結合虛擬實驗優化初中物理教學

王繼紅

【摘要】物理實驗一般分為測量型實驗、演示型實驗、探究型實驗、設計型實驗以及操作型實驗，不同實驗的具體實驗過程不同，應用的實驗理論也不同，對學生的實驗能力要求也存在一定的差異。在傳統的實驗教學過程中，初中物理教師往往側重操作演示型實驗，實驗教學過程比較枯燥，學生的參與感不強。本文分析了在物理實驗教學中應用虛擬實驗的作用;其次，本文進一步分析了在物理教學中應用虛擬實驗的方式方法，希望可為廣大初中物理教師提供有效借鑒和參考。

【關鍵詞】初中物理;虛擬實驗;教學優化

在初中階段，物理課程是一門學生未接觸過的科目，與此同時物理是研究物質最一般的運動規律和物質基本結構的學科，因此初中物理學科是一門具有極大難度的學科。初中物理科目是一門實驗科學，書本中任一理論的得出都需進行大量的實驗，并且物理知識涉及運動規律以及物質結構，因此具有一定的抽象性，從而物理學科的講授需要依據實驗的開展。虛擬實驗是隨著互聯網發展而出現的一種新型技術形式，其既可保證知識講授通過實驗的方式，又可減少實驗設備的準備，并且保證實驗過程的安全性，因此，推進虛擬實驗在初中物理教學中的應用策略探究進程勢在必行。

一、創設教學情境

物理是一門觀察和實驗的科學，初中物理知識多是以實驗的形式呈現。學生如果只是一旁觀看而不是深度參與，就很難真正理解實驗結果，降低對教學活動的參與度。在物理實驗教學過程中，借助虛擬現實技術，教師可以依據教學目標的要求，引入教學內容設定，創設符合學生認知發展規律、吸引學生學習興趣、促使學生主動參與學習的教學情境，以此來激發學生參與實驗教學的熱情，營造愉快積極的學習氛圍，使學生對物理現象的發生產生探索、發現和認識的內在需求。例如在《透鏡及其應用》一課中，教師可以通過計算機凸透鏡成像模擬實驗軟件，模擬透鏡成像的過程，通過軟件操作按鈕上下拉動改變透鏡的焦點焦距，并對隨之改變的實像進行觀察，使學生更便于理解凸透鏡的成像規律。借助按鈕的拖動改變成像的狀態，學生感受到模擬實驗的神奇和有趣，以飽滿的熱情投入到教學情境的演練當中。學生在觀察操作中探究凸透鏡成像的規律，初步理解凸透鏡對光的匯聚作用等教學內容。

二、結合生活實際

在生活中，存在很多物理知識。教師要善于引導學生從生活中汲取物理智慧，細心觀察生活中所存在的事物。綜合以往的教學經驗不難發現，受傳統應試教育的影響，學生學會的知識，往往很難進行靈活的應用。這就使得學生對自己當前所學習的內容產生了懷疑，思考每天日復一日的學習究竟有什么意義。為了讓學生的學習盡可能的貼近生活，教師就需要在日常的教學中進行有效的滲透。物理與生活之間存在著密切的聯系，許多物理知識都是源于對生活現象的思考，然后反作用于生活，為生活帶來更多便捷。因此，教師可以結合生活實際，促進學生將知識學以致用。

例如，在教學“影響水蒸發快慢的因素”這部分內容時，教師可以讓學生結合生活經驗來進行思考。教師可以舉出“燒熱水”的例子，讓學生來猜想影響水蒸發快慢的因素。學生大致會給出相應的幾個答案，然后教師就可以通過虛擬實驗的形式來促進學生進行進一步的探究。最終，學生會得出“表面積”“空氣流速”“溫度”是影響水蒸發快慢的主要因素。在已有知識的基礎上，教師可以鼓勵學生到生活中去進行探索，驗證自己實驗的結論，并且應用到生活當中。這樣一來，通過結合生活實際，有利于促進知識學以致用，給學生提供更多的思考和實踐機會。

三、提高學生實驗參與感和實驗公平性

在傳統的物理實驗教學中，物理教師往往依據班級學生的認知和物理實驗室的格局，將學生分為不同的小組，要求小組同學合作完成具體的實驗任務。但由于學生對基礎實驗知識的掌握程度不同，物理實驗操作能力存在較為明顯的差異，導致一些學生在參與小組類型的實驗教學活動時“插不上手”，沒有實驗參與感，影響學生參與實驗活動的興趣和動力。在應用虛擬實驗后，教師可結合學生的實際情況，為學生選擇獨立實驗或者小組實驗。即使是在獨立實驗的情況下，學生也可在虛擬實驗平臺獲得較為充足的實驗資源，甚至可得到較為完整的實驗提示，從而使基礎不好、操作能力差的學生也可在自己的“小舞臺”，隨意練習和操作，進而在比較輕松、自由的實驗操作過程中，不斷摸索正確的實驗辦法，強化自身實驗操作能力。針對適合小組實驗的同學，初中物理教師也可利用虛擬實驗平臺開展小組實驗教學活動，要求學生根據實驗任務要求完成不同的數據操作，進而使學生在合作中探究實驗現象，在虛擬平臺的支持下，更自由地分工、更全面地記錄，從而使實驗活動的內容更豐富，公平性更好。

四、輔助復習知識

隨著新課程改革進程的推進，教師有意識推進課堂講解過程的改革，但是忽略了復習知識的過程。物理學科中，知識復習的過程是幫助學生建立知識框架，梳理知識脈絡的重要部分，因此教師應推進此環節的創新與變革，由此保證學生學習知識的條理性。為此，教師應將虛擬實驗運用至復習過程中，例如，教師在講解完“了解電路”這一單元內容后，首先教師要求學生自主回顧課程知識，建立知識框架，其次教師在課程結束的五分鐘前，將與課程相關的實驗過程展現給學生，由此為學生留有深刻印象，保證其在回想知識的過程中記憶的加深，最后教師將虛擬實驗發給家長，學生在完成課后復習的過程中借助實驗形式解決其認為的重點與難點，從而保證學生在再次回顧與理解知識。在這一過程中，教師合理運用虛擬實驗加深學生對知識的印象，促進其在觀察與實踐過程中深化對知識的理解。由此可見，教師運用虛擬實驗輔助學生復習，有助于學生直觀中感悟知識，從而提高對課程內容的熟悉度與掌握度，進而保證物理學習成效。

結語：在實際的教學中，物理教師可以靈活虛擬實驗，將其應用于導入物理新知，激發學生學習興趣和加強學生記憶等環節中，力求有效利用虛擬實驗提升初中物理教學的質量。

參考文獻：

[1]鄭珂，李新暉.基于VR的初中物理仿真實驗案例設計與研究[J].中國教育技術裝備，2020（15）：111-114.

[2]肖微.初中化學虛擬實驗平臺在教學中的應用形式與策略[J].基礎教育參考，2019（05）：44-45.