基于java3D虚拟化学实验系统的构建——以钠溶于水反应现象为例

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基于学科核心素养的“钠与水反应的微型化实验改进”

基于学科核心素养的“钠与水反应的微型化实验改进”吴宁宁（合肥市第六中学安徽合肥230001）摘要:钠与水反应实验是高中化学的重点。

对此,现行人教版化学教材必修一第三章第1节提供的实验方案是:在烧杯中加入适量蒸馅水,再滴加几滴酚駄试液，向其中投入绿豆大小的钠，观察实验现象。

方案虽然简单,但钠与水反应剧烈，且反应快而不易控制，比较危险，浪费试剂。

此外，这种方案仅能验证其中一种产物，对另一种产物——氢气没有设计收集和检验步骤，仅是通过推理得出，教师不易解释清楚，学生也难以理解。

因此，我们对之进行了改进。

关键词：高中化学钠与水反应微型化实验新课改提倡的学习观，要求从重结果转向重过程，从重知识转向重能力。

尤其是信息爆炸的当代社会,对人的能力的要求更高,对于未入社会的学生而言，其主要是通过各科学习来获得能力。

对于学校教育教学应该培养学生哪些能力，目前提倡培养学生的核心素养。

不同的学科有不同的知识传授任务和核心素养培养任务，具体到化学学科,体现在以下五个维度:宏观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想，证据推理与模型认知,科学探究与创新意识,科学精神与社会责任。

本文主要在此背景下，以钠与水反应的实验改进为载体,探究培养学生的化学学科核心素养的有效方法。

为了弥补人教版高中化学必修一教材中提供的钠与水反应的实验方案的不足,笔者对此实验进行了改进,以期取得更好的教学效果，同时将学科核心素养贯穿其中。

—、实验原理点燃2Na+H2。

^^2NaOH+巴t2H2+O22H2O二、实验改进方案1.实验改进方案一⑴仪器小试管（两支），双孔橡皮塞，注射器一支及输液管一根，蒸发皿，火柴，水槽，铁架台（带铁夹）。

（2）试剂蒸憎水、金属钠、酚猷试液、肥皂液。

（3）实验装置（4）实验步骤及现象①用银子在一支干燥的小试管内壁附上三小块金属钠（总体积不超过绿豆大小），三小块钠依次固定在试管内壁不同高度处，最下面的一块钠到试管底部一定要留有一段距离。

在中学化学教学中实验教学法的应用——以《钠和水的反应》为例

在中学化学教学中实验教学法的应用——以《钠和水的反应》为例摘要：中学化学知识多数是抽象而晦涩的，如果直接按照教材讲解，将难以让学生较好地理解知识，而化学是一门以实验为基础的学科，将实验和教学结合在一起，进而形成一种极具特色的教学方法——实验教学法，实验教学法是一种在化学教学中有着重要影响力的优秀教学方法，我们通过化学实验的教学，就可以使学生获得更生动的认知，从而能够更好地理解相关化学知识。

运用化学实验教学法，并伴以一系列其他有效的方法和手段，学生可以更好的学习化学知识。

本文拟以《钠和水的反应》一课为例，提出实验教学法在中学化学课堂教学的简单运用，以期提高中学化学教学的质量和提高学生的综合能力。

关键词：实验教学法；中学化学教学；应用The application of Experiment Teaching Method in Middle School Chemistry Teaching with the Lesson Reaction of sodium withwaterAbstract: Most of chemistry knowledge in middle school is abstract and obscure, i f we are direct in accordance with the teaching materials to explain, it will be difficult for students to better understand the knowledge. However, Chemistry is a subject based on experiment, c ombine the experiment with teaching, and then form a unique teaching method —Experiment Teaching Method.. Experimental Teaching Method is an excellent teaching method with important influence in Chemistry Teaching. Students can acquire vivid perceptual knowledge through chemical experiment teaching, so as to better understand and consolidate chemical knowledge. Using chemical experiment teaching method, with a series of other effective methods and means, Students can learn chemistry better. This paper will take the lesson "reaction of sodium and water" as an example,and put forward the simple application of experimental teaching method in middle school chemistry classroom teaching, In order to improve the quality of middle school chemistry teaching and improve the comprehensive ability of students.Key words: Experimental Teaching Method; Chemistry Secondary School Teaching; Application目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)2实验教学法简介 (1)2.1实验教学法的概念 (1)2.2实验教学法的特点 (1)2.3实验教学法的过程 (2)2.3.1预设方案 (2)2.3.2实际操作 (3)2.3.3拓展创新 (3)2.3.4交流心得 (4)3运用实验教学法，提升教学质量 (4)3.1教学实录 (5)4 教学反思与评价 (8)4.1教学效果评价 (8)4.2课后反思评价 (9)5结论 (9)参考文献 (11)致谢 (12)1 绪论化学，一直以来都是一门以实验为基础，从而进一步进行研究的自然科学，在化学的发展历史进程中，化学实验起到了及其重要的作用。

