實(shí)驗(yàn)操作過程是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)腦的過程,可以通過實(shí)驗(yàn)探索發(fā)掘?qū)W生的巨大潛能。同時(shí),實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)操作不僅增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的可信度,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重事實(shí)的科學(xué)探究能力。
在各類學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)一樣,是培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果良莠不齊,如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)精神等優(yōu)勢(shì),是我們必須思考的重要問題。
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端
我國在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,普遍存在著重理論、輕實(shí)操,雖然近年來有所改進(jìn)和調(diào)整,但還是存在著些許問題。
1、演示實(shí)驗(yàn)占比過大,教師占主導(dǎo)地位
由于實(shí)驗(yàn)條件等因素的限制,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以教師演示實(shí)驗(yàn)及小組實(shí)驗(yàn)居多,沒有對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行有效的培養(yǎng)。
2、實(shí)驗(yàn)效果不易觀察,演示效果不好
有些實(shí)驗(yàn)的直觀性比較差或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝,演示時(shí)有些同學(xué)看不清楚或觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
3、實(shí)驗(yàn)趣味性低,教學(xué)組織難
有些實(shí)驗(yàn)缺少趣味性,學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的熱情和對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的深度思考。照本宣科的實(shí)驗(yàn),無法調(diào)動(dòng)課堂氛圍,影響教學(xué)效率及質(zhì)量。
4、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多,設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少
傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,多為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),教師按照教材中的實(shí)驗(yàn)步驟或提示進(jìn)行演示,學(xué)生按照教師的演示進(jìn)行操作,學(xué)生不必思考和分析,只需按圖索驥,使學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的理性思考。
5、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)內(nèi)容繁多,再現(xiàn)成本高
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多,使用傳統(tǒng)教學(xué)手段進(jìn)行復(fù)習(xí),需要將實(shí)驗(yàn)重新展示,再現(xiàn)成本較高,有些實(shí)驗(yàn)不便于重新展示,造成實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效果不好。
VR虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,提高教學(xué)質(zhì)量
《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》指出“拓展創(chuàng)新,不斷將科技前沿知識(shí)和最新技術(shù)成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué),豐富內(nèi)容,改進(jìn)方式!瓕(duì)于因受時(shí)空限制而在現(xiàn)實(shí)世界中無法觀察和控制的事物和現(xiàn)象、變化太快或太慢的過程,以及有危險(xiǎn)性、破壞性和對(duì)環(huán)境有危害的實(shí)驗(yàn),可用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段呈現(xiàn)!
現(xiàn)代信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本大大降低,尤其是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,使得那些難以實(shí)現(xiàn)、難以操作的實(shí)驗(yàn)變得可以實(shí)現(xiàn)。其不僅僅給學(xué)生提供了眾多的實(shí)驗(yàn)操作課題,還給學(xué)生提供了一個(gè)近乎真實(shí)的實(shí)驗(yàn)空間,讓學(xué)生像在做真實(shí)的實(shí)驗(yàn)一樣,真正達(dá)到“聽十遍不如動(dòng)手做一遍”的學(xué)習(xí)效果。
云幻虛擬仿真實(shí)驗(yàn)按照國家課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)要求,將中學(xué)難懂的抽象的復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用3D建模及虛擬仿真技術(shù)營造虛實(shí)合一的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,提升學(xué)生的觀察能力、探究能力、邏輯思維能力及團(tuán)隊(duì)合作能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索的興趣。
1、豐富安全的實(shí)踐探索空間
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為師生提供一個(gè)虛擬的實(shí)踐空間,加深對(duì)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范的認(rèn)識(shí),讓學(xué)生親自感受錯(cuò)誤操作的危險(xiǎn)性,給學(xué)生留下深刻的印象,對(duì)實(shí)驗(yàn)中的安全規(guī)范操作引起高度重視,降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生的概率。
2、模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作,直觀再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)使復(fù)雜的、反應(yīng)周期過長的、危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮憬莸卣故境鰜,滿足實(shí)際課堂教學(xué)的需要,豐富了課堂教學(xué)形式。同時(shí)通過大屏幕展示,可以讓教室內(nèi)的同學(xué)們都觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,直觀明了。
3、趣味化實(shí)驗(yàn)操作,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
托爾斯泰曾經(jīng)說過:“成功的教學(xué),所需的不是強(qiáng)制,而是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣!碧摂M仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M真實(shí)內(nèi)容,虛擬與真實(shí)的魔幻疊加,開放性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生樂于探索。
4、實(shí)驗(yàn)自由性強(qiáng),用戶可隨意操作
實(shí)驗(yàn)器材無固定操作,甚至教師可以演示錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作會(huì)產(chǎn)生什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)操作的自由性強(qiáng),予以學(xué)生探索的空間。
5、可反復(fù)操作實(shí)驗(yàn),避免資源浪費(fèi)
虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)器材不存在消耗問題,避免了實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的浪費(fèi),教師及學(xué)生可以進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)操作,隨時(shí)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、操作實(shí)驗(yàn)。
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充、完善和拓展,能夠緩解學(xué)校場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)有限等問題,無論是教師還是學(xué)生都可以自由的操作,其發(fā)揮的作用與常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作也各不相同。教師可結(jié)合教材授課內(nèi)容需求及兩種實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)方式各自的優(yōu)勢(shì),靈活結(jié)合,相輔相成,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最優(yōu)化,改革和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性。