VR如何與初中物理實驗教學整合

福建省尤溪縣梅仙中學 陳培煒

初中物理八年級剛剛起步，為了吸引學生興趣，讓他們更好地駕馭物理，實驗教學對學好這科起著至關重要的作用。學生只有通過動手實驗，才能真正理解和掌握該學科，從而知道一定的基本知識、掌握一些實踐能力，并初步學會操作實驗的基本技能。隨著技術發展，利用V R等輔助實驗教學工具的應用已成為教育者和被教育者所關心的重要問題。V R的英文全稱為V irtual Reality，它的中文譯名五花八門，沒有一個統一的說法。我國著名科學家錢學森曾建議把它翻譯為“靈境技術”。當然，V R技術就是虛擬現實技術，它能夠讓我們在所創造的虛擬世界中體驗著現實世界同樣的情境，V R在很多領域都有著廣泛的應用。隨著現代化技術不斷發展，V R技術應用到教育教學中的例子也越來越多。把V R與初中物理實驗教學整合，將給予學生更多的參與實驗的機會，讓V R輔助的教育教學更好地保證初中義務教育階段的教學高效性。讓V R輔助的教育教學更好地激發初中義務教育階段孩子的創新性。

一、VR與初中物理實驗教學整合的意義

現階段農村初中基本沒有實驗員，以至于沒有辦法在上課之前準備好相應課程實驗所用的器材。再加上維護跟不上，有些實驗根本無法完成。并且儀器設備更新率很低，實驗內容陳舊，無法激發學生的實驗積極性。實驗室有限，無法滿足整個年段學生分組探究的需求。實驗教學過程中實驗設計主要也是驗證書本上的理論、讀取一些數據的單一性實驗。這樣的實驗很難讓學生們處于主體地位。由于這些種種原因的限制，初中物理實驗教學往往不能很好地進行。

此時出現了V R，不僅不需要實驗員每堂課前煩瑣的準備實驗儀器，還能完成有些本身根本無法完成的實驗。而且V R技術如今已十分成熟。雖然它只是計算機所創造的虛擬世界的事物，但是具有感知性、智能性、交互性和構想性的基本特征。V R這種技術整合了計算機圖形圖像技術、現實仿真技術、多維度空間技術等等的多種先進科學技術。V R還能夠模擬出人的視覺、聽覺、觸覺等的感官功能。讓我們在模擬的世界里也可以通過語言、動作等方式進行實時交流。具有實驗的親身體驗性，這樣的高科技應用于教育教學學生能不感興趣嗎？

二、VR照亮初中物理實驗教學“暗區”

信息技術的高速發展給經濟發展插上了騰飛的翅膀，也給我們教育教學帶來全新的教學模式。這種新模式下，V R技術為初中物理實驗教學“暗區”開啟了新的門窗。滬科版《物理》八年級第一章《打開物理世界大門》就讓學生們感知物理研究的就是大到宇宙小的夸克的一門自然科學。可是老師絞盡腦汁即使配上形象生動的ppt也無法讓學生感受宇宙的浩瀚和夸克的渺小。此時，V R給我們帶來了全方位多角度的輔助。讓學生親眼看著由一個女孩到一片草地到地球、太陽系、銀河系感知什么叫浩瀚的宇宙。再由女孩的眼睛到神經系統到一個分子、原子、原子核感知每一個夸克在游動。短短幾分鐘的V R展示，高效率于我們滔滔不絕敘述一節課。

牛頓第一定律貫穿初中到高中乃至大學，然而每次講牛頓第一定律時，理想實驗要讓學生明白就得花費不少心思。光滑的世界是什么樣子的？這個難題終于可以讓V R來解決了。V R世界里，光滑的生活情境呈現在學生眼前。學生從中形成深刻的印象。學起來自然輕松有趣。V R還可以解決某種物理現象或規律的形式，并能讓學生在學習過程中體驗到強烈的親切感，效果可想而知。

三、VR捍衛初中物理實驗教學“險區”

十三五規劃后，更注重培養學生的自主意識。如今的學生自主意識也很強，出于好奇常常會進行一些你講解時提及不能怎么樣的操作。“為什么不能這樣做？”教師再怎么娓娓道來也扼殺不了一些孩子的求知欲。為了滿足求知欲，這些學生會忍不住自己進行嘗試。這一嘗試輕者損壞了儀器、重者可能會危及孩子生命安全。這時候我們何不自己把這些“險區”讓孩子在V R中體驗，讓學生有深刻的認識呢？

就以電學為例。我們初中強調，不高于36v的電壓為安全電壓。而學生看見的第一反應是高于36v的電壓我們接觸后會怎樣？而且我們生活用電電壓高達220v。雖然我們反復強調220v我們接觸短時間就會斃命。萬一學生鋌而走險出于好奇去試試呢？這時候V R就能既保證學生安全又能讓學生親身體驗觸電的感覺。從此對看不見、摸不得的電有了新的認識。還有在學習熱機時，將化學能轉化為機械能的做功沖程講解時，為了更形象描述“爆缸”，老師們會想到用小鞭炮在剪斷的礦泉水瓶里爆炸。很形象生動展示了能量轉化的過程。但是如果課后學生不滿足于課堂的小實驗，自己再去過把癮。孩子又不知道其中的危險，可能就會帶來不必要的麻煩。V R就能讓學生感受大爆炸帶來的沖擊感和震懾力。既滿足了“問題”學生的求知欲，又給學生對實驗規則有了深刻的印象。又避免傳統的實驗教學方式帶來的危險。明確了初中物理實驗教學中的“險區”。

四、VR覆蓋初中物理實驗教學“盲區”

新課程之后，探究性實驗更是成為了物理實驗教學的重中之重。在探究活動中，通過經歷和科學家進行探究時的相似過程，知道物理知識與技能，感受科學探究的樂趣，了解科學家的研究方法，領悟科學的思想和精神。這正體現了《課程標準》中著重培養學生自主學習的精神。V R實驗室更好地為學生提供了一個自主探究的平臺。學生可以完全按照自己的設想去進行實驗情境的創設。并可以由多人通過該平臺進行合作與討論，共同完成探究性學習。教師不必出于某種擔心而畏首畏尾。在V R中，學生通過自主探究，用最直接的方式獲取了自己最想要的知識。身臨其境的經驗總結將是學生最深刻最難以忘記的知識。V R深入應用在物理實驗教學和學生現實生活的實驗情景相比較。通過提出問題、猜想假設、動手操作、交流合作等探究活動，獲得新知識、獲取新技能、掌握新方法、領悟新情感。讓探究性學習不再是一句空話。讓初中物理實驗教學真正的內涵在V R中得以拓展。讓V R成為初中物理實驗教學的營養液，為初中物理實驗教學更高效地服務于義務教育物理教學提供強有力的保障。

總之，隨著現代化科學技術的發展，V R與物理實驗教學的整合將更好地輔助初中物理實驗教學課堂。V R引進教育教學領域將給教育者、受教育者帶來一個新的實驗教學模式契機。與此同時，我們也要看到，V R與初中物理實驗教學整合是一個新興事物，還有許多問題需要同仁們去研究、探索。但我們要確信V R與初中物理實驗教學的整合終將在初中物理教育教學中大有作為。

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