物理化学实验3D虚拟教学系统开发

物理化学实验3D虚拟教学系统开发1. 引言1.1 背景介绍物理化学实验一直是大学生学习物理化学课程中的重要环节，通过实际操作来巩固理论知识并培养实验技能。

传统的物理化学实验教学存在一些问题，如实验设备成本高、操作风险大以及实验过程受限于时间和空间等方面的限制。

为了解决这些问题，近年来虚拟化技术在物理化学实验教学中得到了广泛的应用。

通过虚拟实验，学生可以在计算机上进行模拟实验操作，无需物理实验室的实际设备，降低了实验成本和风险。

虚拟实验也能够扩大实验内容和范围，使学生能够进行更多样化的实验操作和探究。

开发一个具有良好效果的物理化学实验3D虚拟教学系统具有重要的意义和价值。

本研究旨在借助虚拟化技术，设计并开发一款物理化学实验3D虚拟教学系统，旨在提高学生对物理化学实验的兴趣和实验技能，促进实验教学的效果和质量。

通过系统的功能模块分析和实现技术的选择，将为物理化学教学带来全新的体验和可能性。

1.2 研究意义物理化学实验是化学专业学生学习的重要课程之一，通过实验可以巩固理论知识、培养实验技能，提高学生对物理化学理论的理解和实践能力。

由于实验条件、设备、安全等因素的限制，传统的物理化学实验教学存在一些问题，如实验资源不足、实验操作复杂、实验安全难以保障等。

开发物理化学实验3D虚拟教学系统具有重要的研究意义。

通过虚拟化技术，可以将实验室中的实际操作转化为虚拟环境中的操作，避免实验设备和实验条件的限制，使学生能够随时随地进行实验练习，提高实验的灵活性和实时性。

虚拟化技术可以将复杂的实验过程简化和可视化，帮助学生更直观地理解物理化学实验原理和实验操作步骤，降低实验操作的难度，提高学习效率。

通过物理化学实验3D虚拟教学系统的开发，可以借助互联网和计算机技术，实现教学资源的共享和教学效果的评估，提升实验教学的质量和效果。

研究开发物理化学实验3D虚拟教学系统具有重要的理论和实际意义。

1.3 研究目的研究目的是为了探讨如何利用虚拟化技术来提高物理化学实验教学的效果和质量。

基于情境的深度探究教学——以《钠》为例

基于情境的深度探究教学——以《钠》为例摘要：从碱金属热消融法治疗肿瘤原理入手，设计四个学习任务。

分别是介绍碱金属热消融法治疗肿瘤法，宏观辨识钠单质+了解碱金属热消融法治疗肿瘤原理，理解钠与水的反应+碱金属的保存入手，理解钠与氧气等的反应+典型金属单质性质学习模型及碱金属热消融法治疗肿瘤法应用前景。

关键词：情境深度探究学习任务1：真实情境宏观辨识（介绍碱金属热消融法治疗肿瘤法，宏观辨识钠单质）【情景一】碱金属热消融法治疗肿瘤原理将微量碱金属如钠、钾或其合金通过注射进入人体肿瘤组织。

随后，碱金属会与体内的水产生强烈的放热化学反应，从而达到极为高效的热消融目的。

而且，处于室温下的碱金属通过注射针推入组织之前，并不产生任何热量，也不与组织接触，因而不会对周围正常组织造成热损伤。

教师设问：“请同学们阅读相关资料，提炼出碱金属热消融法治疗肿瘤法的核心是什么？”学生活动：碱金属会与体内的水产生强烈的放热化学反应，从而达到极为高效的热消融目的。

教师设问：由此可见，钠、钾等碱金属可以和水发生化学反应。

接下来，我们就先来认识一下碱金属的代表物质——钠。

学习一种物质的物理性质，我们通常从哪些角度入手呢？学生活动：颜色、气味、状态、溶解度、密度等等。

教师演示：用镊子取出一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端外皮，请同学们仔细观察金属钠，提炼出相应的物理性质。

学生活动：金属钠有银白色金属光泽，质地软，密度比煤油大。

目的：激发学习兴趣，感受化学在生活中价值，发展学生认知物质一般思路，评价学生的“宏观辨识”素养发展水平学习任务2：微观探析突破重点（了解碱金属热消融法治疗肿瘤原理，理解钠与水的反应）教师设问：碱金属热消融法治疗肿瘤原理中，可以知道金属钠能与水发生反应。

请从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物？学生活动：①金属和水发生置换反应，②可能有H2生成。

