实验操作过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程，可以通过实验探索发掘学生的巨大潜能。同时，实验是理论知识的验证，实验操作不仅增强学生对理论知识的可信度，更重要的是培养学生实事求是、尊重事实的科学探究能力。

在各类学校的教学活动中，实验教学与课堂教学一样，是培养人才的重要环节。传统实验教学效果良莠不齐，如何改进实验教学，提高实验教学的有效性，充分发挥实验培养学生的自主学习能力、实验精神等优势，是我们必须思考的重要问题。

传统实验教学的弊端

我国在传统实验教学中，普遍存在着重理论、轻实操，虽然近年来有所改进和调整，但还是存在着些许问题。

1、演示实验占比过大，教师占主导地位

由于实验条件等因素的限制，传统实验教学中，以教师演示实验及小组实验居多，没有对学生的动手能力、实验技能进行有效的培养。

2、实验效果不易观察，演示效果不好

有些实验的直观性比较差或者实验现象转瞬即逝，演示时有些同学看不清楚或观察不到实验现象。

3、实验趣味性低，教学组织难

有些实验缺少趣味性，学生缺乏对实验探究的热情和对实验原理的深度思考。照本宣科的实验，无法调动课堂氛围，影响教学效率及质量。

4、验证性实验居多，设计性、综合性实验较少

传统课堂实验教学中，多为验证实验，教师按照教材中的实验步骤或提示进行演示，学生按照教师的演示进行操作，学生不必思考和分析，只需按图索骥，使学生缺乏对实验的理性思考。

5、实验复习内容繁多，再现成本高

实验内容繁多，使用传统教学手段进行复习，需要将实验重新展示，再现成本较高，有些实验不便于重新展示，造成实验复习效果不好。

VR虚拟仿真实验应用，提高教学质量

《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》指出“拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式。……对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程，以及有危险性、破坏性和对环境有危害的实验，可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现。”

现代信息技术在实验教学中的应用，使实验教学成本大大降低，尤其是增强现实、虚拟现实技术的应用，使得那些难以实现、难以操作的实验变得可以实现。其不仅仅给学生提供了众多的实验操作课题，还给学生提供了一个近乎真实的实验空间，让学生像在做真实的实验一样，真正达到“听十遍不如动手做一遍”的学习效果。

虚拟仿真实验按照国家课程标准实验要求，将中学难懂的抽象的复杂的实验运用3D建模及虚拟仿真技术营造虚实合一的实验场景，提升学生的观察能力、探究能力、逻辑思维能力及团队合作能力，培养学生实验探索的兴趣。

1、丰富安全的实践探索空间

虚拟仿真实验为师生提供一个虚拟的实践空间，加深对实验安全规范的认识，让学生亲自感受错误操作的危险性，给学生留下深刻的印象，对实验中的安全规范操作引起高度重视，降低化学实验室事故发生的概率。

2、模拟真实实验操作，直观再现实验现象

虚拟仿真实验使复杂的、反应周期过长的、危险系数高的实验能够便捷地展示出来，满足实际课堂教学的需要，丰富了课堂教学形式。同时通过大屏幕展示，可以让教室内的同学们都观察到实验现象，直观明了。

3、趣味化实验操作，提高学生学习兴趣

托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生学习的兴趣。”虚拟仿真实验模拟真实内容，虚拟与真实的魔幻叠加，开放性的实验内容，让学生乐于探索。

4、实验自由性强，用户可随意操作

实验器材无固定操作，甚至教师可以演示错误实验操作会产生什么实验现象。实验器材及实验操作的自由性强，予以学生探索的空间。

5、可反复操作实验，避免资源浪费

虚拟仿真的实验器材不存在消耗问题，避免了实验仪器和药品的浪费，教师及学生可以进行多次实验操作，随时预习、复习、操作实验。

虚拟仿真实验是常规实验的补充、完善和拓展，能够缓解学校场地、经费有限等问题，无论是教师还是学生都可以自由的操作，其发挥的作用与常规实验操作也各不相同。教师可结合教材授课内容需求及两种实验操作教学方式各自的优势，灵活结合，相辅相成，实现实验教学的最优化，改革和创新实验教学方式，提高课堂实验教学有效性。