淺析新技術(shù)背景下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

田光宏

【內(nèi)容摘要】伴隨計(jì)算機(jī)以及科學(xué)技術(shù)整體發(fā)展，全球產(chǎn)生很多新型技術(shù)，而虛擬現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)技術(shù)就是其中一項(xiàng)。如今，虛擬現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)技術(shù)在眾多領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用，其中包含教育行業(yè)。本文通過(guò)概述VR技術(shù)具有的內(nèi)涵，分析VR技術(shù)在物理科目實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而對(duì)VR技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的應(yīng)用，希望能為高中物理科目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)予以相應(yīng)指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)?高中物理?實(shí)驗(yàn)教學(xué)

對(duì)于物理科目來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于其中一個(gè)重要部分，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)好物理的重要基礎(chǔ)。而在物理課堂開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?qū)W(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)，同時(shí)在操作當(dāng)中逐漸對(duì)學(xué)生科學(xué)精神以及品質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。所以，物理課上，教師可借助新技術(shù)來(lái)實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣才能使得教學(xué)質(zhì)量得到提高。

一、VR技術(shù)具有的內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)技術(shù)可稱作為VR技術(shù)，其是伴隨計(jì)算機(jī)這項(xiàng)技術(shù)逐漸進(jìn)行發(fā)展的一項(xiàng)新型的綜合性的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其通過(guò)模擬方式給人們創(chuàng)設(shè)出一種逼真實(shí)驗(yàn)情境，讓人們能直接參與實(shí)驗(yàn)環(huán)境具體變化之中。而且，虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)耸墙柚?jì)算機(jī)具有的圖形功能，借助虛擬技術(shù)對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真的過(guò)程，進(jìn)而使得實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡靡詫?shí)現(xiàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)和過(guò)去實(shí)物實(shí)驗(yàn)有著很大不同，其操作的是虛擬物體，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中的對(duì)象以及工具都是虛擬的[1-2]。

二、VR技術(shù)在物理科目實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

在物理科目實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠讓教學(xué)方法變得更加靈活有趣，同時(shí)可以引起學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，逐漸調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的自覺(jué)性以及積極性，并且使得教學(xué)資源得以優(yōu)化配置以及共享。相比于過(guò)去的實(shí)物實(shí)驗(yàn)，VR技術(shù)不要求儀表儀器全部齊全，而且實(shí)驗(yàn)參數(shù)同樣可以進(jìn)行任意設(shè)定，并且應(yīng)用到各個(gè)實(shí)驗(yàn)之中。借助VR技術(shù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)器材整體消耗非常小，同時(shí)不會(huì)受到實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量以及種類的限制，使得實(shí)驗(yàn)成本得以有效降低。VR技術(shù)是以計(jì)算機(jī)這項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行高效操作的技術(shù)。所以，實(shí)驗(yàn)速度非常快，而且效率非常高。針對(duì)物理學(xué)科擁有的綜合性以及針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)非常容易展開(kāi)，高中生也能在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中獲得成功喜悅，這對(duì)提升其積極性非常有利。而且，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)以及圖形能直接借助打印機(jī)加以實(shí)時(shí)打印，進(jìn)而向?qū)W生進(jìn)行直觀展示。借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以在實(shí)驗(yàn)課上創(chuàng)設(shè)一種活躍以及輕松氛圍，同時(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)方面的積極性以及實(shí)驗(yàn)方面的探究興趣能夠得到大幅提升，這樣對(duì)落實(shí)素質(zhì)教育具體要求十分有利。

