高中物理教學中建立與運用網絡虛擬實驗室初探

李雪彬

新世紀是一個科技信息化時代，并逐漸滲透于社會的各個領域，在教育教學領域中虛擬實驗室也應運而生。虛擬實驗室是計算機的虛擬現實技術與實驗教學相結合的產物，實驗器材、實驗環境與實驗步驟全部由計算機的仿真系統來完成，是傳統實驗室的數字化與虛擬化。這既是現代科技時代的必然產物，同時也是深化物理教學改革的重要趨勢。眾所周知物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗在整個物理教學中占有非常重要的地位，發揮著極其重要的作用，實驗既是重要的學習內容，更是主要的學習手段。新課改非常重視物理實驗教學，明確提出要加強學生物理實驗技能的培養。但是在具體的教學中受主客觀條件的影響，并不能夠完成所有的實驗操作，整個實驗教學處于單一、封閉狀態。有了網絡虛擬實驗室可以解決以往實驗教學中所難以解決的各類問題，可以讓全體學生全程參與到實驗教學中來，讓學生在實驗中展開主動而積極的探究性學習，這樣學生不僅可以掌握基本的物理概念與定理，還可以進一步規范學生的實驗操作，提高學生實驗技能，讓學生真正學會實驗，掌握學習物理的基本方法。現結合具體的教學實踐對高中物理教學中網絡虛擬實驗室的運用淺談如下幾點體會。

一、激發學生學習興趣，讓學生愛上實驗探究

正如烏申斯基所說：“沒有興趣的強制性學習，將會扼殺學生追求真理的欲望。”探究活動并非只是單一的智力因素參與的過程，而是一個智力因素與非智力因素共同參與、相互作用、相互影響的過程。其中以興趣為主的非智力因素正是學習強大的動力源，是學生產生積極的學習動機與認知行為的源泉。沒有興趣的學習就是外加的沉重負擔，學生只是被動參與、機械應對、死記硬背，并沒有達到對知識的真正理解，與快樂學習也是背道而馳。實驗具有鮮明的實驗現象，這不失為激發學生物理學習興趣的重要手段。但在以往的教學中受實驗室條件、實驗器材等因素的制約，許多實驗不能完成;即使讓學生來做實驗，限于安全因素、時間等，也大多是機械地按照實驗步驟完成，并未真正發揮實驗的激趣導思效果。虛擬實驗室具有強烈的現代化氣息，計算機與網絡都是高中生所熟悉且喜歡的方式，這樣更能吸引學生的眼球，將學生的注意力集中起來，能夠同時帶動學生的視覺與聽覺等多種感官來參與到實驗中來，這使得學生參與實驗的興趣更濃、積極性更高，從而讓學生能夠全程參與到實驗過程中來。

二、模擬各種實驗現象，引導學生展開主動學習

物理基本的概念與定理并不是憑空產生的，而是科學家在大量的實驗中總結出來的，是透過大量表象達到對事物的本質認知。只有將基礎知識的教學與實驗結合起來，再現真理發現全過程，這樣才能達到學生對知識的真正理解與掌握。而在現實條件中許多實驗是無法完成的。如微觀粒子的運動、存在安全隱患的實驗以及對實驗條件有嚴格要求的實驗等，在以往的教學中這些實驗都難以完成，就只能采用機械的灌輸，讓學生來記憶結論性認知。這樣的結果就是學生背得流利，但就是不懂、不會用，只知其然而不知其所以然。網絡虛擬實驗室可以模擬各種實驗現象，可以完成以往教學中所難以完成的各類實驗，將這些抽象而枯燥的物理知識寓于直觀而形象的實驗現象中，讓學生通過操作與觀察來獲取感性認知，并由此上升為理性認知，這樣才能達到對抽象知識的深刻理解與靈活運用。

三、開辟師生互動學習平臺，實現探究性學習

新課改倡導自主合作探究式學習方式，明確提出了以學生為中心的教學理念，我們的教學要更加關注學生學習方式的轉變，要由以教師為中心轉為以學生為中心，要將重點由教師如何教轉向學生如何學上來，構建以教師為主導、學生為主體的雙主型教學模式，確立學生在學習中的主體地位，引導學生展開主動探究，實現教學的雙向互動。網絡虛擬實驗室為師生開辟了一個全新的網絡互動學習平臺，在這里教師與學生可以一起來展開積極的實驗探究，通過師生之間的積極思維與主動操作來完成更多的實驗方案，并就實驗現象與結果在師生之間、生生之間展開積極的交流與討論，進行思想的交匯與思維的碰撞。這樣更加利于學生深刻掌握基本的概念與定理，同時也可以提高學生的實驗技能，讓學生學會實驗操作，這樣才能真正地學會物理學習。因此，在具體的教學中，遇到有分歧的問題，我們可以引導學生來制定不同的實驗方案，借助網絡虛擬實驗室這個平臺來將實驗方案付諸于實踐，實現理論與實踐同步，這樣學生通過這些實驗可以獲取更多的直觀認知，再通過師生之間的共同交流與討論，就可以達到對這些基本知識點的深刻理解。

總之，建立網絡虛擬實驗室是新形勢下高中物理實驗教學的必然趨勢，可以突破以往教學中所難以解決的各種問題，將物理教學與生活、與社會結合起來，突出學生在學習中的主體地位，引導學生展開主動而積極的探究，真正實現學生的快樂學習、有效學習。

（責編 田彩霞）