高中物理實驗中VR技術的應用分析

郝瑞磊 趙洪芹

摘 要：高中物理學習涉及到大量的實驗，其中有一部分實驗難以借助傳統的實驗道具和器材來進行真實實驗場景展示。為了更好提升物理實驗課程的教學成效，讓學生能夠直觀的進行實驗過程觀摩，在高中物理實驗教學課程中，可以借助VR技術的引入，進行高難度物理實驗的模擬，提升高中物理實驗教學的趣味性。本文在研究過程中，主要是立足高中物理實驗課程視角，針對VR技術在實驗中的應用進行了研究。

關鍵詞：高中物理;實驗;VR技術;應用

物理是一門有較強實踐性質的學科。在高中物理課程設置上，設計了大量的實驗內容。在這些實驗中，有一部分實驗難以通過傳統的實驗道具進行實驗效果演示，所以這也給傳統高中物理實驗教學帶來了一些消極影響。

一、將VR技術引入高中物理實驗的價值和意義

近年來，隨著科技水平的改善，VR技術應運而生。在高中物理實驗課堂中進行VR技術的引入，能夠有效解決傳統實驗無法演示的難題，讓學生在實驗課程學習過程中，可以更直觀的進行物理實驗效果的理解和把控。同時借助虛擬模擬技術的引入，還可以充分調動學生進行物理實驗知識學習的興趣，讓學生在更真實的實驗模擬環境下，去探尋物理實驗知識的趣味性。

二、在高中物理實驗中VR技術的具體應用分析

在運用VR技術進行教學工作開展上，應用的情境包括兩類，第一種是實現學習情境的創設，第二種就是進行抽象概念的表述和展示。就高中物理課程教學而言，通過VR技術的引入，主要是用來進行一些傳統實驗道具難以演示，或是借助肉眼無法進行實驗效果觀察的物理實驗。在進行具體的實驗課程實踐中，借助VR技術，可以幫助學生更好的進行物理知識點的理解。

（一）借助VR技術進行理論的實驗化展示

物理學習中會涉及到較多的概念和理論。在進行這些虛擬的理論教學過程中，如果可以有效的引入VR技術，借助VR技術進行理論的展示，則能夠提升學生對理論內涵的理解，加深學生對理論知識的掌握。所以在進行物理理論教學上，教師可以借助VR技術來進行理論的實驗演示。

以牛頓第一定律的教學為例。實際上牛頓第一定律是完全立足理想化狀態下提出的理論，所以如果是通過現實的實驗設備進行該理論的演示，是永遠都不可能成功的。借助VR技術技術，教師可以在實驗演示的過程中人為的進行摩擦力的設置，設定摩擦力是零，進而實現對該理論實驗操作的成功模擬。通過實驗的方式，幫助學生更好的去理解牛頓第一定律，理解力和運動間關系有重要的價值和意義。

在具體實驗模擬上，可以結合不同的情況來做出不同的仿真模擬環境營造。比如設定斜面上有摩擦力存在，可以結合不同要求，對摩擦力的大小進行相應設置。此外還可以模擬斜面上不存在摩擦力的情況。通過不同情況的模擬進行虛擬實驗展示，讓學生通過肉眼的觀察去理解斜面上小球的運動狀態。結合這種模擬仿真，讓學生在進行實驗現象觀察的同時，也可以加深對相關理論知識點的理解和記憶。

（二）借助VR技術進行抽象實驗模擬

以“聲波傳播”的教學為例，在高中物理課程中，關于真空是否能夠進行聲音的傳遞，是高中物理實驗規定要求必做的實驗。在進行這個實驗的演示上，由于實驗本身對環境有較為嚴苛的要求，所以在進行課堂實驗演示的過程中，想要實現徹底真空環境的營造有較大的實現難度。結合過往的教學案例來看，有不少物理教師在進行該實驗模擬的過程中，嘗試了用多種方式來進行絕對真空空間的營造，但是鮮少有真正達成目標的情況。為了更好的改善實驗效果，在進行該實驗的演示上，通過VR技術的引入，能夠更好的去實現真空情境的營造，通過模擬的方式，達成實驗掩飾目的。

在進行教學上，實際上關于真空中是否能夠進行聲音的傳播，是一個非常有趣的聲現象。聲音的傳播是通過聲波方式實現的，但是對于聲波，由于這是一種難以觸摸，且無法用肉眼觀察的東西，所以在進行聲波內容的教學上，往往會有較大的教學難度。為了加深學生對聲波的理解，在這部分知識點的教學設置上，會有大量的實驗設計。比如在進行聲波的理解上，一般教師會借助示波器來向學生演示聲波的存在。但事實上即便如此，也無法真正讓學生體會到聲波的形態和存在，學生在進行聲波理解上依然會有較大的難度。所以在進行聲波教學實踐上，通過VR技術的引入，就可以借助仿真模擬的方式，將聲波傳遞過程中引發的周邊空氣震動的情況真實的模擬出來，通過空氣介質疏密分布以及波動的情況，幫助學生加深對聲波存在的理解。在這個過程中，借助VR技術實際上是把無色無形的聲波通過仿真模擬的方式，以可視化的方式呈現在學生的視野中。這對于更好的強化學生對聲波觀點的理解，提升聲波相關知識點的教學成效，有非常突出的價值和意義。

結語

隨著信息技術的飛速發展，越來越多先進技術的涌現讓我們的生活、學習環境都發生了相應的變革。在高中物理實驗課程教學的過程中，也應該與時俱進，引入更多先進的技術，提升高中物理實驗課程的實驗演示成效。借助VR技術，可以針對一些難以采用傳統實驗設備演示的物理實驗進行模擬、演示，以更真實的視覺效果幫助學生加深對實驗本身的理解，提升學生對高中物理實驗學習的興趣，同時也幫助學生實現對高中物理實驗內容的更深入理解和掌握。

參考文獻

[1]劉園.VR技術在教育領域的研究及應用[J].電腦知識與技術，2016（16）

[2]劉新.淺談新媒體技術對高校物理教育教學模式的影響[J].科教文匯，2017（01）

作者簡介：

郝瑞磊，1983.8，男，漢，山東聊城，榮成市第二十四中學，大學本科，教師，中學一級，物理實驗創新

趙洪芹，1979.10，女，漢，山東榮成，榮成市第二中學，大學本科，教師，中學一級，物理實驗創新