教师活动：请同学们仔细阅读实验注意事项，完成金属钠与水的实验。

虚拟现实仿真技术与初中化学课堂教学整合案例

虚拟现实仿真技术与初中化学课堂教学整合案例虚拟现实仿真技术与初中化学课堂教学整合的应用。

随着科学技术在教育行业的应用，国内外有很多学校都将虚拟现实仿真技术引进课堂[6]。

虚拟现实仿真技术技术不仅能够让学生参与探索、构建和操纵虚拟对象，还能远程学习国内外众多学校和专家教育学者的远程精品课程[7]。

如笔者所在的学校莲花好地中学（以下简称“我校”）就在化学课程教学过程中，针对初中化学课程的“物质成分”和实验操作部分，开发了一套基于虚拟现实仿真技术的现实学习工具。

首先，学校购买了HTCVive-wifi型一体虚拟现实仿真技术设备，通过Java编程和使用的第三方软件，包括NyARToolkit、Java3D和JMF（JavaMediaFramework）对虚拟现实仿真技术设备进行了优化。

其次，学校构建了现阶段初中化学课程的数据库，通过在我校基础实验室利用计算机和摄像机在视野内进行场景的标记，在计算机屏幕上同时显示其捕获的场景和由标记表示的相应虚拟对象，将部分具有危险性的化学实验记录下来，通过Java编程与虚拟现实仿真技术连接，程序会检测并记录每个标记在摄像机视图中的位置，因为当标记位于不同位置时，应用程序将触发不同的动画，从而完成数据库的内容；数据库的内容则获取了互联网上国内外众多学校的可共享精品课程、学习资料及各种科研实验。

在实际应用中学生可以通过鼠标移动标记与插入的虚拟对象进行互动，还可以利用虚拟现实仿真技术的重力感应对视觉内的场景进行360度观察，也就是说，用户和计算机之间的互动都是通过学生的动作来进行的。

每个学生使用的虚拟现实仿真技术设备通过WiFi与处理终端进行数据传输，因此每个设备都会相互独立地根据学生的状态为学生提供一个连续的界面，学生可以通过鼠标和重力感应对虚拟现实仿真技术中的视觉图像进行控制并互动，以获得自然的虚拟与现实的互动体验。

