【突破传统,,打造仿真实验这柄利器】实时仿真与传统测试的区别.pdfVIP

【突破传统,,打造仿真实验这柄利器】

实时仿真与传统测试的区别

1仿真实验的灵活性能增强学生的学习调控能力

在传统实验中，要改变一个反应的条件，就需要进行一个相

关的对比实验，而在此基础上，就要准备相应数量的实验仪器和

药品等。如九年级化学教材中过氧化氢制取氧气的实验，可设计

的对比实验包括反应的温度、过氧化氢的浓度、催化剂的种类、

催化剂的质量等多个实验，此时若进行传统实验，则需耗费的药

品、仪器、时间等相当于一个大工程劳作。因此在教学过程中，

受到种种条件的限制下，许多对比实验就停留在课堂讲解的范畴

而不能落在实处。

而仿真实验的灵活性主要表现为：在虚拟实验的过程中，学

生能方便地改变事物的条件并观察在条件变化过程中所发生的

变化，这样既有利于学生获取丰富的感性认识，便于学生根据自

己的假设分析实验数据，更能针对学生的实验过程，刺激学生探

究实验的结果，从而体验知识的发现过程，激发学生进一步提出

问题与寻求解决问题的兴趣。

2仿真实验的直观性便于突破微观化学反应

化学变化的微观变化过程，往往是学生突破化学学习的一大

难点。如在教学中通过观察酚酞的颜色变化推断出微粒在不断运

动，但是对于学习成绩居于中下等的学生而言，由于其空间想象

能力的匮乏，他们不能想象出微粒运动的过程和状态变化，因此

只是简单记忆，认为微粒在不断运动。同理，在酸碱盐的教学过

程中，需要通过大量的化学实验认识酸、碱、盐之间发生的化学

反应，而从微观角度认识该反应的实质又是教学的一大难点。

仿真实验的直观性则可以很好地解决这个问题。如在虚拟实

验室中进行化学实验，学生将采集到的一个氧原子和两个氢原子

结合在一起，眼前就会出现一个网状的水球，这就是他自己创造

的水分子。在氢氧化钠和稀盐酸的反应过程中，学生在传统实验

过程中观察到指示剂颜色的变化，对于酸碱中和反应有了宏观的

认识。而利用仿真实验制作的Flash动画，可以展示出氢氧化钠

和稀盐酸反应时氢离子和氢氧根离子结合为水分子的过程，对于

酸碱中和反应的概念也就理解得更加深刻。

3仿真实验的数据性有利于增强学生认知能力

在新时代的背景下，化学试题的方向越来越趋近于真实实验、

实际数据的计算，而定量的变化往往是化学实验中比较难控制和

描绘的画面。如在稀盐酸和石灰石制取二氧化碳的实验中，学生

可以通过产生大量的气泡认识到反应产生大量的二氧化碳气体，

但是二氧化碳气体的生成与时间之间是否是一条直线？还是一

条先平缓后陡直再平缓的曲线呢？由于实验的局限性，只能通过

教师的讲解抽象地理解变化的过程，而在学生头脑中难以形成印

象，更逞论自行认知了!

在虚拟实验室中，学生就可以很轻松地解决数据问题。如学

生可以通过输入各种参数，形象化地控制整个实验进程。在制取

二氧化碳实验过程中，电脑会自动根据测定的二氧化碳的质量与

时间的关系，在坐标轴中形成相应的曲线，便于在实验中直观地

呈现不同的实验结果，对于提高学生的认知能力、增强教学效果

起到极强的促进作用。

4仿真实验的虚拟性更符合绿色环保和安全意识

传统实验中，硫的燃烧、一氧化碳还原氧化铁等实验往往对

环境有着一定程度的污染，这是很难解决的问题；而一些实验如

氢气的爆炸等存在一定的危险，更是限制了一定情况下该实验的

执行情况。

仿真实验在一定程度上可以缓解这些情况带来的危害。如在

虚拟实验室中完成的高锰酸钾制氧气的实验中，学生可以亲自体

会先熄灭酒精灯带来的后果，而不必担心玻璃炸裂带来的物品损

耗和炸裂危险。在虚拟环境中，学生可以放心地去做一些有毒性、

破坏性、综合性和研究性的实验，既可免除这类化学反应带来的

环境危害，又可以避免失误带来的破坏性。更值得注意的是，它

将平时只能纸上谈兵的错误后果真实地呈现在学生面前，而这种

经验会迁移到学生的实际生活实践中，也增强了实验教学的效果。

综上所述，仿真实验在教学中具有很多传统实验不可比拟的

优势。在传统教学的基础上，增进仿真实验，是对实验教学的改

进，是对化学教学的推动。随着仿真实验计算的不断向前发展，

化学教学也将不断改进、不断提高。