“互联网+”背景下虚拟实验在高中化学教学中的应用研究

余新红

（甘肃省岷县第一中学，甘肃 岷县）

化学教学纯粹看重理论或是实践都是不可取的，如果学生空谈理论，只能变成“语言上的巨人”，而如果不注重理论的学习，只是依靠实验进行学习，那么学生对化学就不能形成系统的认知。只有在高中化学教学中将理论知识和实践知识相互结合起来，通过理论促进实践的进行，学生的实践和应用能力才能够得到提升和进步，教师的教学质量和效率自然也会随之提升。实验不仅能够使学生建立化学与实际生活之间的联系，还可以激发学生的创新和创造能力，对学生综合素质的提高具有重大意义。

一、高中化学实验教学现状

（一）教师重视程度不高

高中阶段是学生人生中的一个分水岭，这一时期无论是学生还是教师都面临着巨大的升学压力和教学压力。为了应对高考，高中化学教学中容易出现“唯成绩论”，在这种错误观念下教师的教学往往只围绕理论知识的讲解展开。由于高考中并未涉及实际操作性的化学实验问题，因此教师在授课中就容易忽视实验的过程、步骤以及注意方式等。教师在教学中甚至让学生通过死记硬背的方式来记忆化学方程式，学生对化学仪器的名称、特性和用途等都缺乏了解，对于化学实验的动手操作更是难上加难。这不仅限制了学生想象力的挥发，还对学生创造力和创新力的提升也产生了抑制。

（二）学生实验意识薄弱

高中阶段的学生虽然自觉性和主动性相比初中阶段有所提高，但是学习的方向性还是较差，而且不同学生之间学习态度的差异性也十分明显。在应试教育的压力下，学生只关注语文、数学、英语三门课程的学习，认为化学只不过是一门小学科，不用太过于关注和花费太多时间。正是学生这种错误的认知造成了他们在学习化学课程时十分懒散，平时的死记硬背尚且不愿意应付，对化学实验更加谈不上关心。实验课的开展往往依赖于教师的帮助，并不能独立完成一次化学实验。

（三）教学方法相对单一

传统的高中化学教学中虽然会涉及具体实验，但是多采用教师口述或者是演示的形式，这种方法扼杀了学生主动进行实验的积极性和能动性，学生仅凭教师的讲解并不能建立起化学元素之间的联系，对理论知识的不够熟悉也导致学生在进行独立实验操作时错误频出，这种错误的教学方式甚至会导致学生对化学这门学科逐渐失去兴趣，最终不仅不能提高学生的学习成绩，甚至会扼杀学生原本的想象力和创造力。

二、高中化学教学中开展虚拟实验的具体策略

（一）播放实验视频，了解实验过程

互联网技术的发展为更好地开展高中化学教学创造了条件，传统的教学中教师只是通过口述的方式向学生讲解化学实验的步骤，这种方式导致学生难以对化学实验的基本原理进行掌握和理解。而互联网的出现对化学实验教学资源进行了系统的分类和整理，教师在具体化学实验讲解的过程中只需要辅助以必要的网络实验操作，这样学生理解化学实验也就更加快速和方便。例如，在讲解“甲烷”一课时，教师为了激起学生学习的兴趣，可以让学生课前搜索西气东输的相关资料，学生通过预习了解到它的主要成分是甲烷，于是在正式的学习中就会对甲烷产生好奇心，这时教师辅以相关的甲烷实验，在实验录制的过程中适当地兼顾甲烷燃烧的各个角度，从而使学生对甲烷物理特性有基本的了解。在实验完成后，教师可以让学生思考甲烷中是否包含着氢、碳和氧元素。在学生的主动思考中教师辅之以一定的启发和引导，最终得到甲烷的分子式和结构式，从而完成该课程的讲解。

