化学虚拟实验室
虚拟仿真实验是未来学生获取知识的一种重要的手段和方法,也是未来教育发展的一个方向,将VR技术应用于化学实验教学中,具有以下重要意义。
一、保障实验教学安全
教学安全是悬在教师、学校乃至社会头顶的一把利剑,学校安全已经成为社会高度关注的问题。一旦发生教学安全事故,将产生不可估量的后果。化学实验教学无法避免地需要接触到强酸、强碱、有毒有害腐蚀品等,在教学过程中极易出现安全事故。
VR实验室可以很好地解决安全性问题,在虚拟实验中,由于不直接接触危险化学药品,不会对身体产生任何损害,即使发生操作失误,也不会产生实际的危险,逼真的错误反馈还能促使学生规范地进行实验操作,进一步降低安全风险的同时培养学生严谨的科学态度。
二、提高学生主动参与意识
在教学过程中,通过充分发挥学生的主体参与行为,能提高学生的主动参与意识,激发学习驱动力,让学生成为学习的主人。
不同于传统的多媒体教学手段学生只有视觉和听觉上的感受,VR强大的临场参与感将使学生受到视觉、听觉和触觉上的多重刺激,获得“身临其境”的感受,更有利于学生对所学习的知识产生深刻的印象。
同时依靠计算机硬件强大的处理能力,VR能够实时地对学生的操作做出反馈,激发学生的探索欲望,增加学习兴趣,提高学习效率。
三、培养学生创新思维
创新思维是一种高级的人类思维活动,也是一种重要的发现、获取和运用知识的能力。将VR技术应用于教学过程中,能够促使课堂教学手段向更加科学化、高效化的方向发展,同时有利于开展互动式、启发式教学,开扩学生眼界,培养学生创新思维。
借助VR技术,把学生从对文字、符号、公式的单一空间性理解中解放出来,将知识转化为逼真的“现实”体验。同时,VR技术强大的可交互性和开放性,允许学生按照自己的设想设计实验、验证实验,让学生在没有约束的环境中相互合作、自主创新,发现有价值的科学现象,思考现象背后的科学真理,领悟教科书上学不到的科学知识,促进学生由被动式学习向主动式学习发展,使学生的独立思考能力、实验实践能力、创新思维能力得到全方位的锻炼和提高。
四、改变传统教学理念
将VR技术应用于教学过程中,有利于改变原有的教师灌输、学生接受的学习方式,实现教学目标、教学内容和教学方法的调整。教师可以结合教学内容建构有关联性的虚拟场景,引导学生自主合作进行探究。教学的内容也不再是一成不变,而是围绕一个主题不断发展,不断演化,让学生结合已知现象和事实推导未知内容,探索事物的发展变化规律,培养学生的科学钻研态度和独立创新精神。
VR技术的应用对减轻教师负担也有重要作用,在VR实验室中教师不再需要时刻监督、参与学生的实验,只需要起组织、指导的作用,在时间安排上,更多地是学生自主性、探索性的学习。并且能够改变以教师为中心的传统教学理念,教师的身份不再是传统的知识传授者,而是学生学习过程中的组织者、参与者、促进者,对学生创新精神和实践能力的培养较为有利。
五、结论
VR技术被看作是仅次于互联网技术而且具有改变当今世界未来发展方向的巨大潜力的重要技术,一经推广应用就向世人展示了诱人的发展前景。将VR技术运用在化学实验教学过程中,能够使学生在不需要教师监督以及接触危险化学品的同时模拟进行高危化学实验,在保证人身安全的前提下提高学习效率,同时有利于学生创新思维的培养以及教师传统教学理念的转变,达到素质教育的目的。
尽管现阶段VR技术仍在不断升级、改进,相应的硬件设备还比较昂贵,VR技术尚未在教育领域中被广泛使用,仅有少数学校在教学上进行过尝试。但是随着VR技术相关的软硬件设备不断发展和完善,以及成本的不断降低,其在基础教育领域中的巨大优势和发展潜力会被更多的教育工作者重视和青睐。VR作为一个新型的教学技术和手段,必将在信息时代的教育教学进程中发挥重要作用。
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