探究中學物理教學中虛擬實驗的運用方式

孫成

摘要：我國教育事業正處于不斷發展的階段，越來越多的新內容開始被應用與我國教育中，虛擬實驗本身在科研方面有著較大的作用，但是現在開始被應用于我國中學的教學環節之中。物理課是一門以實驗作為基礎的課程，物理實驗能夠為物理教學提供較大的幫助，虛擬實驗在中學物理教學中的使用能夠幫助中學生更好的對物理課程中的內容進行理解，讓我國的物理教學進入一個新的發展階段。

關鍵詞：中學物理教學；虛擬實驗；運用

一、中學物理教學中實驗教學現狀

（一）中學不重視實驗教學

實驗是物理教學的基礎，也是物理教學中非常重要的一環，但是很多中學為了追求學生成績以及升學率，忽視了物理實驗方面的教學，這就造成了學生在物理實驗這一方面的缺失，他們能夠記憶的只是理論知識，而并不是實驗原理，教師自身也更為偏重理論方面的教學，他們所希望的是讓學生多了解一些知識，多做一些習題，這樣才能夠讓他們在考試中獲得較好的成績，雖然教師偶爾也會帶領學生到物理實驗室進行相關實驗，但大多數情況只是走走形式，沒有任何的實際意義，而且由于中學對實驗教學的不重視，對實驗器材方面的采購，物理實驗室的整修等工作都非常不到位，這也是造成學生缺少物理實驗知識的一個重要原因。

（二）實驗教學體系存在問題

目前中學物理教學中實驗教學的體系存在著較大的問題，它的教育方法過于單一，學生無法從實驗中獲得他們想要知道的東西，而且即使是進行實驗也是較為簡單易懂的實驗，這樣的實驗自身并不具備相關價值，而且很多重要的實驗學生只能通過觀察教師的操作來了解相關內容，沒有辦法親自進行操作，這樣的直接結果就是學生在物理這一方面無法進行思考，自身的想法無法提出，這對于學生的物理學習會造成很大的影響。

二、虛擬實驗概述

虛擬實驗的本質是模擬真實的實驗過程，讓學生通過對虛擬實驗的觀察了解實驗所涉及到的部分知識，深化對這一方面知識的記憶。虛擬實驗由flash軟件以及虛擬實驗室這兩部分構成，它通過計算機技術以及網絡技術制作成虛擬實驗室，在通過flash軟件在其中的作用對整個實驗過程進行模擬，過程較為逼真，如同在現實中進行實驗一樣。物理是以實驗作為基礎的一門學科，但是由于受到種種條件限制，物理實驗無法大規模的進行，但是虛擬實驗的出現非常好彌補了這一點，它通過對這個實驗過程的模擬，提高學生對這一方面課程的學習興趣，讓學生樂于對物理知識進行學習，提高相關的學習效果。虛擬實驗自身具有以下幾個特點。

首先，虛擬實驗具有安全性。實驗本身存在著失誤的可能，而失誤就可能帶來危險，危險性是很多中學物理實驗無法進行的重要原因，如果因為物理實驗對學生的身體造成傷害，校方無法承擔相關責任，但是虛擬實驗本身是在電腦中進行的，除非電腦出現故障才存在造成危險的可能，因此進行虛擬實驗無需為安全問題所擔心，它能夠對學生的安全以及實驗效果、教學效果有著較好的保障。

其次，虛擬實驗成本較低。以往的物理實驗需要使用大量的實驗器材，但是相關的實驗器材往往價格不菲，校方如果為了滿足學生進行實驗的條件大規模購買物理器材那么必然是一筆較大的支出，而且考慮到進行物理實驗面對的種種限制，如果器材購買了而實驗沒有進行那么真的是得不償失了，虛擬實驗進行的平臺是電腦與網絡，通過連接網絡對電腦中的相關程序進行操作就可以完成，校方只需要在微機室安裝相關程序就可以讓學生在電腦上進行虛擬實驗，這樣能夠為校方節約大量的資金。

