摘要：党的“十九大”标志着中国教育信息化全面进入2.0时代，并且5G网络的应用，极大的推动了2.0时代的发展。然而在高中化学教学过程中，现有的化学实验已经不能满足实验教学的要求，虚拟实验教学已经开始使用。所以本文将从4G网络环境下高中化学虚拟实验现状;5G网络环境下高中化学虚拟实验教学的研究等方面展开分析，讲述5G网络环境为高中化学虚拟实验教学带领的机遇和改变。

关键词：5G网络;实验教学;高中化学

引言

化学的课标要求和教材都证明了化学实验的重要性，因此充分发挥化学实验的教育功能，实现化学实验对全面提高学生的化学学科素养的重要推动作用。所以为了改变现有的高中化学实验的现状，全面发挥出化学实验的教学效果，虚拟实验室应运而生。

经过我国教育专家和一线教师的不断努力，虚拟实验室的开发与应用正在快速发展。比如浙江大学的虚拟化学实验室，就是在web虚拟实验的基础上，以 VRML作为基础。构筑出虚拟实验环境，最后利用 Java 技术真正的实现虚拟实验场景的人机交互。特别是新开发的NOBOOK 虚拟化学实验就是一款专为中学教师做化学实验操作与演示的工具。

1 4G网络环境下高中化学虚拟实验现状

虚拟实验室是一种基于 Web 技术、VR 虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，其实就是对现有的各种教学实验室进行数字化和虚拟化。利用虚拟实验室，学生可以真正的参与到实验台的操作，更可以自主的去设计实验。在虚拟实验室中真正的让微观实验、危险性实验、高成本实验变成了可能，并可以提升学生对于实验的兴趣、动手操作的能力、分析的能力、创新的能力。在高中利用虚拟实验室进行实验可以很顺利的完成实验的教学，帮助学生学习化学知识，还可以让学生拥有一个完整的化学知识体系，让学生真正的形成化学学科素养。而且虚拟实验室可以节约实验资源，保护环境和人体。并且利用虚拟实验室还可以让学生感受到化学实验中如果操作不当或者药品选择不恰当会产生的严重后果，并对此问题思考解决办法，避免在真正的实验过程中受到伤害。

但是因为4G 网速的限制，导致很多 复杂的教学资源没有办法及时传输所以很难实时交互，导致实验时体验很差。而且目前虚拟实验教学资源总体水平不高、教学设备成本高、管理维护烦琐、教学时空受限及学生参与程度低，以及不同专业的教学设备存在着重复或者无融合应用，导致教学设备的利用率不高。并且在真正的使用虚拟实验室去进行实验时，学生的嗅觉和触觉并不能真正的参与实验，比如学生在使用虚拟实验室时就不能闻到氯气的气味，这也会削弱学生学习的积极性。并且4G网络下的互动软件导致教师与学生、学生与学生之间不能很好的进行互动，对彼此之间的协同作业或实验造成了困扰。

3 5G网络环境下高中化学虚拟实验教学的研究

党的“十九大”吹响了教育信息化1.0 转向教育信息化2.0的号角，现在我们正处于教育信息化2.0的初级阶段，而5G 网络将成为教育信息化2.0的加速剂。5G网络不仅影响和提高了人民的生活质量，更改变了课堂的教学模式，尤其是特别是虚拟现实技术（VR及 AR）通过在5G 网络不断提升和完善，让虚拟的课堂真正的实现，但是5G 的多项特征与化学虚拟实验教学结合后会带来哪些改变和问题呢？

5G网络具有超高数据速率、大规模连接、低时延、高可靠性等特征，如果可以利用在虚拟实验室上就可以实现超高清、低时延、大容量的实验视频、教学资源的传输，比如，可以将实验的现象更加具体的变现出来，就连很小的变化都能感受出来，解决现有的视频模糊的问题，并可以实时的传输教师的教学素材，这些改变需要教师不断的引导学生，综合的利用教学资源，学会观察，学会自我探究和学习。如果把5G 网络比如成动车组，那么教师就要帮助合理规划学习时间，安排好行程，帮助学生快速的进行学习。

实验教学最有魅力的地方就是它的互动性，不仅实现教与学可以互动，实验药品、器材与使用都可以让学生感受到实验教学的快乐。而真正的互动性就需要学生去感知，5G网络下的虚拟化学实验室可以让学生的视觉、听觉、触觉真正的实现感知，而且3D 虚拟现实、环绕立体声、触觉传感器及温度传感器等技术使用，可以让学生像在现实中一样拥有全面的感知，并且可以实现师生互动和机体互动，在虚拟实验室进行实验的过程中，对于哪些抽象的东西实现了触摸，并且实现了畅游原子核，在电子轨道上奔驰;原电池的得失电子历历在目，钠遇水后也可雷电交加等。利用这些互动性强、感知性强的化学实验可以提升学生学习的趣味性，激发学生学习的动力。

5G 网络还可以实现身临其境，而且化学就是通过一次次实验发展起来的，通过讲解化学史可以很好的激发学生的学习兴趣，而利用 5G 网络，就可以将一个个化学家的事迹以 VR 形势完美呈现，让学生去感受化学历史的长河、沉浸式地体验化学学科的发展与坎坷，这一定比去一遍遍的讲述知识更让学生感兴趣，牢记知识，把握科学的真谛。并且借助5G 网络可以实现教学环境的多时空转换，深度还原还历史。 当然这样的教学环境也需要教师能够提升自己的综合素质和融合性思维。

在今年的网课教学过程中，全国上下实现了跨地域教育，但这也凸显了4G 网络的不足之处，相信通过5G网络的普及，利用网络可以实现随时随地的教与学，不会再受地域的限制和阻碍展开线上合作实验，问答交流讨论。让大量的教学资源都展现在学生面前，同时让不同的学生在自我学习时有了更加便捷舒适的学习环境，可以激发学生对于学习的兴趣。5G网络背景下的化学虚拟实验教学变革将是全方位的，不仅改变了教师、学生、学习资源、学习环境等教育场景的改革，也对教师的教育理念、教学方式进行颠覆性的改革;学生的学习方法和学习内容也会发生很大的变化，“无限”“随时”“高速”是5G网络背景下的新体验，探究性学习、深度学习、精准化学习也会成为发展新方向。

总结

5G网络背景下的万物互联时代给学生带来了场景化、探究性与互动性的学习乐园，可以充分培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并为培养学生创新意识等能力提供了新的教学支持。技术的革新带来了更多的变革，但是始终不能变的是教书育人的初心和与时俱进的决心，我也相信在5G网络的背景下，高中化学虚拟实验室的教学将会全面提升，真正的改变学生的学习方式和方法，激发学生学习的积极性。

参考文献

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