三、VR技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的應(yīng)用

1.VR技術(shù)在演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

如今，演示實(shí)驗(yàn)屬于一種重要的物理實(shí)驗(yàn)類型。高中生通過(guò)觀察教師演示以后，可以激發(fā)其對(duì)物理知識(shí)的求知欲以及好奇心。因?yàn)樽陨硖卣鳎渥罱K完成效果同樣會(huì)被實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行改變，如果沒(méi)有較好的實(shí)驗(yàn)條件，那么也不會(huì)去的較好的實(shí)驗(yàn)效果，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。例如，在進(jìn)行“光反射”這個(gè)實(shí)驗(yàn)之時(shí)，物理教師可借助演示設(shè)備對(duì)光反射基本原理和現(xiàn)象加以講解。因?yàn)橥饨绻饩€這個(gè)條件無(wú)法控制，致使實(shí)驗(yàn)效果最終完成度會(huì)受到一定波及，進(jìn)而是實(shí)驗(yàn)失去科學(xué)性。然而，假設(shè)教師借助VR技術(shù)對(duì)實(shí)際條件之下這些不可控元素加以補(bǔ)充，能夠使實(shí)驗(yàn)結(jié)果得以改善。在實(shí)體實(shí)驗(yàn)之中很難得到完全的平行光線，此時(shí)教師可借助虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充，開(kāi)展后續(xù)演示實(shí)驗(yàn)。這樣一來(lái)，高中生便可從實(shí)驗(yàn)當(dāng)中對(duì)光反射有關(guān)知識(shí)加以認(rèn)識(shí)、理解以及掌握[3]。

2.VR技術(shù)在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

探究性的物理實(shí)驗(yàn)需要重視培養(yǎng)學(xué)生操作能力以及對(duì)真理進(jìn)行不斷探索的精神。物理教師對(duì)VR技術(shù)加以合理應(yīng)用能讓高中生在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中完成實(shí)驗(yàn)操作，這樣除了能夠把可能影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的因素排除掉之外，同時(shí)還能讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)擁有一種新奇感，逐漸激發(fā)其對(duì)實(shí)驗(yàn)的探索興趣以及熱情。例如，在講授“光的折射”之時(shí)，光線會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成較大影響，但假設(shè)借助VR技術(shù)開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)，則能夠彌補(bǔ)實(shí)物實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，讓高中生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生探究興趣。因?yàn)樵诟咧形锢砜颇恐校瑢?shí)驗(yàn)時(shí)間非常少，學(xué)生對(duì)于探究類型實(shí)驗(yàn)的操作次數(shù)非常少，致使學(xué)生所學(xué)知識(shí)難以得到相應(yīng)實(shí)踐操作，進(jìn)而很容易將知識(shí)遺忘，難以得到相應(yīng)教學(xué)目的。因此，為讓高中生把所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐操作進(jìn)行完美結(jié)合，可借助VR技術(shù)開(kāi)展實(shí)際生活當(dāng)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)，讓高中生把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)之中，逐漸增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)興趣。例如，講授“電路”當(dāng)中短路問(wèn)題之時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)設(shè)備若發(fā)生短路則會(huì)給設(shè)備帶來(lái)較大損壞，因此很難進(jìn)行實(shí)際操作。對(duì)于這一實(shí)驗(yàn)，多數(shù)教師都通過(guò)演示方法進(jìn)行講解，并未讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行操作。但如果借助VR技術(shù)，便可對(duì)電路短路這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，讓高中生進(jìn)行操作，這樣除了能讓學(xué)生對(duì)短路原理加以理解之外，同時(shí)還能讓其對(duì)短路問(wèn)題加以有效解決。此外，借助虛擬實(shí)驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)，還能避免實(shí)驗(yàn)期間產(chǎn)生一些安全隱患，在確保實(shí)驗(yàn)安全這一前提之下，完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作。

結(jié)語(yǔ)

綜上可知，在物理實(shí)驗(yàn)之中對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠減少實(shí)驗(yàn)器材的整體消耗，并且不會(huì)受到實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量以及種類的限制，使得實(shí)驗(yàn)更加容易操作。VR技術(shù)能夠高度還原實(shí)驗(yàn)具有的真實(shí)性，逐漸培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的嚴(yán)謹(jǐn)精神，讓其逐漸養(yǎng)成一種探索精神。如今，在高中階段的物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，VR技術(shù)在演示實(shí)驗(yàn)以及探究實(shí)驗(yàn)當(dāng)中有著重要應(yīng)用，借助這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)φ鎸?shí)實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行模擬，提高實(shí)驗(yàn)整體質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]汪紫婕.探討VR技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2018（1）：168+205.

[2]張士榮.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（3）：148-149.

[3]佘春華.基于多點(diǎn)觸控技術(shù)的高中物理虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].才智，2014（36）：69.

（作者單位：甘肅省酒泉市實(shí)驗(yàn)中學(xué)）