再次，虛擬實驗所受限制較少。很多物理實驗需要在實驗室中才能夠進行，但是部分中學對物理實驗室的投入有限，物理實驗室很難滿足大量學生在同一實驗室內進行實驗的條件，很多需要進行物理實驗的課程被迫只能進行理論教學，這樣對教學效果有著較大的影響，虛擬實驗通過電腦進行操作就可以完成，而且只要電腦通電并且連接網絡就可以進行，不受太多條件的限制，每個學生都有通過電腦進行虛擬實驗的機會。

最后，虛擬實驗能夠被操控。現實中進行的物理實驗往往難以得到控制，實驗中很多瞬間出現的現象是最為關鍵的，但是現實中往往很難對這些瞬間出現的現象進行仔細的觀察，會對學生的實驗結果造成影響，虛擬實驗無需為這一方面的問題所煩惱，因為它能夠被控制，對于這些瞬間現象的觀察可以放慢實驗速度，仔細的觀察整個過程以及現象，最后再得出結論，保證實驗結果的準確性，讓自身能夠對相關結果更為了解。

三、虛擬實驗在中學物理教學中的運用方式

（一）演示實驗方面

這一類實驗是中學物理教學中比較多見的一種實驗類型，教師通過虛擬實驗對這一類實驗進行模擬可以讓學生對實驗的過程與結果有著充分的了解，并且可以讓學生根據實驗進行的過程聯想到與這一實驗相關的其他方面，提高學生自身的思考能力，教師在進行虛擬實驗時要注重對各個實驗環節的設計，保證學生對實驗的方方面面都能夠有所思考，例如在進行凸透鏡與凹透鏡方面的實驗時，教師通過虛擬實驗用光對凸透鏡與凹透鏡進行照射，讓學生對實驗過程進行觀察，不同距離的照射會顯示出怎樣的效果，教師需要多進行幾次實驗，讓學生對結果做出總結，對其中的變化進行說明，最后得出相關結論。

（二）測量實驗方面

測量實驗的操作較為簡單，但是對于物理教學來說同樣有著重要的意義，利用虛擬實驗進行測量實驗可以讓學生對一些原本簡單的知識具有更加清晰的認識，例如電壓與電阻方面，在實驗進行前，教師需要向學生說明“伏安法”的原理以及運作過程，之后再進行虛擬實驗，在整個電路組裝完畢后，通過對變阻器的操作觀察燈泡以及整個電路的發應，并且通過對電阻值的調動再次觀察相關反應，最終得出結論，而且教師可以鼓勵學生自行進行這一方面的虛擬實驗，讓學生自主的進行探究，加深學生對相關實驗的印象，提高整體的教學效果。

（三）探究實驗方面

探究實驗在物理實驗中是難度較大，但是最為重要的一方面實驗，它需要教師與學生對整個實驗過程進行設計，之后再去完成相關實驗，虛擬實驗的出現可以讓學生進行在現實中無法進行的實驗，保證學生對這一方面知識的探究，例如杠桿與滑輪，這些在考試中較為重要，但是學生在現實中無法接觸，虛擬實驗可以滿足這一要求，學生可以對不同的滑輪組合進行設計，之后進行虛擬實驗，觀察不同類型組合的具體效果，并且記錄不同類型組合的每一次運動需要做功多少，得出哪一種組合的滑輪做工最大，哪一種組合的滑輪做功最小，之后將其運用到習題之中會事半功倍。

結語

實驗是物理的基礎，物理教學離不開實驗的輔助，在以往，中學物理教學由于種種原因實驗教學無法正常展開，但是隨著虛擬實驗的出現，為中學物理實驗的進行提供了條件，它成本較低，所受限制較少，而且可以進行多種實驗，是進行初中物理實驗的一個好選擇，因此中學應該重視對這一技術的使用。

參考文獻：

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