虚拟现实仿真技术仿真技术在化学微观世界理论教学中的应用。

基于虚拟现实技术的化学实验模拟系统设计

基于虚拟现实技术的化学实验模拟系统设计随着科技的不断进步，虚拟现实技术逐渐渗透到各个领域，并为人们的生活带来了很多便利和创新。

在教育领域，虚拟现实技术也被广泛应用，特别是在化学实验教学中。

本文将探讨基于虚拟现实技术的化学实验模拟系统的设计，并介绍其对化学教学的价值和影响。

首先，我们需要了解虚拟现实技术是什么。

虚拟现实技术是一种模拟或增强真实世界的技术，通过计算机生成的视觉和听觉效果，使用户感觉自己置身于一个虚拟的环境中。

在化学实验模拟系统中，利用虚拟现实技术，可以模拟真实的化学实验过程，并提供给学生一个互动式的学习环境。

化学实验模拟系统设计的目标是为学生提供一个安全、真实的实验环境，让他们可以在虚拟现实的世界中进行各种化学实验，从而加深对化学原理的理解和掌握。

为了实现这一目标，该系统应具备以下几个关键功能。

首先，实验环境的真实性是关键。

化学实验模拟系统设计应确保虚拟实验室的布局、仪器设备的形象等与真实实验室保持一致。

通过精细的设计和模型制作，使得学生在虚拟实验室中有一种身临其境的感觉，提高学习的参与度和兴趣。

其次，系统应提供全方位的互动性。

学生应能够像在真实实验室中一样，自由操作仪器设备、调整实验条件和参数。

系统应支持学生的各种操作，并及时给予反馈，帮助他们纠正和改进实验方法。

例如，在进行酸碱滴定实验时，学生应能够自由控制滴定管的倾倒，添加适量的试剂，直观地观察到溶液颜色的变化，并得出正确的结果。

此外，系统应具备多样化的实验场景和实验内容。

化学实验的种类繁多，每个实验都有其特定的目的和方法。

化学实验模拟系统设计应包括常见的实验，如酸碱滴定、氧化还原反应、溶液的质量浓度计算等，并根据学生的年级和能力，提供相应的难度和挑战。

同时，还可以提供实验的案例分析和实际应用，扩展学生的应用能力和实验设计思维。

此外，在化学实验模拟系统的设计中还应注意以下几个方面。

首先，系统的图形界面应设计简洁、直观，减少学生在操作上的困扰，便于学生迅速上手。

钠与水反应说课稿

钠与水反应说课稿一、引入大家好，今天我给大家带来的是一堂关于钠与水反应的化学实验课。

钠与水反应是我们学习化学中非常经典的实验之一，通过这个实验，我们可以深入了解金属与非金属的反应特点，以及了解化学反应中的一些基本原理。

接下来，我将带领大家一起进行这个实验，让我们一起来探索钠与水反应的奥秘。

二、实验目的通过观察钠与水反应的现象和结果，了解金属与非金属的反应特点，以及探索钠与水反应中的一些基本原理。

三、实验器材和试剂1. 实验器材：玻璃烧杯、试管、点燃器、镊子等。

2. 实验试剂：钠片、蒸馏水。

四、实验步骤1. 实验前准备：a. 将玻璃烧杯清洗干净，确保干燥。

b. 准备好试管，并用镊子夹住一片钠片。

2. 实验操作：a. 将一片钠片放入试管中，然后将试管倾斜放入玻璃烧杯中。

b. 慢慢向试管中滴加蒸馏水，注意观察试管中的变化。

3. 实验观察：a. 钠片与水接触后，会迅速产生气泡，并伴随着剧烈的气体释放。

b. 钠片完全消失后，试管中会产生白色的沉淀物。

4. 实验结果：a. 钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。

b. 反应方程式：2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2。

五、实验原理钠与水反应是一种典型的金属与非金属的反应。

钠是一种活泼的金属，而水是一种非金属氧化剂。

在反应过程中，钠与水发生氧化还原反应，钠被氧化为氢氧化钠，同时水被还原为氢气。

反应方程式如上所示。

六、实验讨论1. 钠与水反应的剧烈性质是由于钠的活泼性造成的。

钠与水反应时，钠表面的氧化钠膜会被水分解，钠与水中的氢离子发生置换反应，生成氢气和氢氧化钠。

2. 钠与水反应是放热反应，反应过程中会产生大量的热能，导致反应剧烈进行。

3. 反应生成的氢气可以通过点燃来观察，氢气燃烧时会发出明亮的火焰。

七、实验应用1. 钠与水反应的产生的氢气可以作为氢气的制备方法之一。

2. 钠与水反应也可以用于制备氢氧化钠，氢氧化钠在工业上有着广泛的应用。

八、实验安全注意事项1. 实验过程中要佩戴安全眼镜和实验室外套，确保实验安全。

基于“互联网+”初中化学VR仿真实验

基于“互联网+”初中化学VR仿真实验摘要：本文提出的初中化学VR仿真实验以“互联网+”技术为基础，采用虚拟现实技术将传统环境繁琐、实验成本过高、实验危险系数大等问题的初中化学实验课换到虚拟空间完成，降低实验成本，实现化学实验零风险。

当学生进入VR实验模式，仿真模型根据实验课手册预制信息布置课程内容、提示实验步骤、检验实验结果等。

同时，模型会将实验过程以360度3D全景模式展现给学生，让学生对整个实验了如指掌。

关键词：互联网+；初中化学；虚拟现实；0 引言随着计算机技术与网络技术的快速发展，人类已经进入了全新的技术型时代。

目前，不论是在产业领域，还是在教育领域，抑或是研究领域，“虚拟现实(VirtuaReality，简称VR)”当之无愧成为当下的热点，而2016年也被称为“虚拟现实元年”[1]。

虚拟现实技术已经成为当今社会最有前景、具有最佳沉浸式人机交互体验的新技术。

为了适应社会经济与产业发展需求，配合虚拟现实技术的专业课程改革，更好地开展虚拟现实技术与技能的教学，将化学实验课与VR技术相融合可以充分体现这项技术的优越性。

1 互联网+与VR技术“互联网+”的出现使得现代信息技术飞速发展，导致世界发生巨大变化。

它以其灵活性、方便性和有效性改变了人们的生活、工作和交往方式，影响着教育的质量。

在初中教学领域，数字化教学改革联合现代信息化技术正受到越来越多的关注。

信息技术与课程整合是信息时代的主导学习方式，信息技术与中小学课程整合是促进中学教育由传统教学向现代教学转变的重要途径[2]。

由 VR 技术体验到的一切都是虚拟的,都是数字化技术营造的假象。

VR 系统创建了360度3D全景仿真环境，系统中的全部环境与物品都是系统根据数据模型加载出来的，虚拟环境在社会中的作用越来越大，特别是在大流行和不断发展的元宇宙技术的背景下，需要更深入地研究人们利用虚拟现实娱乐、工作或学习的状态。

尽管在虚拟现实条件下，对各种模式所呈现许多状态与实际情况有少许差异。

基于传感器技术的化学教学设计——以钠和水的反应为例

教学信息基于传感器技术的化学教学设计——以钠和水的反应为例■吴琳洁　（西安市经开一中　陕西　西安　710000）【中图分类号】G623.21 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）19-0259-01钠与水的反应是人教版必修1第三章第一节的教学内容，作为碱金属元素的代表，钠的性质在教材和教学中的地位一直不变。

