在传统的初中化学教学中，受客观因素所影响，教师经常会采用灌输式教学或实验法来进行授课。老师只需对实验进行详细的讲解，辅以PPT图片形式，让学生去了解实验原理以及步骤。长期发展下去，对学生科学素养的发展是不利的。而虚拟化学实验室在教学中的应用基于调动学生的学习兴趣，为学生自主学习提供了一个有效的平台,同时老师也能感受到一种新型的教学方式，为教师教学方式提供借鉴与参考。
一、虚拟化学实验室的优点
（一）实时性
实时性，是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度，即物体可按各自的模型和规则根据计算机作用者的要求实时进行响应。例如，做“蜡烛及其燃烧”实验时，熄灭蜡烛后屏幕会出现白烟，然后去点燃白烟就会发现蜡烛再次点燃。从明显的实验现象中学生就能得出白烟的可燃性，整个实验过程不会受当时实验环境的影响。
（二）交互性
在实验的过程中学生可以根据自身的学习情况和进度选择暂停或者重复实验操作步骤，不用过多考虑间断或反复学习在经济和时间方面造成的影响。例如，学生在用胶头滴管滴加液体时，错误地将滴头伸入了试管，此时系统就会提示，这时学生就可以根据提示进行正确的操作。
（三）开放性
虚拟实验平台可以打破时间和空间的限制，学生可以进入虚拟实验平台自由地学习和交流。这样化学实验的场所就不再拘泥于实验室，学生对学习内容有困惑时，只要登陆虚拟实验平台就可以解决问题。
（四）安全性
对中学阶段有毒、有害、有危险的实验，学生都是听教师讲述或者观看实验视频而获得知识。虚拟实验恰好是这类实验的有益补充，学生可以通过在虚拟平台中动手操作实验获得相关知识。而且虚拟实验对学生的错误操作还会给出相应的视觉或听觉效果，有利于培养学生的实验安全意识。
二、虚拟化学实验室需要在教学中应用的原因
（一）教育信息化的发展
化学是一门以实验为主的学科，实验可以助力于学生化学核心素养的培养。随着我国计算机技术的发展和国家对网络技术在基础教育中应用的重视，与计算机网络技术相结合的虚拟实验也应运而生。虚拟实验辅助化学实验教学使教学内容呈现直观、形象、高效的特点。不但可以兼顾不同学生的学习需求，而且给实验教学搭建了一个新的辅助平台，突破时空限制，使学习活动可以更加高效地进行。有越来越多的学校将虚拟仿真实验引入教学，教师可以将虚拟仿真实验融入日常教学中。
（二）学习时间紧、任务重
学生刚刚接触化学，知识点比较少，内容比较简单，学习起来比较容易;而此时其他科目为了给总复习留出更多的时间，正疯狂赶课，快进度、高难度使很多学生忽视化学的学习，很容易导致基础没打牢。特别是关于实验的部分，由于课时时间的决定，学生动手操作实验的机会很少之又少。
（三）化学实验教学发展的内在需求
学生在义务教育阶段的化学学习要实现两个方面的目标。第一方面，通过课程的学习学生要掌握适应未来生活的基本科学知识，要学会应用这些知识解决生活中的问题；第二方面，要从科学的角度看待事物，客观理性地认识人与自然的关系。“化学实验是学生学习化学，实现科学探究的主要途径，是培养学生创新思维能力的重要抓手，并且具有激趣、获知、求真、循理、育德等功能”。随着信息时代的到来，虚拟仿真技术在教育方面的应用也日益广泛，各类可以虚拟仿真化学实验的应用软件也相继出现，软件操作的复杂度逐步降低，操作界面越来越简洁，使用成本较低。将虚拟仿真实验纳入实验教学中不但顺应了学生的学习发展需求，而且在条件要求较高的化学实验教学中发挥着巨大的作用。
（四）部分内容较抽象，注重理解
