非常快，目前已经被应用到多个领域。化学虚拟实验教学还处于初级阶段，在很多方面都不是很完善，还要改进才可以。例如，教师对化学虚拟实验教学认识不足，只是在课堂上播放实验视频，在这种模式下，学生依然处于被动接受位置，和传统教学模式并没有太大差异。虚拟实验教学只局限在部分项目中，并没有实现全面应用，导致效果不佳。针对化学虚拟实验教学中存在的问题，要进行深入的分析，找到其中原因，并采取有效措施完善，不断提升教学水平。虚拟实验教学是未来发展的必然趋势，所以要提高重视程度，加强信息技术应用。
3.高中化学虚拟实验教学研究的重要意义
化学虚拟实验教学是一种全新理念，改变了传统教学方式，有效运用信息技术，将实验过程虚拟展现出来。化学实验主要目的是让学生参与进来，在亲手操作中熟悉流程，明白其中的化学原理，从而理解所学知识。传统化学实验方式存在滞后性，方式比较单一，而且会受到时间和空间限制。在开展实验时，一般需要投入一定经费，存在资源浪费、环境污染等问题。化学虚拟实验教学的运用，大大改善了这种情况，灵活性较强，不会受到客观条件限制，有助于培养学生自主研究能力，激发出内心求知欲望。化学虚拟实验教学最大的特点是虚拟，通过计算机、信息技术将实验过程展现出来，不仅降低了成本，而且避免了问题的发生。加强对虚拟实验教学的研究，和高中化学教学结合起来，积极创新教学理念、方式，不断提高学生综合能力，对学科有更深的认知。
4.高中化学虚拟实验教学的设计和实践
实验案例——酿制米酒。
（1）实验思路
在开展虚拟实验时，要突出学生主体地位，成为主要参与者，教师更多的是指导和管理，对实验装置组装、操作、记录等，让学生对实验知识有全面的了解。合理安排课堂时间，保证学生可以有效参与进来，首先教师对整个实验活动安排进行讲解，让学生有全面的了解，为虚拟实验开展做好准备。其次由学生自己来进行操作，并根据要求将相关实验数据信息记录下来，对最终结果总结。最后由教师对实验进行评价，好的地方要及时肯定，不足的地方也要指出来，便于学生进行改进，不断提升实验水平。实验思路对实验是非常重要的一部分，它指导活动的开展，实现预期目标，为实验结果提供可靠的保障。
（2）设计方案
实验目标：通过实验让学生掌握酿制米酒的流程和原理，并熟练地进行操作。实验过程独立完成，培养善于思考、自主探究的能力。借助于虚拟实验教学，对学生开展环保及安全教育，从而实现健康成长。
学习内容：学习有关酿制米酒的知识。
设计重点：保证学生可以掌握酿制米酒的流程及实验过程中需要注意的问题。
（3）实践
为了展现出化学虚拟实验教学的优势，在高中中选择两个班级，一个是实验班，另一个是对照班，并根据最终实验知识掌握程度进行测试和比较。根据统计结果显示，实验班平均分为76，对照班平均分为77，两个班级学生的学习能力基本一致，符合虚拟实验教学的条件，结果具有有效性。
方法：一个班级采用传统实验教学方法，另一个班级采用虚拟实验教学，对最终的结果进行比较。
过程：实验班采用虚拟实验教学的方法，组织学生进行米酒的酿制。为了保证实验教学的顺利开展，教师要提前在计算机上安装虚拟教学软件，并进行试验，确保可以正常使用，之后学生在教师的指导下开展实验。对照班则采用传统实验教学方法，教师亲自做实验并讲解，学生在整个过程中详细记录。
结果：测量工具选择SPSS18.0软件，对最终结果进行分析发现，有接近96%的学生认为虚拟实验教学效果更好，实验学习中充满了趣味，接受起来比较容易。实验班和对照班的平均分数为81和74，相差比较大，说明虚拟实验教学模式效果更好，是一种可行的教学方法。
5.探讨
虚拟实验教学模式在高中化学教学中可以发挥出有效作用，具有成本低、安全性、环保性等优势，更加符合实际需求，对于促进学生知识吸收有很大的帮助。虽然虚拟实验教学优势明显，但从目前情况来看，在国内并没有实现推广，和多方面原因有关，例如技术不成熟、重视程度不够等，所以要积极完善，加快虚拟实验教学模式的推广，更好服务于化学教学。虚拟实验教学开展离不开信息技术的支持，所以要提升技术应用水平，促进与化学的融合，形成全新的教学模式。在教学工作要善于总结，对于存在的问题及时改进，不断优化虚拟实验教学效果，为学生实验学习提供支持，加快教学方式改革，朝着现代化方向前进。
6.结语
综上所述，本文对化学虚拟实验教学模式展开探讨，分析其优势所在，对于提升教学水平有很大的帮助。虚拟实验教学是教学方式改革的重要方向之一，因此要进行深入研究，提升信息技术应用水平，创新教学模式。虚拟实验教学弥补了传统教学模式的缺陷，为学生创造出更好学习环境，增强自身综合素质。
参考文献
[1]张瑛. 高中化学虚拟实验教学设计与实践研究[J].读书文摘，2017（20）.