而钠与水的反应作为验证金属钠性质的重要实验，是本节的重点，也是难点，重点的突出和难点的突破，就是通过钠与水的反应实验来实现的。

为了符合教学的需要，钠与水反应的改进和完善实验层出不穷，基本围绕金属钠的用量、气体的检验、实验操作的安全性、实验效果的直观性、实验装置的简便性等方面，均缺乏有力的数据支撑。

新课标提出核心素养，强调必须把培养学生的创新意识和探究能力作为核心素养，其中明确指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。

”因此我尝试围绕气体的检验、并借助于传感器技术对钠与水的实验教学设计做相应的改进。

一、教材分析初中化学介绍的金属主要是钠、铝、铁，以物理性质为为主，化学性质只提到金属铁与氧气的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步掌握金属与盐、酸的反应规律。

本节“金属的化学性质”是在初中介绍的金属材料的基础上，进一步加深和提高。

其中活泼金属最具代表性的是钠，而钠与水的反应是钠的重要性质之一。

通过钠与水的反应的学习，可以对上一章所学氧化还原反应和离子反应的知识加以巩固、应用，同时对后续其他金属化学性质的学习有指导意义。

钠与水的反应，是通过实验来认识的，现象比较多，为了更好的观察实验，教材设计了观察提示，引导学生得出钠的密度、熔点、反应产物与热效应等相关结论，可以更好的培养学生的观察与分析能力。

优化实验现象，对钠与水的反应实验进行改进，有利于提高学生科学创新能力，培养化学核心素养。

基于虚拟现实技术的虚拟化学实验设计

基于虚拟现实技术的虚拟化学实验设计虚拟化学实验是一种基于虚拟现实技术的创新实践方法，它利用计算机生成的三维环境和模拟器来模拟真实的化学实验过程，使学生能够在虚拟环境中进行实验操作和观察，从而提高学生的实验技巧和理解能力。

这种基于虚拟现实技术的虚拟化学实验设计越来越受到教育界和学生的青睐，具有以下几个方面的优势。

首先，虚拟化学实验设计能够提供安全的实验环境。

在传统的化学实验中，存在实验操作复杂、危险性大、易产生化学品泄漏等安全隐患的问题。

而通过虚拟化学实验设计，学生可以在没有任何风险的情况下进行实验操作，不仅能够学习化学实验技能，还能够培养对实验安全的意识和规范操作的能力。

其次，虚拟化学实验设计能够提供多样化的实验场景和可变参数。

实验操作中的环境、设备和试剂可以根据不同的实验目的进行个性化设置和调整。

学生可以在不同的实验场景中进行操作，比如可以在虚拟实验室、工业厂房、天然资源场地等进行实验，以满足不同层次学生的需求和兴趣，提高学生的实验参与度和积极性。

第三，虚拟化学实验设计能够提供即时的反馈和实验数据分析。

在传统的化学实验中，学生往往需要等待一段时间才能看到实验结果，而在虚拟化学实验中，实验数据和结果能够实时呈现在学生面前，学生可以根据实验数据进行实验结果的分析和解释，加深对化学实验原理的理解，培养学生的实验设计与数据分析能力。

