化学是一门以实验为基础的自然科学,实验在化学教学中有着举足轻重的地位,是学生学习化学必不可少的重要教育环节。实验不仅能激发学生的学习兴趣,还能有效培养学生的观察能力、实践能力以及分析和解决问题的能力,是培养学生创新精神和动手实践能力的重要途径。由于受空间、实验条件等诸多条件的限制,传统的化学实验教学通常由教师操作、以演示实验过程和呈现实验现象主,它发挥了教师主导性作用但忽略了学生探索科学知识能力的培养,阻碍了学生创新思维的发展。随着信息技术的发展,虚拟实验为实验型课程教学的改革提供了一种新的思维方式和手段,并正在成为一种促进实验教学创新的重要动力。作为化学实验教学的重要辅助手段,虚拟仿真实验打破了空间、时间和实验条件不足等限制,可有效满足学生自主探究性学习的需求。本文在分析一些现有化学实验仿真工具的基础上,总结了其优点与不足,并结合初中化学实验教学的实际需求,设计并开发了一款初中化学实验仿真工具。本文首先针对设计开发过程中的技术难点提出了相应的解决方案,并给出了化学仿真实验工具核心机制的设计与实现方法,详细介绍了化学仪器的设计、实验现象模拟、化学仪器的连接机制以及化学反应引擎的设计与实现,然后给出了系统功能的实现过程以及核心类的设计,最后结合具体的实验案例展示了本系统的主要功能。本文设计开发的初中化学仿真实验工具具有用户界面良好、交互性强、系统功能与教材中的化学实验联系紧密、符合教材内容的认知结构、易于创建生动的实验场景等鲜明特色,为下一步应用到初中化学实验教学过程中奠定了基础。