實驗教學是國家課程方案和課程標準規(guī)定的重要教學內(nèi)容,是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。在教學中注重的不只是書本的知識內(nèi)容,更要注重學生將知識應用于實踐中的情況。而教師如何教學生將知識應用于實踐、學生如何自主的將知識應用于實踐之中,實驗教學則是其中關鍵。
教育信息化為教學帶來了很多的便捷,各式各樣教學設備的應用成了教學發(fā)展的一種趨勢。虛擬仿真教學通過傳統(tǒng)教學與多媒體教學、虛擬與現(xiàn)實的融合克服常規(guī)實驗中的困難,使學生與實驗能夠以新的形式進行互動,以全新的交互形式影響教師的教與學生的學,實現(xiàn)教、學、練為一體,從而達到提高實驗教學質(zhì)量的目的。那么虛擬實驗是如何實現(xiàn)“教、學、練”為一體的呢?
虛擬實驗的“教”
常規(guī)教學中,實驗教學以真實實驗為主,需要充分的準備時間,比較費時費力,最主要的是化學實驗還具有一定的危險性,讓課堂的實驗教學有諸多的限制。虛擬實驗正好可以克服這些問題,讓教師自然的將實驗搬到課堂上,將文字性的知識與互動性的實驗完美結合,提高課堂教學質(zhì)量。
貫穿課堂實驗教學:教師可以根據(jù)課堂教學情況加入虛擬實驗,將虛擬實驗操作穿插到實際的文字描述中去,遇到講不清的內(nèi)容可以進行模擬演示,讓學生真實的感受到實驗之中的變化,對實驗的理解更加直觀與透徹。
簡化部分實驗教學環(huán)節(jié):通過虛擬實驗教師可以簡化實驗中不必要的環(huán)節(jié),如實驗環(huán)節(jié)中不必要的搭建、組裝等,完全可以省略,虛擬實驗在課堂上并不是對真實實驗環(huán)境的復刻,而是把實驗的重心放在實驗的核心部分,提高實驗教學效率。
虛擬與真實實驗結合:真實實驗的作用的不可替代的,教師可以結合真實實驗與虛擬實驗共同進行,如一些簡單的沒有危險的實驗可以讓學生去體會,其它比較危險的、費時費力的、會出現(xiàn)器材損耗的等,可以讓學生掌握了要領之后再去操作,即節(jié)省實驗器材經(jīng)費,又有利于知識的學習。
虛擬實驗的“學”
學生在學習實驗內(nèi)容時,可以通過教師講解、實驗操作、視頻素材等方式學習,“百聞不如一見,百見不如一干”,教師講解、視頻素材的方式不如實際動手操作的印象更為深刻,加上教師也不能滿足學生隨時操作,虛擬仿真實驗就發(fā)揮重要的作用了,讓學生可以從動手中學習。
實驗貼合知識高度仿真:展現(xiàn)課本重難點實驗,虛擬仿真實驗模擬真實度高。操作步驟完全模擬真實實驗,學生可以像在真實環(huán)境中操作實驗一樣,自由、無慮的隨時進行實驗操作,增加學生對于實驗的感官認識,對實驗操作有更深切的認識,鞏固課本知識學習。
形式新穎調(diào)動學生學習的積極性:虛擬實驗可以使用體感交互設備將虛擬實驗設備與真實環(huán)境融合在一起,提供高度仿真與沉浸的實驗環(huán)境,讓學生用手就可以與虛擬的實驗儀器進行交互,大大提高了人機交互的靈活性。
虛擬實驗的“練”
傳統(tǒng)實驗教學中,學生想要練習實驗需要到實驗室進行,這些需要教師進行管理,避免學生因危險實驗而受傷,學生無法隨心所欲的進行實驗練習。虛擬實驗優(yōu)勢眾多,讓學生不僅可以練,還可以練的好。
虛擬實驗豐富貼合考試:云幻AR仿真實驗平臺,選取課本及中考實驗內(nèi)容,學生可以進行課本相關實驗以及考試實驗練習,將所學的內(nèi)容付諸實踐虛擬實驗中,有效提高實驗成績。
反復模擬練習,自由度高:實驗的安全性與便捷性、資源的豐富多樣性,讓學生可以反復練習,攻克重難點實驗。學生可以根據(jù)自身安排時間獨立操作,解決學生隨時多次實驗練習需求,實現(xiàn)實驗自由。
虛擬實驗評價體系:學生學習的基礎實驗知識,可以在虛擬實驗中練習。常規(guī)實驗中,部分實驗步驟不規(guī)范,但是不影響實驗結果的,老師可能不會計較扣分,而虛擬實驗可以記錄學生操作的步驟,并根據(jù)學生的操作步驟給出評分,更真實的反應學生的實驗水平。虛擬實驗可以按照實驗規(guī)范操作給出準確的分數(shù),指引學生在練習中掌握規(guī)范的實驗操作方法。
虛擬實驗教學最大程度的貼近實踐,有助于教和學的雙方,教師可以通過先教與仿真演示、再實際操作的方式進行教學,學生先自主操作虛擬實驗達到學習的目的,再真實實踐操作,從而大大提高教學效益和學習效率。虛擬實驗“教學練”三位一體,優(yōu)勢毋庸置疑,可以作為真實實驗的一種有效的補充教學手段。
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