第四，虚拟化学实验设计能够提供多样化的实验项目和情境。

学生可以通过虚拟化学实验设计进行不同级别和难度的实验项目，从基础实验到高级实验，逐渐提高学生的实验操作技能和实验设计能力。

同时，虚拟化学实验设计还能够提供多种实验情境，如酸碱中和、氧化还原、配位化学等，使学生能够在模拟真实情境中进行实验操作，增强学生的探究和应用能力。

最后，虚拟化学实验设计能够提供自主学习和合作学习的机会。

通过虚拟化学实验设计，学生可以根据自己的学习进度和需求进行实验操作，实现个性化学习。

同时，学生还可以通过虚拟实验室平台与其他学生进行合作学习，共同完成实验项目并进行实验结果的交流和讨论，培养学生的团队合作和沟通能力。

数字化学实验模拟：通过虚拟实验掌握化学知识

数字化学实验模拟：通过虚拟实验掌握化学知识引言化学实验是学习化学的重要环节之一，既能帮助学生巩固理论知识，又能锻炼实践操作能力。

然而，传统的化学实验存在一些问题，比如成本高、危险性大、实施受限等。

而随着现代科技的发展，数字化学实验模拟应运而生，通过虚拟实验模拟，学生可以在没有实际实验器材和化学品的情况下进行实验操作，从而更好地掌握化学知识。

实验模拟的基本原理数字化学实验模拟实际上是通过计算机技术和虚拟现实技术，在电子设备上模拟实验操作和实验结果的过程。

它基于化学基础知识、物质性质数据和反应机理等信息，通过模拟实验操作产生相应的化学反应过程和结果。

通过虚拟实验模拟，学生可以观察和探索实验现象，分析实验数据，进而理解化学原理和规律。

虚拟实验的优势1. 降低成本和提高安全性传统实验所需的实验设备、试剂和耗材等成本较高，并且某些实验操作存在一定的安全风险。

而虚拟实验模拟则大大降低了这些成本和风险。

学生可以在电脑上进行实验操作，不需要购买实验器材和化学品，同时也避免了实验操作中可能出现的事故和危险。

2. 提供反复实验的机会传统实验通常需要在有限的实验室时间内完成，且操作步骤繁琐，学生可能难以重复实验或观察实验现象。

而虚拟实验模拟可以随时进行，学生可以根据需要反复进行实验操作，观察实验现象和调整实验参数，从而更加深入地理解实验原理和影响因素。

3. 提供多样化的实验场景实际实验受到条件和限制，无法模拟特定的环境和场景。

而虚拟实验模拟可以模拟不同的实验环境和条件，从而提供更多样化的实验场景。

学生可以在不同的环境中进行实验操作，观察不同条件下的实验结果，拓宽实验知识的应用范围。

4. 培养实验设计和分析能力虚拟实验模拟可以提供更多的实验设计和数据分析的机会。

学生可以设计自己感兴趣的实验，调整实验参数和条件，观察和记录实验结果。

同时，学生还可以分析实验数据，探索实验规律和结论。

这种实验设计和数据分析的能力培养有助于学生培养科学思维和独立思考能力。

钠与水的反应实验报告

N a与H2O反应的实验报告实验名称：金属钠与水的反应
实验目的：认识金属Na与水的反应
实验原理：钠为金属，能与水反应生成氢氧化钠和氢气
2Na+ 2H2O = 2NaOH + H2↑
实验器材：水槽、镊子、滤纸、玻璃片、小刀、
钠（盛在煤油的试剂瓶中）
实验步骤：
1. 用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠（黄豆粒大
小），剩余的钠放回原试剂瓶。

2. 将切下的钠放入水槽中观察现象
3. 取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞溶液，溶液变红，证明有碱性物质生成。

实验现象：
实验结论：Na能与水剧烈反应，生成碱性物质和氢气
注意事项：
1.为了安全，取用
的钠一定要小，
黄豆粒大小
2.水槽中的水不易
过多，水槽的二分之一即可
3.。

化学学科核心素养理念下“钠与水的反应”教学设计与实施

化学学科核心素养理念下“钠与水的反应”教学设计与实施1. 引言1.1 背景介绍随着化学学科核心素养理念的提出，教育教学工作者对于化学教学的理念和方法也在不断进行优化和改革。

化学教学不再只是传授知识，更应该注重学生的实践操作能力、探究精神和创新能力的培养。

在化学学科的核心素养中，实验教学被看作是非常重要的一部分，因为实验可以让学生更好地理解化学知识，培养学生的动手能力和实验设计能力。

钠与水的反应是化学教学中常见的实验现象，通过这个实验可以让学生了解金属与非金属的反应规律，学习到反应类型的分类以及化学方程式的书写等知识。

通过设计钠与水的反应实验，可以帮助学生建立起扎实的化学基础，激发学生对化学的兴趣，提升学生的实验操作能力和团队合作意识。

本教学设计以化学学科核心素养为指导，旨在通过钠与水的反应实验，促进学生对化学知识的理解和运用，培养学生的实验能力和科学精神，激发学生的学习兴趣和探究欲望。

1.2 研究意义钠与水的反应是化学学科中一个经典的实验内容，通过这个实验可以展示出金属钠与水反应的产物及反应过程。

研究这一实验的意义在于深化学生对化学反应的理解，培养学生的实验操作能力和科学思维能力。

通过这个实验，学生还可以了解金属与非金属的反应特点，拓展他们的化学知识面。

钠与水的反应是一种具有危险性的反应，因为反应会释放出氢气并产生大量热量，容易引起火灾。

因此在实验中要严格控制反应条件，学生需要了解如何正确地操作实验装置，保证实验过程的安全性。

这有助于培养学生的实验守则意识和安全意识，提高他们的实验技能和实验室素养。

通过钠与水的反应实验，可以引导学生理解化学方程式和反应机理，帮助他们建立化学的概念框架，促进他们对化学学科的深入学习。

钠与水的反应实验不仅能够增加学生的实验经验，还能够拓展他们的化学知识，提高他们的核心素养水平。

2. 正文2.1 教学目标设定1. 知识目标：让学生了解钠与水反应的化学方程式和反应机理，掌握钠与水反应的基本原理和特点。

基于unity 3d的化学虚拟实验系统设计与实现

实验技术与管理第37卷第2期 2020年2月Experimental Technology and Management Vol.37 No.2 Feb. 2020ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2020.02.007基于Unity 3D 的化学虚拟实验系统设计与实现熊巍1,2，何蔚珊1（1. 华南理工大学设计学院，广东广州 510000；2. 广州美术学院广东省工业设计创意与应用研究重点实验室，广东广州 510220）摘要：利用虚拟现实技术对化学实验环境进行模拟，实验者可以在虚拟实验室中开展实验活动。

