談虛擬化學實驗室的功能特點和應用效果
技術在線
作者：付英秋
虛擬實驗室是一種建立在高科技水平基礎上的虛擬技術，它構建起了一個開放式的、網絡化的虛擬教學平台。虛擬實驗室為日常的教學科研提供個了一個全新的環境，更加方便了教師的日常教學工作。具體來說，虛擬實驗室在化學教學中的應用主要體現在如下幾個方麵。
1 增強學生的體驗，激發學生的學習興趣
對於化學這門實驗性比較強的學科，筆者認為，學生正常的獲取知識的途徑應該是在教師的指導下，通過學生親身的化學實驗，達到對知識的獲取。在現實的教學中，由於受到各方麵因素的製約，上述情景很難實現，取而代之的是，學生通過教師對知識的講解，機械重複地加強記憶，教師在講解完各種知識後，再輔之以相應的化學實驗來“驗證”課堂所授知識。這一看似合理的教學環節，其實大大壓抑了學生的積極性，嚴重壓製了學生的學習興趣。究其原因，從教師的角度來講，教師沒有真正把學生放在主體的地位上，沒有充分尊重學生的主體地位，還是簡單地把學生當作知識的被動接受者。受這種理念的影響，導致部分教師在教學過程中隻是單純地傳授知識，而不去帶領學生深入地挖掘這一結論是如何產生的，實驗的具體步驟為什麼要這麼做，而不是那樣去做，在一定程度上剝奪了學生探究知識的權利，阻礙了學生的全麵發展。
另一方麵，由於化學實驗特有的特點，有些實驗是為了驗證一些正確的理論知識，而有些則是對人身安全有危害性的實驗。對於這些實驗，教師就更不進行課堂演示，隻是進行適當的說明，這也在一定程度上降低了學生學習的積極性。
虛擬化學實驗室的出現大大彌補上這一空白。在虛擬化學實驗室，可以通過各種音頻、視頻的方式將現實世界的各種物質微縮到虛擬實驗室，進行模擬的化學實驗，使學生能最大限度地參與到化學實驗，進行知識的探究，調動了學生的參與熱情，激發了學生的學習興趣。同時，由於虛擬化學實驗室自身知識性、趣味性的特點，又能激發學生的啟發思維，真正成為學習的參與者，培養學生的創新意識和創新能力，培養一種科學嚴謹的態度。
2 虛擬化學實驗室可以規避各種實驗風險，節約資源，保護環境
化學實驗室是師生進行學習的重要場所，是進行初中化學教學的主陣地。由於化學學科自身的重要特點，其實驗所用的材料、化學試劑大多具有一定的危害性，如燃燒實驗、分解實驗、置換實驗等，所產生的物質在一定程度上都對師生的身體健康產生或大或小的影響。例如，用CO還原氧化鐵、氧化銅等，是具有一定危險性的實驗，那麼在實際教學中該如何做到既讓學生看到實驗現象，又能解決資源、汙染等問題呢？虛擬化學實驗室的出現完全避免了這些問題的產生，由於其為師生提供的是一個虛擬的實驗場所，可以在很大程度上規避真實的化學實驗所到來的風險、危害，保證了師生的身體健康。
利用虛擬化學實驗室也可以對化學實驗中的一些錯誤的化學實驗進行模擬，增強學生的認識，降低學生在真實實驗中的錯誤率。例如，通過虛擬化學實驗室模擬出實驗中的錯誤操作，將水倒入濃硫酸中，液體瞬間沸騰並飛濺，使學生親自感受錯誤操作帶來的危險性，提醒學生在真實的化學實驗中避免這些錯誤的發生。
同時由於虛擬化學實驗室是一種依靠現代科學技術所生成的虛擬空間，在師生進行實驗的過程中，可以避免使用大量的實驗試劑、化學藥品等，低碳環保，避免有毒有害物質的產生，實現零汙染，在進行實驗的過程中培養的學生的環保意識。