初中化学实验过程有的是比较抽象、复杂的，虚拟实验室的应用可以很好的解决一部分实验无法做、实验结果达不到预期效果等问题，可以帮助学生更好的理解实验过程、实验原理、实验结论。
三、虚拟化学实验室在教学中的应用
（一）引变革,将危险实验带入传统课堂
在教师日常的授课过程中,有时会因为学校的硬件不足、实验危险系数较大或者对环境污染较大而采用讲授法的方式代替操作实验。但是讲授法未能体现实验的直观现象,学生无法切实感受到化学实验现象带来的感性认知,对知识的吸收仅停留在记忆阶段。而利用虚拟实验室则可以为学生提供直观的感受。在实际操作中会存在以下几个问题:1.温度：有的化学实验温度需要达到很高,温度不易控制且存在一定的安全隐患。2.污染：有的化学反应产物中存在二氧化硫等污染物,会对环境造成一定的污染，如果在现实中操作将难以避免此类问题的发生。在传统课堂的授课过程中,教师往往采用讲授的方式处理部分内容。但利用虚拟实验室技术,在相应的软件中,选择实验仪器进行组装,通过控制反应的温度来制备需要的产物,同时可以利用收集装置对产物进行收集,利用高锰酸钾、溴水、品红溶液等试剂对产物进行检验。学生通过观察直观的实验现象,有利于学生对知识的理解和应用。
(二)促优化,用现代科技解决实验难题
在教师进行传统实验教学的过程中,有时会遇到以下几个问题。(1)实验现象变化过程快,学生难以观察到关键现象的发生。(2)实验所消耗的时间久,有的实验甚至难以在一节课内完成，实验操作难度不大,但是难以在一节课中观察到明显的现象。而利用虚拟实验室则可以加快实验节奏,教师利用虚拟实验室技术在操作的实验中,学生可以明显的观察到实验现象。(3)实验操作具有难度,容易造成实验误差。有的实验对实验装置要求高,且在分组实验时要求学生进行快速实验操作,否则测得的实验结果和标准的数值有较大差距。很多教师采用播放实验视频的方式来授课,而采用虚拟实验室技术操作该实验时则不必担心此类问题的发生,虚拟实验室所特有的超时空性能保证学生哪怕实验操作技术达不到要求，也不会对外界产生什么伤害，且该实验在虚拟实验室中可以反复操作,用时较短,极大地提升了教师的授课效率。
(三)提能力,以探究实验落实核心素养
对于化学学科核心素养概念,其中培养“科学探究和创新意识”素养要求学生能从问题出发,依据探究目的设计探究方案,运用化学实验、调查等方法进行实验探究。而利用探究式实验对这一核心素养的培养有着不可代替的作用。例如,在进行一些比较危险的实验授课时，往往老师会因为实验的危险性不让学生亲自操作，而是用短视频替代，但是如果利用虚拟实验室技术时,则均可以亲自操作这些实验。经过教师的引导,使学生使用书本图中的实验装置,做自己想做的实验，学生可以在实验仪器栏内自主选择仪器对实验装置进行优化,完成后小组间进行讨论,把学生在实验过程中遇到的问题进行研讨,并派代表在班级中进行发言。教师对每位学生的发言进行点评,随后每位学生对自己的实验装置进行改进。当传统课堂的设计结合虚拟实验室技术的应用,使学生能自主进行实验,通过不断探究的方式达到最终目的。
四、结语
总而言之，作为教学的实践者，教师要具备与时俱进的思想，勇于尝试在教学中应用信息技术。虚拟化学实验室并不能代替真实实验操作，教师要根据实验教学内容和学生的发展水平结合虚拟实验设计出不同的课型，以培养学生的化学核心素养。
参考文献：
[1]周晓敏,陈燕.中学化学教师对虚拟仿真实验室的认可度与应用意愿度调查[J].化学教育(中英文),2020(21).
[2]王金宝,姜大雨.NOBOOK虚拟实验室在高中化学实验教学中的应用[J].中国教育技术装备,2020(13).
