没有任何仪器却演示出真实实验没有的效果

一堂奇妙的化学实验课

湖北日报全媒记者 左晨 通讯员 肖璇 殷婷

【编者按】

如果说4G主要是便利人与人之间的通信，5G则以高速率、大容量、低时延等特性，通过连接物与物、物与人，实现万物互联，让经济社会跃升至全面的数字化时代。

在湖北，5G商用本月刚满“周岁”，一些悄然试验的5G应用，让人们窥见5G的广阔舞台：智慧教育、智慧医疗、智慧城市、智能制造……

学生正在做虚拟仿真化学实验。（湖北日报全媒记者 左晨 摄）

让人充满想象的5G技术，将给人们的生产生活带来哪些新的变化？让我们一起探营5G应用。

点燃酒精灯，燃起木条，甩成火星，放入氧气集气瓶，带火星的木条复燃；放入另一个二氧化碳集气瓶，燃着的木条熄灭……

这是武汉一所中学的中学生做的化学实验。令人惊奇的是，这场实验竟然没有任何实验仪器，学生只是戴上VR（虚拟现实）头盔，操作手柄，检验着二氧化碳与氧气。

10月28日，武汉市楚才中学报告厅。湖北省电化教育馆、武汉市教育科学研究院、武汉市汉阳区教育局联合湖北联通、云启智慧教育公司举行中央电化教育馆中小学虚拟实验教学武汉实验区启动仪式。现场，一堂《分子的特征》实验课，演示出5G+VR教学实验的奇妙。

上午10时，楚才中学的阮芬芬老师开始上化学实验课。与平常不一样，主席台上、学生们的课桌上没有实验仪器，摆的全是平板电脑。主席台下，8台小推车模样的5G虚拟仿真实验平台惹人好奇。

“现实生活中，燃放孔明灯容易引发火灾，还会造成环境污染。今天，我们可以运用3D实验来燃放孔明灯。”阮芬芬说。

随后，两名学生为一组，在虚拟仿真实验平台上，用手柄轻轻拖动“火柴”并点燃“蜡烛”，再将一个塑料袋模型放置到蜡烛上方，热气逐渐充满塑料袋。随后，一个“孔明灯”冉冉升起。

接下来的实验，是检验二氧化碳与氧气，以验证不同种分子的化学性质。只见学生们戴上VR头盔，操作手柄点燃“酒精灯”和“木条”，伸入“集气瓶”……然而，在旁人看来，前方却看不到任何物体。不到10分钟，在场学生得出一致的实验结论。

虚拟仿真实验，老师和学生的体验如何？

“虚拟实验，能达到真实实验没有的效果。”阮芬芬说，化学教学中很多有污染、有毒的药品无法实验，虚拟实验虽然是虚拟的，但每一个同学的操作都是真实的，现象也是真实的，能更好帮助学生建构知识，理解化学的核心思想。

“原来上课的内容都以图片、文字的形式呈现，而且大多是二维的，现在通过5G+VR技术，能亲手做实验，各种仪器设备都在眼前，也没有网络卡顿，充满新奇感。”楚才中学学生李贤明说。

中央电化教育馆基础教育教学资源部主任黄旭光介绍，虚拟实验系统主要有视频实验教学（实拍和3D演示视频）、3D实验教学、VR虚拟实验教学。覆盖小初高全年级，可为科学、物理、化学、生物多个学科提供实验教学，包括1100种以上实验器材，2500种以上实验资源，能自由组合形成1万种以上的实验搭配。

黄旭光介绍，虚拟实验系统多维度拟真体验、高精度3D、VR资源能最大程度接近真实实验操作规则，实现视觉、听觉、触觉全方位沉浸式体验，还能让危险大、成本高的实验有实操可能，让学生可以安全试错，反复训练。所有资源完全匹配新课程标准知识点，实验测试和练习过程中采集的学生数据，还能明确实验过程中的难点、易错点等。

“庞大的实验模型、数据、资源都需要5G网络做支撑。”湖北联通教育行业总监熊欢介绍，5G网络具有高带宽、低时延、高可靠性，其传输速度比4G至少提高10倍。实验系统全部接入5G网络，能让教学实验操作实现无时延，画面超高清。

中国联通集团政企客户事业部副总裁韩卓辰表示，汉阳区作为全国6个中小学虚拟实验教学实验区之一，区内12所实行虚拟实验教学的学校均已实现中国联通5G网络覆盖，为各种5G新应用打下了基础，中国联通将继续发挥网络通信资源和服务优势，不断拓宽与教育部门合作领域，为教育信息化发展作出贡献。