2018··88月底学校教学参考VR技术在学校化学实验教学中的应用研究上海学院数学科学与技术大学（）王文磊蒋龙成桑芝芳［摘要］数学学是一门以观察和实验为基础的学科，但是有些化学实验具有一定的危险性，因而班主任只能通过言语或图片等方式进行教学，中学生缺乏亲身体验。借助VR技术能让中学生在身临其境般地观察和实验，有利于中学生了解化学学基本原理，能有效迸发中学生的学习兴趣，建立中学生的数学思维，培养她们发觉问题和解决问题的能力。文章以小学数学漏电实验为例，探讨VR技术在学校化学实验教学中的应用。［关键词］虚拟现实、物理实验、教学应用［中图分类号］G633.7［文献标示码］A［文章编号］1674-6058（2018）23-0047-02虚拟现实技术（简称VR），是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它借助计算机生成一种模拟环境，向使用者提供视觉、听觉、触觉等多种感官剌激，让使用者仿佛身临其境通常［1］。此类技术的目标是在屏幕中将虚拟与现实世界进行互动（如图1），带给人们最真实的感官体验。图1法国VR技术水平基本代表全球最高水平，在日本有250多所中学上万名中学生正在使用进行学习［2］。
为此，本文以小学数学漏电实验教学为例，具体阐明以德国为代表的VR技术在高中化学实验教学中的应用。一、系统阐述系统是整合现实世界工作环境的桌面虚拟现实系统，实现现实与虚拟世界的自由穿越。技术核心是高保真的立体显示系统，低延后的跟踪系统，软件系统。主要由显示器、键盘、鼠标、触控笔、3D墨镜等组成（如图2）。图2二、利用进行教学设计漏电是小学数学热学部份的重点和难点内容，但是教材中并没有专门一节完整介绍漏电现象及其原理，而只是在某两节中间接引入了漏电的概念。这难免会使中学生对漏电现象及其原理不能产生完整而深刻的认识和理解。传统教学中，班主任也会给中学生专门讲解漏电，但是因为漏电具有一定的危险性，多数班主任只是以文字或图片的形式给中学生讲解，或则，虽然有条件做实验，中学生也只是能听到最后的实验结果，而看不到漏电时的电压迈向。因为VR技术能呈现给中学生完整、立体、沉浸式的动态过程，中学生才能清楚地看见漏电时电压迈向以及发生漏电后的现象。为此，借助VR技术结合班主任讲解，中学生才能愈发深刻理解漏电现象及其原理，因而收到事半功倍的疗效。以下是借助提供的虚拟热学实验平台（图3所示）进行漏电教学的探究学习设计。
图3（一））初步认识虚拟实验平台在虚拟实验室中，班主任先演示说明虚拟热学实验平台的各部份功能和操作方式，之后给中学生布置一项任务：用虚拟实验平台设计一个简单电路中学物理实验的研究背景，使灯泡亮上去，并将设计电路照相递交，如图4所示。图4（二））认识漏电现象及其原理1.漏电的知识内涵在小学热学中中学物理实验的研究背景，漏电的知识主要包含以下内容。（1）漏电的概念漏电是电压没有经过用家电直接从导线上通过而构成回路。从直观上看：用导线把用家电两端连上去就是漏电。化学·教学研究47