[2]张艳华. 虚拟仿真实验在化学教学中的设计与应用研究[J].人文之友，2019（23）.
[3]叶诗慧. 基于Unity3D的化学虚拟实验系统的设计与实现[J].微型电脑应用，2020，36（10）.
[4]尹俞芳. 探究如何合理设计高中化学虚拟实验[J].理科考试研究（高中版），2016，23（6）.
[5]丁莉. 高中化学教学中利用仿真实验提高实验教学效果的研究[J].文渊（小学版），2019（10）.
[6]吕艳华. 浅析虚拟技术在高中化学实验教学中的应用[J].新一代，2020，25（21）.
[7]王金宝，姜大雨. NOBOOK虚拟实验室在高中化学实验教学中的应用[J].中国教育技术装备，2020（13）.
[8]李中强. 虚拟现实技术支持下高中化学实验教学的开展[J].教学与管理（中学版），2018（11）.
关键词：高中化学;虚拟实验教学;实践
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2021）33-0029-02
Exploration and Analysis of Teaching Design and Practice of Virtual Experiment of Chemistry in Senior High School
CHANG Yongxia DING Zhenhua ZHANG Wenzan （The Third Complete Middle School in Bozhou City，Anhui Province，China）
【Abstract】Chemistry is an important course in senior high school，through learning to lead students to understand the micro world，Experiments should be carried out in the teaching process. Experiments are an important part of chemistry teaching. By carrying out experimental activities，students can have a deeper understanding of what they have learned. However，considering its complexity，some experiments have high safety risks and threaten the safety of students themselves. Therefore，it is necessary to carry out virtual experiment teaching design. The article first introduces the advantages of senior high school chemistry virtual experiment teaching，then analyzes the current status and significance，and finally carries out experiments to promote the overall development of students.
