虚拟现实技术在中学化学探究型实验教学中的应用研究

论文摘要

化学是自然科学的重要组成部分,着重研究物质的组成、结构和性质的关系,以及物质转化的规律和调控手段。化学课程可以帮助学生从化学的视角去认识科学技术和社会生活方面的问题,在基础教育阶段,化学课程的教学呈现出“通过实验学化学”的发展趋势,将实验贯穿整个化学课程实施。目前,中学化学课程中探究型实验占有重要地位,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动,也是构建化学基础知识和提高学生素养的需要。随着信息技术的发展和课程整合成果的不断涌现,将虚拟实验系统引入中学课程教学,成为教育工作者关注的热点。在化学学科教学过程中合理运用虚拟现实技术,将虚拟实验室与化学学科实验课程有机整合,根据虚拟实验室特有的优势,应用虚拟实验室进行探究型实验教学。本文以东北师范大学理想信息技术研究院“理化生虚拟实验室”项目为背景,从一线教师的教学实践经验出发,结合建构主义理论和新课程改革和素质教育理念,将教学设计理论同教师的实践经验相结合,总结出适合于虚拟环境下,中学化学探究型实验的教学模式和教学设计过程;旨在促进学生的自学与互学,突出对学生创新精神和创造性思维的培养,锻炼学生的实践能力,推动教学结构由以教为中心向以学为中心转变;同时选取相应案例实践以上过程,并对虚拟实验的评价进行初步的探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 虚拟实验系统概述
• 1.1 虚拟实验系统研究现状及问题的提出
• 1.2 虚拟现实技术与虚拟实验系统
• 1.3 虚拟现实技术相关概念
• 1.4 虚拟环境中的认知特点
• 1.5 虚拟现实技术在教育中应用优势
• 第二章 虚拟环境下探究型教学的理论基础
• 2.1 建构主义学习理论
• 2.2 信息技术与课程深层次整合理论
• 2.3 “有意义接受”学习理论
• 2.4 素质教育与新课程理念
• 第三章 虚拟现实技术在中学化学实验教学中的应用
• 3.1 中学化学实验的分类
• 3.2 虚拟环境下的教学模式选择
• 3.3 虚拟环境下学与教的教学系统化设计过程
• 第四章 探究型虚拟化学实验平台的系统设计
• 4.1 虚拟实验系统的需求分析
• 4.2 虚拟实验系统的设计原则
• 4.3 系统的功能结构设计
• 4.4 教学模式的选择与教学设计
• 4.5 探究平台的应用
• 第五章 应用案例的分析与评价
• 5.1 基于三维学习目标的评价
• 5.2 实验的评价标准
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究的总结
• 6.2 发展方向及前景
• 致谢
• 附录
• 参考文献