化學(xué)實(shí)驗是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，能極大地調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。然而，化學(xué)實(shí)驗具有一定危險性，學(xué)生經(jīng)常在化學(xué)實(shí)驗中出現受傷、亂用藥品、儀器損壞等事故。雖然學(xué)校對實(shí)驗室管理越來(lái)越完善，也對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗安全教育，但由于一些學(xué)生粗心大意、思想麻痹、操作失誤、自我保護意識差等原因，化學(xué)實(shí)驗事故仍層出不窮。AR（增強現實(shí)）技術(shù)的出現，能否降低化學(xué)實(shí)驗風(fēng)險呢？
AR是Augmented Reality的字母縮寫(xiě)，中文名字是“增強現實(shí)”，是一種全新人機交互技術(shù)。通過(guò)AR技術(shù)，讓參與者與虛擬對象進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，從而獲得一種奇妙的視覺(jué)體驗，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其它客觀(guān)限制，感受到在真實(shí)世界中無(wú)法親身經(jīng)歷的體驗。AR技術(shù)具有將真實(shí)世界和虛擬世界信息集成、實(shí)時(shí)交互性、在三維空間增加虛擬物體等特點(diǎn)。那么，將AR技術(shù)應用到化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，讓真實(shí)的學(xué)生在虛擬的實(shí)驗場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)驗操作，是否降低化學(xué)實(shí)驗風(fēng)險？
答案是肯定的。
以一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗為例，可能出現裝盛氧化鐵的玻璃管因受熱而破裂的危險；操作不當在通氣前就對裝置進(jìn)行加熱，一氧化碳和空氣的混合氣在加熱時(shí)會(huì )有爆炸的危險；還有加熱過(guò)程中，實(shí)驗者對酒精噴燈的不熟悉，也有意外燒傷的危險。把AR技術(shù)應用到一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗中，實(shí)驗者置身于虛擬仿真的實(shí)驗場(chǎng)所，在虛擬環(huán)境中通過(guò)手勢操作進(jìn)行實(shí)驗，把上述實(shí)驗風(fēng)險都杜絕了。如果實(shí)驗者先在虛擬仿真實(shí)驗中熟練操作，然后再進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗操作，將大大降低實(shí)驗風(fēng)險。
那么，AR技術(shù)是如何在實(shí)現實(shí)驗目的的同時(shí)，降低化學(xué)實(shí)驗風(fēng)險的？
化學(xué)實(shí)驗的目的是讓學(xué)生掌握實(shí)驗的基本技術(shù)和技能，加深對基本原理知識的理解，增強解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更是培養學(xué)生動(dòng)手能力、觀(guān)察能力和數據記錄能力，初步學(xué)會(huì )數據分析能力，讓學(xué)生得到綜合訓練。那么就要求AR技術(shù)應用到化學(xué)實(shí)驗的時(shí)候，能在實(shí)現上述目的的同時(shí)，降低化學(xué)實(shí)驗風(fēng)險。
創(chuàng )設虛擬仿真實(shí)驗場(chǎng)景，高度還原真實(shí)實(shí)驗。
根據每個(gè)實(shí)驗的要求和實(shí)驗準備，創(chuàng )設虛擬仿真實(shí)驗場(chǎng)景，高度還原真實(shí)實(shí)驗。在這個(gè)虛擬環(huán)境中如置身于真實(shí)實(shí)驗場(chǎng)所，唯一不同在于，因為場(chǎng)景的虛擬性，虛擬實(shí)驗中的危險效果不能作用于真實(shí)的實(shí)驗者。此實(shí)驗場(chǎng)景可在常規教學(xué)設備展示，如一體機、投影機等。
純手勢實(shí)現人機實(shí)時(shí)交互，培養學(xué)生動(dòng)手操作能力
教學(xué)實(shí)驗需要培養學(xué)生的動(dòng)手能力，因此借助kinect設備，將真實(shí)的實(shí)驗者與虛擬仿真的實(shí)驗場(chǎng)景合二為一。實(shí)驗者無(wú)需佩戴任何體感設備即可進(jìn)行手勢操作，通過(guò)抓取、移動(dòng)、添加、減少、旋轉、拆除、組合等動(dòng)作，進(jìn)行實(shí)驗操作。
實(shí)驗現象放大化，不可見(jiàn)氣體標注可視化，培養學(xué)生觀(guān)察能力
在實(shí)際化學(xué)實(shí)驗中，有些實(shí)驗現象不是很明顯，學(xué)生還來(lái)不及觀(guān)察或者觀(guān)察不到位就消失了。還有一些化學(xué)實(shí)驗，制作產(chǎn)生出無(wú)色無(wú)味的氣體，難以觀(guān)察出現象。在虛擬仿真實(shí)驗中，通過(guò)微觀(guān)觀(guān)察，可將實(shí)驗現象放大化，把實(shí)驗現象放大觀(guān)察到位。還可以將氧氣等不可視氣體加注顏色讓學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗現象，加深知識點(diǎn)的理解，全面培養觀(guān)察能力。
由此可見(jiàn)，通過(guò)AR技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗的應用，創(chuàng )設虛擬仿真實(shí)驗場(chǎng)景進(jìn)行虛實(shí)實(shí)驗操作，能有效規避化學(xué)實(shí)驗風(fēng)險，降低實(shí)際實(shí)驗操作的風(fēng)險。除了化學(xué)實(shí)驗外，還有物理、生物等學(xué)科的實(shí)驗，也可以通過(guò)AR技術(shù)來(lái)降低風(fēng)險，提高實(shí)驗觀(guān)察的效果，還有科學(xué)學(xué)科難以觀(guān)察的天文地理知識，也可運用AR技術(shù)輔助教學(xué)。隨著(zhù)AR技術(shù)的完善和提升，未來(lái)AR+教育必然影響主流教學(xué)方式，讓教學(xué)更便捷有效。