高中物理教學(xué)中建立與運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室初探

李雪彬

新世紀(jì)是一個(gè)科技信息化時(shí)代，并逐漸滲透于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，在教育教學(xué)領(lǐng)域中虛擬實(shí)驗(yàn)室也應(yīng)運(yùn)而生。虛擬實(shí)驗(yàn)室是計(jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)驗(yàn)步驟全部由計(jì)算機(jī)的仿真系統(tǒng)來(lái)完成，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化與虛擬化。這既是現(xiàn)代科技時(shí)代的必然產(chǎn)物，同時(shí)也是深化物理教學(xué)改革的重要趨勢(shì)。眾所周知物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在整個(gè)物理教學(xué)中占有非常重要的地位，發(fā)揮著極其重要的作用，實(shí)驗(yàn)既是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，更是主要的學(xué)習(xí)手段。新課改非常重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，明確提出要加強(qiáng)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。但是在具體的教學(xué)中受主客觀條件的影響，并不能夠完成所有的實(shí)驗(yàn)操作，整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于單一、封閉狀態(tài)。有了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室可以解決以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所難以解決的各類(lèi)問(wèn)題，可以讓全體學(xué)生全程參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中展開(kāi)主動(dòng)而積極的探究性學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生不僅可以掌握基本的物理概念與定理，還可以進(jìn)一步規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)，掌握學(xué)習(xí)物理的基本方法。現(xiàn)結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐對(duì)高中物理教學(xué)中網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用淺談如下幾點(diǎn)體會(huì)。

一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生愛(ài)上實(shí)驗(yàn)探究

正如烏申斯基所說(shuō)：“沒(méi)有興趣的強(qiáng)制性學(xué)習(xí)，將會(huì)扼殺學(xué)生追求真理的欲望。”探究活動(dòng)并非只是單一的智力因素參與的過(guò)程，而是一個(gè)智力因素與非智力因素共同參與、相互作用、相互影響的過(guò)程。其中以興趣為主的非智力因素正是學(xué)習(xí)強(qiáng)大的動(dòng)力源，是學(xué)生產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與認(rèn)知行為的源泉。沒(méi)有興趣的學(xué)習(xí)就是外加的沉重負(fù)擔(dān)，學(xué)生只是被動(dòng)參與、機(jī)械應(yīng)對(duì)、死記硬背，并沒(méi)有達(dá)到對(duì)知識(shí)的真正理解，與快樂(lè)學(xué)習(xí)也是背道而馳。實(shí)驗(yàn)具有鮮明的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這不失為激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的重要手段。但在以往的教學(xué)中受實(shí)驗(yàn)室條件、實(shí)驗(yàn)器材等因素的制約，許多實(shí)驗(yàn)不能完成;即使讓學(xué)生來(lái)做實(shí)驗(yàn)，限于安全因素、時(shí)間等，也大多是機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟完成，并未真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的激趣導(dǎo)思效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室具有強(qiáng)烈的現(xiàn)代化氣息，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)都是高中生所熟悉且喜歡的方式，這樣更能吸引學(xué)生的眼球，將學(xué)生的注意力集中起來(lái)，能夠同時(shí)帶動(dòng)學(xué)生的視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)等多種感官來(lái)參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，這使得學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣更濃、積極性更高，從而讓學(xué)生能夠全程參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中來(lái)。

二、模擬各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)主動(dòng)學(xué)習(xí)

物理基本的概念與定理并不是憑空產(chǎn)生的，而是科學(xué)家在大量的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的，是透過(guò)大量表象達(dá)到對(duì)事物的本質(zhì)認(rèn)知。只有將基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，再現(xiàn)真理發(fā)現(xiàn)全過(guò)程，這樣才能達(dá)到學(xué)生對(duì)知識(shí)的真正理解與掌握。而在現(xiàn)實(shí)條件中許多實(shí)驗(yàn)是無(wú)法完成的。如微觀粒子的運(yùn)動(dòng)、存在安全隱患的實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)條件有嚴(yán)格要求的實(shí)驗(yàn)等，在以往的教學(xué)中這些實(shí)驗(yàn)都難以完成，就只能采用機(jī)械的灌輸，讓學(xué)生來(lái)記憶結(jié)論性認(rèn)知。這樣的結(jié)果就是學(xué)生背得流利，但就是不懂、不會(huì)用，只知其然而不知其所以然。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室可以模擬各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以完成以往教學(xué)中所難以完成的各類(lèi)實(shí)驗(yàn)，將這些抽象而枯燥的物理知識(shí)寓于直觀而形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，讓學(xué)生通過(guò)操作與觀察來(lái)獲取感性認(rèn)知，并由此上升為理性認(rèn)知，這樣才能達(dá)到對(duì)抽象知識(shí)的深刻理解與靈活運(yùn)用。

三、開(kāi)辟師生互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)

新課改倡導(dǎo)自主合作探究式學(xué)習(xí)方式，明確提出了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，我們的教學(xué)要更加關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，要由以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，要將重點(diǎn)由教師如何教轉(zhuǎn)向?qū)W生如何學(xué)上來(lái)，構(gòu)建以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的雙主型教學(xué)模式，確立學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)主動(dòng)探究，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的雙向互動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室為師生開(kāi)辟了一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，在這里教師與學(xué)生可以一起來(lái)展開(kāi)積極的實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)師生之間的積極思維與主動(dòng)操作來(lái)完成更多的實(shí)驗(yàn)方案，并就實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果在師生之間、生生之間展開(kāi)積極的交流與討論，進(jìn)行思想的交匯與思維的碰撞。這樣更加利于學(xué)生深刻掌握基本的概念與定理，同時(shí)也可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)操作，這樣才能真正地學(xué)會(huì)物理學(xué)習(xí)。因此，在具體的教學(xué)中，遇到有分歧的問(wèn)題，我們可以引導(dǎo)學(xué)生來(lái)制定不同的實(shí)驗(yàn)方案，借助網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái)來(lái)將實(shí)驗(yàn)方案付諸于實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐同步，這樣學(xué)生通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)可以獲取更多的直觀認(rèn)知，再通過(guò)師生之間的共同交流與討論，就可以達(dá)到對(duì)這些基本知識(shí)點(diǎn)的深刻理解。

總之，建立網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室是新形勢(shì)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必然趨勢(shì)，可以突破以往教學(xué)中所難以解決的各種問(wèn)題，將物理教學(xué)與生活、與社會(huì)結(jié)合起來(lái)，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)主動(dòng)而積極的探究，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生的快樂(lè)學(xué)習(xí)、有效學(xué)習(xí)。

（責(zé)編 田彩霞）