關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

李曉虹

云南省臨滄市臨翔區(qū)一中

在物理教學(xué)活動(dòng)中，使用理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合教學(xué)方式有著眾多的優(yōu)勢(shì)，首先可以幫助教師吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，其次在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)中，配合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，可以有效的提升學(xué)生在對(duì)于物理知識(shí)的理解和觀察物理變化的現(xiàn)象。但是在傳統(tǒng)的物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，由于教學(xué)實(shí)施的不足和實(shí)驗(yàn)的安全性都會(huì)導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)的無法進(jìn)行，伴隨著信息時(shí)代的到來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完全解決了物理實(shí)驗(yàn)中的問題，全面的提升了物理教學(xué)的整體教學(xué)質(zhì)量。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的重要性

通過搭建虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)能夠給中學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)建良好的環(huán)境，擺脫時(shí)間和空間的限制，在開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生們可以自己選擇實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)主題選擇合適的儀器精心實(shí)驗(yàn)，改變了傳統(tǒng)的教師灌輸式教學(xué)手段，最大程度發(fā)揮學(xué)生的潛力。在中學(xué)物理教學(xué)中加入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)于中學(xué)的物理教學(xué)來說有著重要的意義，首先在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程由于實(shí)驗(yàn)器材的問題和實(shí)驗(yàn)安全性的問題無法正常開展，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的加入同時(shí)解決了這個(gè)問題，并解決了關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)課堂上使用的實(shí)驗(yàn)成本問題，降低了學(xué)校的成本支出。節(jié)約學(xué)校成本開銷。其次在提升了學(xué)生對(duì)于物理教學(xué)的學(xué)習(xí)效率，在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)加入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生鞏固了理論知識(shí)，提升了學(xué)習(xí)效果。最后在物理教學(xué)中，加入實(shí)驗(yàn)課程要求，可以有效的提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐性，在提升教學(xué)趣味性的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的積極性。同時(shí)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和觀察能力，對(duì)于學(xué)生的全面提高奠定了基礎(chǔ)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的意義

1.測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，方便學(xué)生觀察物理現(xiàn)象。作為一種基本的實(shí)驗(yàn)類型——測(cè)量實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中占據(jù)十分重要的地位。該類實(shí)驗(yàn)主要考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的正確操作，也是其他實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。但該類型實(shí)驗(yàn)復(fù)雜程度不一，故面對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師若不能在真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行講解，則可能導(dǎo)致部分學(xué)生無法很好的了解。對(duì)此，教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助課堂，方便學(xué)生對(duì)相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)的觀察。

2.演示實(shí)驗(yàn)中，增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果。另外，演示型實(shí)驗(yàn)也是中學(xué)物理教學(xué)中一種常見的實(shí)驗(yàn)類型。由于班級(jí)學(xué)生人數(shù)眾多，所以在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，部分學(xué)生無法直觀且全面的觀察實(shí)驗(yàn)過程，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。對(duì)此，演示型實(shí)驗(yàn)可以有效解決這一問題。在教學(xué)過程中，教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將實(shí)驗(yàn)過程直觀且生動(dòng)地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以便學(xué)生更好的觀察與理解相關(guān)的物理知識(shí)與物理規(guī)律。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1.在演示型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。演示型實(shí)驗(yàn)是物理教師常用的手段，通過演示可以引起中學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，但是演示型實(shí)驗(yàn)在很大程度上受到實(shí)驗(yàn)室的限制，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求比較高，例如，在演示光的反射時(shí)，一旦有條件不符合，那么實(shí)驗(yàn)可能會(huì)失敗，影響物理知識(shí)的科學(xué)性，這時(shí)就可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，首先介紹光的基本概念，如，入射光線、反射光線等，然后建立光的反射設(shè)計(jì)模型，演示光的反射實(shí)驗(yàn)，然后教師可以要求學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上通過移動(dòng)鼠標(biāo)改變?nèi)肷浣堑拇笮≡儆^察光線的改變，這樣能夠引起學(xué)生主動(dòng)探究的心理，對(duì)比入射角和反射角，得出結(jié)論，然后再有老師規(guī)范光的反射定理。

2.在探究型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。探究型實(shí)驗(yàn)就是要求學(xué)生主動(dòng)探究，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的規(guī)律，能夠提高中學(xué)生的觀察力和探究力，但是在探究的過程中會(huì)受到各方面條件的影響，導(dǎo)致探究結(jié)果的不準(zhǔn)確，計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)過程實(shí)施受阻。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就會(huì)保證探究實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。例如，在教師的指導(dǎo)下，探究凸透鏡的成像的規(guī)律時(shí)，運(yùn)用現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難總結(jié)成像的規(guī)律，最后只能死記硬背，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以演示物體由遠(yuǎn)到近逐漸靠近凸透鏡的過程，學(xué)生通過觀察和呈現(xiàn)的想象總結(jié)成像的特征，提高學(xué)生創(chuàng)新的發(fā)散思維。然后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，使用鼠標(biāo)拖動(dòng)物體，由遠(yuǎn)及近，很容易操作，也便于觀察，在觀察的同時(shí)，做好成像的記錄，總結(jié)特點(diǎn)，最后由教師規(guī)范成像規(guī)律。

3.在操作型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。操作型實(shí)驗(yàn)就是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)已經(jīng)具備的知識(shí)進(jìn)行連接、安裝和設(shè)計(jì)總結(jié)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的規(guī)律。在實(shí)際的中學(xué)物理教學(xué)中，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)真正進(jìn)行操作，沒有實(shí)現(xiàn)新課改的目標(biāo)。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高學(xué)生操作訓(xùn)練的機(jī)會(huì)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是科技飛速發(fā)展下產(chǎn)生的一種高科技的教學(xué)輔助工具。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的片面性與單一性，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入了新的生機(jī)與活力，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面提升。