（二）利用虚拟技术，线上操作实验

在化学教学过程中，为了丰富学生的实验体验，提高学生的动手操作能力，教师可以将虚拟实验和线下操作实验两者有机结合起来。互联网的发展为学生进行实验提供了便利，由于大多数学生的家里都没有实验所需的相关仪器和设备，且在家独自进行实验如果操作不当很容易造成事故，因此教师可以利用互联网帮助学生进行线上实验。教师在讲解完一章节知识后，可以在课堂中向学生展示该实验的具体操作，通过视频讲解的方式，学生对实验操作能有更加直观的感知，在接下来的活动中教师可以搭建一个线上的实验平台，鼓励学生利用空闲时间在平台上进行虚拟实验的操作，学生通过虚拟平台的一次次试错从而真正地掌握一项化学实验，之后教师可以带领学生去专门的化学实验室进行该实验的单独操作，以此来检验学生是否真正掌握了该项实验。通过教师和学生的相互配合，线下和线上两种教学方式的联系，学生学习起来也就更加容易和轻松，学习的积极性和主动性也会增强。例如，在“氨的合成”的教学中，让学生首先通过视频了解合成氨反应原理的相关实验，意识到实验中需要干燥的硬质试管和铁丝绒，在了解了整套原理和操作之后，学生在互联网上通过鼠标来拖拽所需要的实验仪器，以此完成相关实验，这样学生的操作能力就会得到提高。

（三）虚实结合，提升学生学习效率

在实际的化学教学过程中，并不是每个学校都有完备的化学仪器和材料。教师在引导学生进入学校实验室进行化学实验时，仪器的数量往往少于学生的总数，为了克服这一障碍，教师经常会选择学生分组的方式，通过小组之间的合作来进行某项实验。这样做固然有好处，能够锻炼小组之间的协同合作能力，但更多的是造成小组成员之间相互推脱，不能保证每一位学生都能够进行实验操作。虚拟实验的出现恰恰解决了实验器材空缺和紧张的问题，学生只需要通过计算机进行相关操作就能够独立完成某项实验，这大大提高了学生的动手能力，使学生对化学实验的原理和操作步骤能够快速掌握并应用。在高中阶段的教学中，正是要将传统的线下实验和线上实验相互结合，使学生摆脱时间和空间的限制，能够随时进行化学实验，从而为学生更好地理解化学这门学科打下坚实的基础。学生只有真正地动手操作之后，对各种化学元素以及彼此之间的反应甚至是不同元素通过一定燃烧形成的化学方程式有系统的了解，才能够在日后的学习中学以致用，将知识转化为实践，更好地实现个人的发展。

三、结语

高中化学教学在互联网技术的帮助下能够克服很多操作障碍，教师在教学过程中需要善于运用互联网资源，通过互联网虚拟实验使学生成为行动的巨人。任何一门课程的学习都是为了投入实践的应用中，教师如果仅仅关注学生学习成绩的提高，而对学生的操作能力毫不关心，就会导致学生成为一个夸夸其谈但毫无能力的人，这样培养出来的学生和我国素质教育所要求的培养全面发展的人才的理念完全是相悖的。教师必须充分意识到这一点，在化学教学中投入更多的时间和精力。线下实验教学需要耗费大量时间，且实验器材不能满足每一位学生实验的需要，这就需要依赖线上虚拟实验，两者相辅相成，共同促进学生的提高和进步。开展高中虚拟实验课程在很大程度上可以激发学生对化学这门学科进行深入学习的兴趣，学生在观看演示实验的过程中首先在头脑中建立了一个关于实验的简要认知，之后利用虚拟平台通过计算机鼠标等对实验材料进行选取，从而在线上完成某项实验，这样学生就能将头脑中的知识转化为实际的操作。在线上进行虚拟实验的过程中，教师需要对学生实验操作进行检查，分析学生在操作中存在的问题，并建立一个线上讨论小组，当学生对实验的某一环节有所疑惑的时候可以在小组内进行互动交流，小组之内如果无法解决，教师就需要发挥引导作用，帮助学生进行相关答疑。之后，教师可以带领学生在线下进行实验的具体操作，这时学生的操作就会更加规范，活动中出错的频率也会减少，很大程度上保证实验的安全性。只有真正地做到线上虚拟实验和线下操作实验的结合，学生的理论知识和操作能力才能够得到共同成长和进步，这时学生的化学成绩自然会得到提高，对学生日后将所学的化学知识应用于具体的生活实际中也有所裨益。