【Keywords】Senior high school chemistry;Virtual experiment teaching;Practice
将信息技术融入教学中来，开展虚拟实验教学，具有明显优势。结合化学实验项目，制订出完善的设计方案，保证虚拟实验顺利开展。调动起学生参与积极性，感受化学实验魅力，不断提高学生自身化学素养。
1.高中化学虚拟实验教学的优势
（1）降低实验教学成本
在开展高中化学实验时，需要提前准备好所需的材料、仪器等，有的实验所需材料比较珍贵，价格较高，导致成本增加。部分学校因为教学经费不足，无法满足实验需求，对学生自身发展造成了一定限制作用。大部分化学用品都是一次性的，容易造成资源浪费，要投入较多费用。在虚拟实验教学模式下，教师借助计算机就可以开展，将整个实验过程还原出来，具有较强真实感。有的实验难度较多，过程中涉及多个环节，一次实验学生很难懂，利用虚拟实验可以反复演示，具有方便、快捷的特点。在信息技术的支持下，化学实验实现了虚拟化，在计算机上就可以完成，大大降低了教学成本，经济效益明显。
（2）安全性较高
在传统教学模式下，化学实验要在教师指导下开展，但部分学生对操作流程、方法等不是很了解，容易出现意外事故，威胁到学生自身安全。例如，有的实验具有毒性、腐蚀性，如果操作不慎会发生危险，而且学生一旦受到伤害后，就会产生恐惧心理，参与实验的积极性会降低。虚拟化学实验很好地解决了面临问题，通过计算机操作来完成實验，在这种情况下，不会出现操作不当的问题，安全性较高。对于高中化学实验而言，教师要将安全放在第一位，避免对学生产生危害，才能确保教学活动顺利开展。特别是危险性较高的实验项目，采用虚拟模式，防止意外事件发生。
（3）环保性
在以往的化学实验模式下，过程中会产生有害的液体或者气体，对环境会造成污染。在实验室内开展实验时，如果空间通气性较差，产生的有毒气体无法及时排放，很有可能对学生身体健康产生危害，危险性比较高。虚拟化学实验教学有效解决了面临问题，在虚拟状态下进行，不会产生有害的液体或者气体，避免了环境污染，环保效果显著。在现代社会发展过程中，国家大力倡导节能环保理念，化学教学工作也要积极响应，遵循环保理念，最大限度地降低了环境污染。发挥出虚拟实验教学的优势，创建出良好学习条件，有效满足环境保护的需求。 （4）灵活性较高
传统化学实验在实验室或者课堂上进行，存在一定局限性。虚拟化学实验则不会受到时间和空间的局限，可以随时随地进行，具有较强灵活性，借助于计算机就可以完成整个实验。例如，有的化学实验整个过程需要花费较多时间，包括多个操作步骤，虚拟化学实验教学模式的應用大大改善了这种状况，对实验进行简化，更加高效、准确地展现出来，有助于改善教学效果。化学实验不能受到外部环境的限制，要具有灵活性，这是非常重要的，可以满足学生自身需求。
（5）符合学生认知特点
在大部分学生看来，化学实验是非常复杂的，难度较高，需要在教师指导下完成。由于学习方式单一，学生容易感觉到枯燥乏味，导致积极性降低。虚拟实验教学建立在信息技术的基础之上，符合学生认知特点，更受他们欢迎。教师根据教学内容提前制作课件，用动画视频的方式展现出来，具有生动形象的特点，接受起来更加容易，促进知识内化吸收。发挥出虚拟实验教学的优势，调动起学生参与积极性，更加自主参与进来，感受到化学的魅力。
2.高中化学虚拟实验教学基本现状
在西方发达国家中，已经实现了虚拟实验教学，解决了传统教学模式下存在的问题，并且取得了显著成效。有一种虚拟实验软件，在进行化学实验时，学生可以通过虚拟过程来感受微观世界的变化。我国虚拟技术起步较晚，但发展速度非常快，目前已经被应用到多个领域。化学虚拟实验教学还处于初级阶段，在很多方面都不是很完善，还要改进才可以。例如，教师对化学虚拟实验教学认识不足，只是在课堂上播放实验视频，在这种模式下，学生依然处于被动接受位置，和传统教学模式并没有太大差异。虚拟实验教学只局限在部分项目中，并没有实现全面应用，导致效果不佳。针对化学虚拟实验教学中存在的问题，要进行深入的分析，找到其中原因，并采取有效措施完善，不断提升教学水平。虚拟实验教学是未来发展的必然趋势，所以要提高重视程度，加强信息技术应用。
3.高中化学虚拟实验教学研究的重要意义
