信息新技术在高中化学实验教学中的应用
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【摘 要】信息技术的发展，已经给各行各业带来了极大地便利。信息技术已经逐渐渗入到了课堂当中，教师通过使用新技术、新手段，化难为简、化静为动。但是，化学作为一门实验科学，不可避免的存在着危险性，而实验作为化学教学的重要组成部分，是必须要保留的，传统的技术手段无法清晰的展现实验过程，很多实验因为受到条件限制无法而无法进行。利用新技术，实现化学教学的各项要求，同时又不具有危险性，有利于增强学习者的化学理论素质及应用素质。
随着信息技术的日益发展，人类获取信息的手段日趋多元化。如何跟上信息技术的发展趋势，利用信息技术为课堂服务，是每个教师都应该思考的话题。单纯而抽象的课堂教学已经不再适应时代的发展，也不容易为学生所接受，因此，在化学实验中引入信息新技术，，将知识通过新途径传授给学生，进而实现课堂质量、学习质量、学习兴趣等多方面的共同提高。
【关键词】信息技术；化学实验；教学
一、当前具有前景的新技术阐述
（一）VR技术
VR（虚拟现实）技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力，并有助于启发构思。虚拟现实是多种技术的综合，所包括的技术种类很多，这其中又有多个分支，对于不同类型的个体还要涉及与之相关的学科。对此在国外也未能严格细致地加以划分与确定，但公认的基础技术构成主要有人机接口技术、模拟仿真技术、真实存在技术3个方面。
参与者需要使用VR系统适配的可穿戴设备，例如数字头盔、数据手套、数字衣，等等，通过进行动作等方法为计算机提供输入信号，VR系统根据接收到这些输入信号，利用虚拟环境数据库当中已经存储的信息进行反应，并将反应结果反馈给参与者所穿戴的设备，通过设备产生的实时变化使得参与者能够实时获得各种感官上的虚拟效果。
（二）AR技术
AR技术是指通过多媒体技术、三维建模技术、实时视频控制技术、多传感器信息融合技术、实时跟踪及注册技术、场景融合技术等多种技术手段，将生成的虚拟信息融合到真实场景之中，使得虚拟增强信息和真实场景信息相互共存、相互补充、相互叠加。
AR技术是将景象在人的视觉系统中进行增强与扩张，促使用户将其所见所闻和信息的显示有效地结合起来，实现虚拟信息与现实世界真正意义上的无缝衔接，通过建立虚拟世界与现实世界结合的轨道空间，将花费在虚拟与现实两者之间不断切换和对应的时间與工作量降到最低。
二、新技术在化学实验教学领域的应用
化学实验一般都是比较枯燥危险的，传统的教学方式下，很多的实验无法进行演示或者由学生进行实验，学生经常处于懵懂的状态，不能很好的接受知识，也不能体会到实验的危险性，也容易引起很多问题。
通过VR/AR技术进行虚拟实验，不仅能够体现实验的真实性、直观性、安全性和时效性，同时也能提高学生的学习热情和动手能力，对于一些不容易完成的实验，学生可以利用平台反复进行，也节省了宝贵的教育资源。
【实例一】氢气与氯气反应，在光照条件下发生爆炸。这个实验使用的材料有剧毒的氯气和极易燃的氢气，不仅有爆炸，也会产生氯化氢气体。即使是教师进行演示，也需要专门的实验区域和实验器材。学生很难有亲身感受。而通过使用VR/AR技术，学生可以在模拟的环境下进行虚拟操作，不需要接触到任何的危险气体，同时也能体会到一样的效果。
【实例二】金属钠与水反应。金属钠作为活泼金属，与水的反应非常剧烈，而且很快就完成反应，学生也不利于观察反应进行的情况。而通过VR/AR技术，学生可以通过放慢等方式延长反应时间，可以仔细观察反应进行的情况，也避免了金属钠与水反应所可能带来的人身伤害。
【实例三】甲苯与浓硫酸浓硝酸混合物反应。此反应为制备三硝基甲苯的反应，在教科书上仅有化学反应方程式。现实当中没有条件进行的实验，而通过VR/AR技术，可以进行模拟实验，让学生直面反应过程与反应产物，将课本上枯燥的描述具体化，也便于学生领会学习相关的知识。
利用VR/AR技术，可以虚拟出各种化学实验所需要的器材，学生可以在虚拟的世界中，练习各种实验仪器的使用方式方法，使学生理解化学实验的各种原则，让学生通过非传统手段接触到难以亲身体会的信息，形象生动、安全可靠，符合学生的认知规律，有利于促进新信息的传递和知识的构建。
三、信息新技术引入实验教学的思考
信息新技术作为一种重要的工具，能够有效地与课堂信息相结合，拓展学生的知识面，扩大教学范围。利用信息技术，使得学习的知识由书本上的理性认识上升为实际可操作的感性认识，增强学生融会贯通的能力，同时，将理论与实际相结合，可以提高学生的发散思维能力，增加学生的创造性。
VR/AR技术的出现，使得实验的安全性和可操作性得到了极大地提高，教师在授课的过程当中，可以有针对性提出问题，引导学生自己进行模拟实验。教师可以对实验结果进行评估，并且继续引导学生对所学知识进行深度挖掘，让学生可以对各种概念熟练运用，也调动了学生的进取心和积极性。
信息新技术变革了化学实验中教师的教学方法和学生的学习方法，教师可以不再通过进行各种繁复的分析教学，学生可以更加轻松的来学习化学实验，可以将更多的精力投入到现实的、探索性的化学实践活动中去，实现实验教学重点、难点的突破。将现代化的教学手段对传统教学相结合，相互补充促进，补齐传统教学手段的短板，提高学生学习化学和解决问题的能力，提升教师的教学质量，最终形成双赢的局面。但信息新技术应用于化学实验教学也有以下几个注意方面。
（一）信息新技术与化学实验教学相结合，重点在于教学实验和新的实验类型开发上，不能因为使用新技术而喧宾夺主，过分的重视新技术。
（二）信息新技术与化学实验教学相结合，应注重理论结合实际，一方面，不能放弃传统的教学实验方法，另一方面，教师应该学习更多的先进教学理念和教学理论，将这些理论和认识用于新的实验教学当中，而不是故步自封。
（三）信息新技术与化学实验教学相结合，不能完全放弃真实的实验。现场实验所具有的现场性，时效性，真实性等特点是新技术手段无法取代的，学生即使经过再多的模拟练习，在真正的实验环境下依然可能出错，这就需要学生必须有现场实际的动手能力。与此同时，要鼓励学生多动手进行实际操作。虚拟环境下是纯粹意义上的理论环境，没有任何的干扰因素存在，现实环境当中并没有如此完美的环境存在，因此，要让学生学会在日常的环境当中尽量减少实验的干扰因素，获得正确的实验结果，同时，也要让学生善于观察实验可能出现的其他反应，从中获取到更多的知识。
【参考文献】
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