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虛擬實驗室

　　在智慧教室中包含有地理實驗室、虛擬仿真實驗室、互動課堂、異地同步課堂四個不同的教學課堂。　　虛擬仿真實驗室是通過虛擬仿真課堂與大數據運算，使物理、化學實驗在脫離具體的實驗器材與特定實驗環境下，讓學生進行自主模擬操作的仿真教學設備。　　該軟件可以使學生在面臨一些具有危險性或者對實驗環境要求較高的實驗時，實現親自動手操作。教師在課堂中可以隨時將課堂中抽象的理論知識進行形象化、具體化的呈現，加深學生的理解。在實驗過程中，教師可以靈活的控制實驗進程程，隨時對實驗中的重要步驟進行講解，不會受到實驗環節的限制。此外，虛擬仿真實驗室中的實驗在不消耗實驗材料的情況下，可以進行多次試驗，讓每位學生都參與到實驗中來，提高了實驗的參與度。　　以"鎂條在空氣中燃燒"這一試驗為例，在實驗中操作者可根據系統提供的器材進行實驗搭建。首先將托盤天平調平，之后將石棉網和長鎂條放到托盤天平的左邊進行稱量，在此過程中若操作者沒有用坩堝鉗夾取鎂條，系統便會作出相應的提示。改正后，便進入稱量環節。在此環節中，用鑷子夾取砝碼是學生在實驗中需要注意的重要環節，同樣，若操作者出現失誤，系統也會做出提示。按照正確的步驟測量好石棉網和長鎂條的重量后，操作者需將結果進行記錄，再用相同的工具將石棉網和長鎂條從托盤天平上取下，打開酒精燈，點燃長鎂條，再將鎂條燃燒生成物連同石棉網放到天平上稱重，比較實驗前后的質量，便可以得出實驗結論。實驗完成后系統會根據此次實驗過程生成實驗總結，方便學生的理解與記憶，為教師的講解與學生的自主學習提供了幫助。　　在" 水的沸騰 "實驗中，完成實驗搭建后，第一步將酒精燈燈帽打開，畫面中會出現一根火柴，使用火柴點燃酒精燈，可以看到酒精燈對試管進行預熱，當試管中的水加熱沸騰時，可以聽到水沸騰的聲音，用鼠標拖動玻璃板至試管口上方，就可以觀察到水加熱變成水蒸氣，遇冷又凝結成水的變化過程。在實驗中，若操作者沒有按照實驗步驟進行操作，系統會自動提示下一個步驟;若出現操作失誤，系統會進行相應的提示，并且實驗不能繼續進行，這就可以使學生在脫離教師的指導下也能夠自主進行多次實驗，并且教師不用擔心學生因實驗步驟操作有誤而影響實驗結果。　　虛擬仿真實驗室中的實驗可以多次重復操作，這樣，班級里的每一個學生都可以對實驗進行實踐。學生在熟悉實驗步驟后，再在真實的實驗室中進行操作，可以避免一些不必要的危險發生以及實驗材料的浪費。課后，學生也可以對自己不熟悉或不理解的部分，進行再次的操作，通過自己的親身實踐進一步鞏固課堂知識。　　地理實驗室中，主要采用雙板教學的模式。左方的地圖呈現的是靜態的教學內容展示，右邊的3D地圖呈現的是與教學內容相對應的動態圖片展示，動靜結合的教學方式可以實現對地理課堂上的所有課程的展示。一方面用改變傳統教學方式，使學生體驗到地理課堂的魅力，提高了學生對地理課的學習興趣;另一方面加深學生對課堂內容的理解與記憶，使原本抽象地理教學變的更有趣、更形象、更生動。　　球幕投影儀，利用特殊的光學鏡頭通過先進的計算機視覺技術與投影顯示技術，將普通的平面影像進行特殊變換后投射到球幕上，使整個球體屏幕可實現360度成像。學生不受觀看方位的限制，可以全方位觀察到球面呈現的內容，改變了地理課堂只能進行平面展示的局限。　　球幕投影儀相比傳統地球儀不僅可以對地球表面的經緯度進行展示，并且可以結合教學中的具體內容對大氣流動、海洋變化、星座、星際、宇宙等內容進行形象的展示，以更加具象與真實的狀態讓學生真真切切地感受到宇宙中的神奇變化。

山西寰爍電子科技股份有限公司 2021-08-23

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