化学虚拟实验教学是一种全新理念，改变了传统教学方式，有效运用信息技术，将实验过程虚拟展现出来。化学实验主要目的是让学生参与进来，在亲手操作中熟悉流程，明白其中的化学原理，从而理解所学知识。传统化学实验方式存在滞后性，方式比较单一，而且会受到时间和空间限制。在开展实验时，一般需要投入一定经费，存在资源浪费、环境污染等问题。化学虚拟实验教学的运用，大大改善了这种情况，灵活性较强，不会受到客观条件限制，有助于培养学生自主研究能力，激发出内心求知欲望。化学虚拟实验教学最大的特点是虚拟，通过计算机、信息技术将实验过程展现出来，不仅降低了成本，而且避免了问题的发生。加强对虚拟实验教学的研究，和高中化学教学结合起来，积极创新教学理念、方式，不断提高学生综合能力，对学科有更深的认知。
4.高中化学虚拟实验教学的设计和实践
实验案例——酿制米酒。
（1）实验思路
在开展虚拟实验时，要突出学生主体地位，成为主要参与者，教师更多的是指导和管理，对实验装置组装、操作、记录等，让学生对实验知识有全面的了解。合理安排课堂时间，保证学生可以有效参与进来，首先教师对整个实验活动安排进行讲解，让学生有全面的了解，为虚拟实验开展做好准备。其次由学生自己来进行操作，并根据要求将相关实验数据信息记录下来，对最终结果总结。最后由教师对实验进行评价，好的地方要及时肯定，不足的地方也要指出来，便于学生进行改进，不断提升实验水平。实验思路对实验是非常重要的一部分，它指导活动的开展，实现预期目标，为实验结果提供可靠的保障。
（2）设计方案
实验目标：通过实验让学生掌握酿制米酒的流程和原理，并熟练地进行操作。实验过程独立完成，培养善于思考、自主探究的能力。借助于虚拟实验教学，对学生开展环保及安全教育，从而实现健康成长。
学习内容：学习有关酿制米酒的知识。
设计重点：保证学生可以掌握酿制米酒的流程及实验过程中需要注意的问题。
（3）实践
为了展现出化学虚拟实验教学的优势，在高中中选择两个班级，一个是实验班，另一个是对照班，并根据最终实验知识掌握程度进行测试和比较。根据统计结果显示，实验班平均分为76，对照班平均分为77，两个班级学生的学习能力基本一致，符合虚拟实验教学的条件，结果具有有效性。
方法：一个班级采用传统实验教学方法，另一个班级采用虚拟实验教学，对最终的结果进行比较。
过程：实验班采用虚拟实验教学的方法，组织学生进行米酒的酿制。为了保证实验教学的顺利开展，教师要提前在计算机上安装虚拟教学软件，并进行试验，确保可以正常使用，之后学生在教师的指导下开展实验。对照班则采用传统实验教学方法，教师亲自做实验并讲解，学生在整个过程中详细记录。
结果：测量工具选择SPSS18.0软件，对最终结果进行分析发现，有接近96%的学生认为虚拟实验教学效果更好，实验学习中充满了趣味，接受起来比较容易。实验班和对照班的平均分数为81和74，相差比较大，说明虚拟实验教学模式效果更好，是一种可行的教学方法。
5.探讨
虚拟实验教学模式在高中化学教学中可以发挥出有效作用，具有成本低、安全性、环保性等优势，更加符合实际需求，对于促进学生知识吸收有很大的帮助。虽然虚拟实验教学优势明显，但从目前情况来看，在国内并没有实现推广，和多方面原因有关，例如技术不成熟、重视程度不够等，所以要积极完善，加快虚拟实验教学模式的推广，更好服务于化学教学。虚拟实验教学开展离不开信息技术的支持，所以要提升技术应用水平，促进与化学的融合，形成全新的教学模式。在教学工作要善于总结，对于存在的问题及时改进，不断优化虚拟实验教学效果，为学生实验学习提供支持，加快教学方式改革，朝着现代化方向前进。
6.结语
综上所述，本文对化学虚拟实验教学模式展开探讨，分析其优势所在，对于提升教学水平有很大的帮助。虚拟实验教学是教学方式改革的重要方向之一，因此要进行深入研究，提升信息技术应用水平，创新教学模式。虚拟实验教学弥补了传统教学模式的缺陷，为学生创造出更好学习环境，增强自身综合素质。
参考文献
[1]张瑛. 高中化学虚拟实验教学设计与实践研究[J].读书文摘，2017（20）.
[2]张艳华. 虚拟仿真实验在化学教学中的设计与应用研究[J].人文之友，2019（23）.
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[8]李中强. 虚拟现实技术支持下高中化学实验教学的开展[J].教学与管理（中学版），2018（11）.