【《虚拟仿真技术在化学教学中的应用研究文献综述》2200字】

虚拟仿真技术在化学教学中的应用研究文献综述1.1国外相关研究上个世纪50年代，国外就开始研究虚拟现实技术，美国最早开始研究的国家。目前，美国已经在军事、娱乐、教育、航空航天、工业仿真等多个领域应用了虚拟现实技术[]。国外虚拟仿真实验在教育领域的应用也比较广泛，1998年，美国麻省理工学院（MIT）就开发了在线虚拟远程实验室，同期，德国Ruhr大学也建设了网络虚拟实验室，学生可以在实验室内感受三维实验情境视觉效果，并操作完成虚拟实验。[图1-3国外虚拟仿真技术相关文献文献数量发表年度趋势通过查阅文献，虚拟仿真技术在化学教育上的研究比较显著的有：（1）ModelChemlab虚拟实验是一款运行于windowsall及MacOSX的交互式的化学实验模拟软件，拥有良好的UI设计和操作性能，是由加拿大的ModelScienceSoftware公司开发的[配备有多种常用的仪器以及一些常用的化学实验，操作者可以根据自己的想法来设计各种各样的实验，可以满足不同的教学需求。（2）CorelChemlab虚拟实验室是由美国Corel公司针对高水平用户开发的一款三维化学仿真虚拟实验室。它可以模拟实验室环境形象逼真地再现实验过程，有30多实验器具和试剂，既可进行内部预置的实验，也能完成自己设计的实验（但无法保存），而且允许人为错误的发生，还内置了元素周期表、分子浏览器等、式量计算器等，可以进行多项测验练习，内容丰富[（3）CrocodileChemistry是由英国CrocodileClips公司推出的一款仿真实验软件，目的是将信息技术与化学实验结合，模拟化学实验的实际过程。CrocodileChemistry605内置有GettingStarted（新手上路）、ClassifyingMaterials（物质分类）、EquationsandAmounts（方程式和量）、ReactionRates（反应速率）、Energy（能量）、WaterandSolutions（水和溶液）等11栏，总计142个预设实验。上手难度低、操作简单、表现力强，并且具有很高的自由度和很强的代入感[总体而言，发达国家虚拟仿真技术的研究已经相对成熟，虚拟实验的应用领域很广泛，虚拟实验的种类繁多，仿真效果逼真，安全性能好，但是国外虚拟仿真实验的使用对象大多数是高校学生，在基础教育中应用较少。1.2国内相关研究相对来说，我国的研究比西方国家晚一些，但是随着我国计算机技术的飞速发展和国家有关部门对虚拟现实技术发展的高度重视，我国虚拟现实技术的发展也日趋成熟。以“虚拟仿真技术”或含“虚拟仿真实验”为主题，在中国知网中进行检索，截止2020年12月31日，共得到5058篇相关文献，将检索结果进行计量可视化分析，结果如图1-4所示。图1-4国内虚拟仿真技术相关文献文献数量发表年度趋势国内最早研究虚拟现实技术、最具权威的单位是北京航空航天大学的计算机系，他们主要研究物体在虚拟环境中物理特性的表示与处理，并建立虚拟现实研究论坛[]。近年来，国内虚拟现实技术的研究取得了较大的发展，至今，虚拟现实技术已经在各行各业普遍运用。因为虚拟仿真实验将信息技术融入在实验教学中，也是当今教育信息化改革的发展潮流[目前，国内的许多高校、中小学都引入了虚拟实验教学软件，现在比较常见的虚拟实验教学软件有：中科院上海有机化学研究所的虚拟化学实验室Chemlab、南京金华科公司推出的金华科仿真实验室、北京欧贝尔软件公司开发的VR化学实验室、北京乐步教育科技有限公司开发的NB虚拟实验室等，虚拟化学实验软件的研究也推动了我国化学实验教学的发展。1.3NB化学实验研究现状NB虚拟实验是一款专为中学教师打造的教学工具软件，可以使实验课程变得高效，涵盖了小学科学、初高中物理、化学、生物的全部实验。关于NB化学实验的文献较少，主要集中在以下几个方面：NB化学实验在中学化学实验教学中的应用。陈晓甜[]，王军[]将分析了中学化学实验教学的内容，结合（2）用NB化学实验进行微课的设计。康泽伟[]分析了中学教材实验内容后选择适合虚拟实验的实验，借助NB化学实验录制微课并将其应用于学生课外自主学习，（3）将NB化学实验与其他教学模式相结合应用在中学化学实验教学中。雷江蛟[]提出基于NB化学实验进行混合式教学的思路。构建了基于NB化学实验的混合式教学的模型，将传统课堂互联网的优势结合设计各个教学环节的运作流程，最后进行实践研究关于NB化学实验的理论研究较少，但NB虚拟实验在中小学中应用比较广泛，目前，国内20000多所学校都在使用NB虚拟实验，在马来西亚、印度尼西亚等海外国家和地区也颇受欢迎。通过国内外研究的综述发现，近几年“翻转课堂”和“虚拟仿真实验”都是教育领域研究的热点内容，但在CNKI中国期刊数据库中搜