虛擬實驗在初中物理課堂教學中的應用策略探究

摘 要：實驗教學一直以來都是初中物理教學中重要的環節，是培養學生科學探究思維，加強學生實踐操作能力的主要途徑。物理教學中的虛擬實驗指的是用計算機代替傳統實驗各操作環節的硬件操作環境，所取得的效果等于或者優于真實環境的實驗。隨著多媒體技術與信息技術的快速發展，以動畫制作軟件等構成的虛擬實驗演示課件，為學生學習物理實驗知識提供了一個新的路徑。一些經濟能力有限的學校，實驗器材和實驗設施不夠完善，所以將現代信息技術與傳統實驗相結合，建立虛擬實驗室，可以對傳統實驗進行有效補充。鑒于此，文章主要對虛擬實驗在初中物理課堂教學中的應用展開了探究，并且提出了相應的教學策略。

關鍵詞：虛擬實驗;初中物理;課堂教學;應用;教學策略

物理是一門能夠通過實驗檢測進行結果驗證的學科，物理實驗是加深學生對物理知識理解記憶的有效的途徑。應用物理實驗，能夠使學生對物理學科的學習更加深入，在進行實驗的過程中，學生也能夠學習到更多的知識，掌握更多的操作技能。由于課堂時間緊張，教師很少會讓學生進行大量的實驗操作，學生接觸實驗的機會也是少之又少。除此之外，由于經濟條件的限制，學校中提供實驗設備的條件也非常有限，即使教師有心開展實驗，也是“心有余而力不足”。虛擬實驗的存在為物理實驗教學提供了更多的可能性，為學生自身的實驗素質提高奠定了基礎。學生能夠通過虛擬實驗來接觸到更多的“實驗營養”，這對于他們來講是彌足珍貴的。

一、 創造實驗情境，渲染物理學習氛圍

綜合以往的教學經驗不難發現，教學情境在教學中的作用至關重要，能夠為學生提供一個良好的學習環境，讓學生在熟知教學內容的前提下進行學習。為了督促學生將注意力都集中在課堂上，教師需要憑借“趣味性”來吸引學生。在初中時期，學生剛剛開始接觸物理學習，對此充滿了好奇心和求知欲。要想讓學生打好物理學習的基礎，教師就需要在課堂中營造一種氛圍。物理學科對學生而言存在一定的難度，教師要給他們足夠的信心。在教學情境營造起來以后，教師的教學步驟也可以按部就班地進行。因此，教師可以創造實驗情境，通過各種有效的手段，渲染物理學習氛圍。

例如，在教學“視力矯正”這部分內容時，教師可以通過一張視力測試表來測試學生的視力。通過視力測試活動，能夠很大的提起學生的興趣，讓學生對當前的物理學習充滿熱情。值得注意的是，中學生的視力問題不容小覷，即使是通過課堂檢測，學生的視力問題也很容易暴露出來。教師應該借助物理課堂教學內容，提醒學生注意保護自己的視力。通過學習相應的視力矯正知識，學生也能夠學會如何進行自我保護。這樣一來，通過創造實驗情境，能夠渲染物理學習氛圍，讓學生懷揣著物理學習的夢想。

二、 結合生活實際，促進知識學以致用

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、 觀看虛擬實驗，展開交流與探討

讓學生通過虛擬實驗進行物理學習是一種有效的手段，為了讓學生能夠及時地整理自己所學習到的知識，開展交流與探討便成了一種必要的手段。對初中生來說，他們對同伴和集體的概念比較在意，適時地開展一些交流活動，能夠開拓他們的思維，增強他們的集體榮譽感和責任感。教師應該注意課堂教學的互動性，以此在班里營造良好的學習氣氛。上文中提到，由于物理學科的難度較高，學生在學習過程中可能會遇到許多困難，而教師又無法每時每刻都待在他們身邊，為他們解決疑問，所以學生之間的互幫互助就顯得格外重要。因此，教師可以組織觀看虛擬實驗，并且展開交流與探討。

例如，在教學“探究凸透鏡成像的規律”這部分內容時，教師可以在組織模擬實驗的過程中，讓學生進行交流和探討。隨著實驗的展開，學生能夠逐漸把握凸透鏡成像的一些規律。教師一定要通過交流與討論來打開學生的思維，并且在課堂上與學生進行及時互動。教師與學生之間的互動，能夠讓學生感覺到課堂的樂趣，也能夠提高他們的注意力。教師可以讓學生嘗試著來推測凸透鏡成像的規律，以鼓勵他們展開思考與想象。這樣一來，通過觀看虛擬實驗，展開交流與探討，有利于促進學生思維的開拓，讓學生對當前的物理學習產生更多的想法。

四、 建設仿真實驗室，促進虛擬實驗的開展

仿真實驗室是進行虛擬實驗的重要場所，虛擬實驗的展開，也需要仿真實驗室的支持。虛擬實驗在物理課堂發揮著重要的作用，能夠讓學生通過動畫來對實驗進行第一視角的觀察，了解實驗開展的一些步驟和技巧。實驗室從理論上來說，應該是每個學校都配備的，但是受種種因素的限制，學生并沒有機會走進實驗室去進行實驗操作。長此以往，學生在物理實驗這一方面的學習始終帶有很大的局限性。仿真實驗室具備了常規實驗室的一些優點，還能夠減少資金開支，達到“開源節流”的目的。因此，教師可以建設仿真實驗室，為學生提供良好的實驗條件，進一步促進虛擬實驗的開展。