以C#为脚本语言，提出基于Unity 3D 与二维图形设计软件的化学虚拟实验系统方案。

结合人机交互设计理论对实验系统展开人机交互界面设计，并通过Unity 3D 开发引擎开发出可在Windows 与Android 环境下使用的应用程序。

学生可在桌面端与手机端通过该系统方便地进行化学实验操作，从而达到辅助实验教学的目的。

关键词：化学实验；虚拟实验系统；Unity 3D中图分类号：G482; X913.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)02-0028-04Design and development of chemical virtual experimentsystem based on Unity 3DXIONG Wei 1,2, HE Weishan 1(1. School of Design, South China University of Technology, Guangzhou 510000, China;2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Innovation and Applied Research on Industry Design, Guangzhou Academy of Fine Arts, Guangzhou 510220, China)Abstract: By using virtual reality technology to simulate chemical experiment environment, the experimenters can carry out experimental activities in a virtual laboratory. Based on C# as the script language, a chemical virtual experiment system based on Unity 3D and 2D graphic design software is proposed. In combination with the theory of human-computer interaction design, the human-computer interaction interface of the experimental system is designed, and the application program that can be used in windows and Android environment is developed by Unity 3D development engine. Through this system, students can easily carry out the chemical experiment on the desktop and mobile phone so as to achieve the goal of auxiliary experimental teaching. Key words: chemical experiment; virtual experiment system; Unity 3D实验在化学学习中占有重要地位，学习者通过实验获取实际操作经验，并通过实验验证已有结论或是对假说进行探索研究[1]。

Vuforia在中学化学仿真实验系统中的运用

36软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（202010694030）。

1 引言增强现实（AR ），是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。

随着计算机技术发展，大量的AR SDK 相继问世。

其中Apple 公司的ARKit 、Google 公司的ARCore 和美国参数技术公司的Vuforia 等都得到了国内外开发者的普遍认可，并赢得了大量用户[1]。

中学化学是一门极其重视实验教学的基础学科。

学生通过动手实践，反复观察实验现象，从而更加深刻的理解化学实验原理。

然而，受限于课时等诸多缘由，大部分中学化学教师对于化学实验演示部分仅仅是一带而过，重视不足[2]。

利用增强现实技术，可以将实验仪器和药品在真实的环境中再现，用户将得以自由地观察各类药品间的反应，更好地掌握化学知识。

2 化学仿真实验系统设计Vuforia 与Unity3D 结合，可以很好的实现AR 交互功能，跨平台能力强。

本文选用Vuforia 实现了核心AR 功能。

2.1 仪器展示模块首先在Vuforia 官网为项目注册一个Key ，并将选定的识别图上传，在线创建识别图数据库并下载待用。

将Vuforia 插件包和识别图数据库导入Unity3D 的Assets 目录下，将Prefabs 文件夹下的AR Camera 和Image Target 拖入场景。

把要显示的仪器三维模型放到Image Target 下，作为其子物体。

将之前注册的Key 填入App License Key 用来激活AR Camera 。

在脚本Image Target Behaviour 中设置好AR 识别图类型、识别图数据库、识别图名称、识别图宽高等信息。

到此，仪器展示模块基本设置完成。

论证模型在“钠与水反应”教学中的实践研究

证蠛型在“钠与汛反应”教学中的实践HU突实验教学f e e____________________:年» [雜教学参考]^V*-^Z HONC ；\l !E H U A XU E .IIA O X I'E CA.NKAOJ刘鹏辉(北京师范大学第二附属中学北京100088)文章编号：1002-2201 (2020) 11中图分类号：G 632.4高中化学是在初中化学基础之上，继续深人研究自然现象和规律的过程，因此很多知识都可以通过直观情境和实验来进行论证。

实际教学中，教师受应试教育观影响，大多数时候都是直接将知识灌输在课堂上，学生跟着教师的步伐去记忆和理解，但是缺少自主分析情境和构建模型论证的过程，不利于发展学生的科学思维。

笔者以“钠与水反应”为例,探索论证模型在高中化学教学中的实践研究。

一、论证模型概念自新课标颁布以来，高中化学教学开始围绕核心素养目标展开，其中“论证模型”的建立与应用是高中化学学科核心素养教学的重要内容，主要是引导学生通过直观的、现实的化学情境来初步构建化学理论，并通过真实体验的化学实验来论证理论，是学生自主自觉对知识进行论证的过程。