仿真實驗室的建設離不開學校和家長的支持。在學校方面，應該關注學生實驗素質的提高，不能只讓學生進行文化知識的學習，而忽視了實驗方面的發展。為學生提供基本的物質保障是一方面，而學生是否能夠真正從中受益又是另一方面了。教師要及時督促學生實驗教學的學習，確保虛擬實驗的效果能夠落實到學生身上。家長也應該對學生進行積極的引導，讓學生對實驗的開展保持一個積極的態度。這樣一來，通過建設仿真實驗室，有利于促進虛擬實驗的開展，為學生提供了更多進行實驗學習的途徑。

五、 通過微課資源，指導學生學習

微課也是當前教學中應用非常廣泛的一種教學方式，憑借其短小而便捷的特點廣受歡迎。如果教師在教學中遇到一些學生理解起來比較困難的知識點，那么就可以利用微課來進行。教師應該根據自己的教學現狀進行篩選，做出合理的選擇。為了使微課在教學中發揮更大的作用，教師可以動用手頭上的一切資源。值得注意的是，微課的實施只是起到一個輔助作用，不能過度占用正常課堂教學的時間。這一點也需要教師在多次實踐中逐漸把握好。因此，教師可以通過微課資源，指導學生學習，發揮現代信息技術的作用。

例如，在教學“探究影響摩擦力大小的因素”這部分內容時，教師可以通過微課視頻來展示實驗的過程。教師可以讓學生對影響摩擦力大小的因素展開猜想。經過一番激烈的討論，學生會有許多奇妙的想法，教師可以留下懸念，先不告訴學生答案。經過微課視頻的觀看，學生對實驗操作的思路會逐漸清晰起來。最終，學生會得知，主要有“粗糙程度”“壓力”這兩個因素會影響到摩擦力。微課還有一個優點，就是在時間上不受限制，教師可以將資源分享給學生，讓他們自己選擇時間進行重復觀看，鞏固知識。這樣一來，通過使用微課資源，能夠有效指導學生學習。

六、 利用互聯網大數據，豐富教學資源

在教學資源方面，教師應該廣泛利用互聯網來展開整理和收集。教師可以到一些課堂網站上去進行教學資源的學習，作為優化自己課程設計的重要依據，這也是教師個人教學素質不斷提高的過程。教師要有堅定的教學信念，謙虛的教學態度，一定要在實踐中去吸取教學經驗，不斷豐富自己的教學儲備。在傳統教學中，教材是教師主要的教學資源，課程教學的內容也主要圍繞著教材進行。現如今，隨著信息技術的發展以及教學領域發生的變化，教師可以利用互聯網大數據，實現教學資源的豐富。

教師可以到一些網站上來獲取教學資源，通過分析教案、學案以及練習題，教師能夠重新產生教學的靈感，涌現出新的教學思想和理念。除此之外，教師要根據物理學科的特點來進行教學，強調虛擬實驗在學生學習過程中的重要性。教師可以在網站上觀摩其他教師的教學視頻，從中汲取經驗，找到自身教學存在的不足，并且及時地改正。這樣一來，通過利用互聯網大數據，有利于豐富教學資源，讓虛擬實驗在物理教學中發揮作用。

七、 教學創新，構建科學合理的教學模式

虛擬實驗在物理教學中的應用目前正處于發展階段，還會存在很多的問題與隱患。為了防患于未然以及解決現實問題，教師有必要進行教學創新。在教學的過程中，學生與教師是相互促進、共同成長的關系。學生隨著學習增長見識和本領，教師也需要隨著教學增長個人技能和素質。在初中時期，學生對物理學習始終處于一種比較懵懂的狀態，在接觸物理學科的真諦時，仿佛總是缺少一些“催化劑”。因此，教師可以實施教學創新，探索構建科學合理的教學模式。

教師可以從類似“教師工作坊”這樣的組織中吸取經驗，聽取一些處于前沿的教學理念與方法，并且通過觀摩實訓課，了解虛擬實驗在物理課堂當中的應用情況。除此之外，教師還應該參與到教學培訓當中去。每個學期，學校都會組織相應的教學培訓活動，促進學校之間的教育交流。教師應該積極地參與其中，并且與其他教職人員進行交流，及時地進行教學反思，以實現自身教學技能的發展。這樣一來，通過實施教學創新，有利于構建科學合理的教學模式。

八、 結語

綜合上文可以看出，在初中物理課堂教學中，虛擬實驗的應用能夠彌補實驗設施不足的缺陷，并且節省時間，提高效率。其一，教師可以創造實驗情境，構建一個良好的環境，從而渲染物理學習氛圍。其二，教師可以結合生活實際，讓學生汲取生活中的智慧，從而促進知識學以致用。其三，教師可以組織學生觀看虛擬實驗，然后展開交流與探討，使學生的思維不斷運轉。其四，教師可以建設仿真實驗室，與虛擬實驗一起作為進行物理實驗的“物質基礎”，從而促進虛擬實驗的開展。其五，教師可以通過微課資源，注意重難點的切入，指導學生進行學習。其六，教師可以利用互聯網大數據，瀏覽線上素材，豐富教學資源。其七，教師可以實施教學創新，從而構建科學合理的教學模式。

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作者簡介：

邵喜，江蘇省南京市，南京市溧水區東屏中學。