注重论证模型素养的培养，有助于培养学生现象分析能力、实验探究能力，在为科学知识寻找证据的过程中，加深对知识的记忆。

二、论证模型在高中化学教学中的实践研究思路本节课通过学习钠与水的反应需要学生掌握钠的物理性质，钠与水反应的现象、过程和生成物，以及生成物气体的检验。

本次研究线索分为暗线索和明线索，暗线索是教师利用信息技术创设和钠与水反应相关的趣味情境，让学生初步建构对知识的学习；明线索是教师展开钠与水反应的实验，让学生通过观察和分析来论证知识，明线索还包括，学生辩证性分析教师实验，并对实验进行改进，从而自主开展实验论证知识的过程，该过程最为关键，是培养学生论证模型素养的核心过程。

三、论证模型在“钠与水反应”教学中的实践研究1.信息化情境构建知识结构教师展示“滴水生火”魔术，在一个酒精灯的灯芯上放置一小块银白色固体，随后用胶头滴管将一滴水滴在上面，不一会儿灯芯冒起了白烟，很快灯芯被点燃。

基于Unity3D的初中化学虚拟实验教学资源设计与应用研究

优势
Unity3D在教育领域的应用具有开发效率高、交互性强、沉浸感好等优点，可以有效地提高学生的学习兴趣和效果。
基于Unity3D的虚拟实验教学资源设计方法
测试与优化
完成设计后需要进行测试和优化，以确保虚拟实验教学资源的稳定性和可靠性，同时可以根据测试结果进行优化和改进。
需求分析
在设计虚拟实验教学资源之前，需要对学生的学习需求和实验内容进行分析，确定设计目标和内容。
他学科领域，例如物理、生物等，以满足不同学科的教学需求。 • 结合人工智能技术：未来的虚拟实验教学资源可能会结合人工智能技术，例如智能语音识别、智能推荐学
习内容等，以提供更加个性化、精准的教学服务。 • 展望 • 完善现有技术：现有的基于Unity3D的虚拟实验教学资源还存在一些问题，例如技术门槛高、缺乏真实实验
01
02
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提高实验教学质量
虚拟实验教学资源的引入，可以克服传统实验教学的诸多限制，提高实验教学质量和效果。
增强学生学习兴趣
虚拟实验教学资源具有生动、形象、交互性特点，能够增强学生的学习兴趣和参与度。
提升学生实践能力
通过虚拟实验教学资源的实践操作，可以提升学生的实践能力，培养创新意识和科学素养。
基于unity3d的初中化学虚拟实验教学资源设计与应用研究
2023-10-27
目录
• 绪论 • 基于Unity3D的虚拟实验教学资源设计 • 基于Unity3D的虚拟实验教学资源应用研究 • 基于Unity3D的虚拟实验教学资源设计与应
用总结与展望 • 参考文献
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绪论
研究背景与意义
科技的发展和教育的需求
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基于Unity3D的虚拟实验教学资源设计

基于人工智能的化学教学设计_以Na的性质为例

2009年第3期(下半月)软件导刊·教育技术基于人工智能的化学教学设计———以Na 的性质为例黄翦（广西师范大学教育科学学院，广西桂林541004）摘要：人工智能模拟、延伸了人类的思维，它与化学学科的整合，也显示出强大的优势，能够实现更人性化的网络教育。

对探求在信息化社会如何去解决教育教学中的新问题，寻求教育教学的新模式、新方法，扩大教学规模，开展现代化教育，进行教育改革等都具有重要意义。

采用程序设计和课件设计的思想探索人工智能课件的制作方法，探讨解决问题过程中出现的难题。

关键词：人工智能；化学教学；课程整合中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2009）03－0031－03收稿日期:2008－11－20作者简介:黄翦（1982－），男，广西玉林人，广西师范大学教育科学学院2008级硕士研究生，研究方向为计算机应用。

1对智能化教学的理解从与智能有关的定义来看，智能都与智力和智慧有关，智力是指人认识、理解客观事物并运用知识、经验等解决问题的能力，包括记忆、观察、想象、思考、判断等（现代汉语词典2002年增补版），而智慧是指辨析判断、发明创造的能力（现代汉语常用词用法词典）。

这些概念的主体都是指人，它们都否定了除人以外的事物所具有的智慧和智力，因此严格地说机器和软件是没有智能可言的。

然而如果人类能够用机器和软件来模仿人的思维、推理与结构，使机器和软件变得更聪明、更人性化，也使问题变得更容易解决，那么这就是人工智能（ArtificialIntelligence ）的初衷。

它的本质是研究、开发人类的思维和行为，以此模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术以及应用系统的一门新兴的技术学科。

它的研究方向是如何用计算机模拟、延伸、扩展人的智慧和能力。

智能化教学，参照人工智能的定义来理解，就是指以计算机为基础，对教育教学的过程进行研究、开发，用机器和软件来模拟、延伸和扩展人类的教育教学行为，以便于学习或教学，以提高绩效为根本目的，是符合职业道德规范的理论、方法和技术的总称。