虛擬實(shí)驗(yàn)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略研究

劉書娟

【內(nèi)容摘要】隨著現(xiàn)代化社會(huì)信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)也逐步走進(jìn)課堂。在初中物理的教學(xué)中，虛擬實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)了真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作中存在的器材缺乏、器具老化等問題，把計(jì)算機(jī)技術(shù)充分應(yīng)用到教學(xué)中來，不僅對(duì)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，更讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉轿坏刈屑?xì)觀察每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體細(xì)節(jié)，提高學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】虛擬實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn) 信息技術(shù) 教學(xué)質(zhì)量

初中物理的教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)的操作，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師常常會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)實(shí)驗(yàn)器具或者實(shí)驗(yàn)裝置的缺漏而拖緩甚至停止實(shí)驗(yàn)，這種現(xiàn)象嚴(yán)重降低了課堂質(zhì)量和課堂效率。而虛擬實(shí)驗(yàn)卻不受任何條件的制約，教師可以運(yùn)用多媒體給學(xué)生全方位地演示每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟以及每一個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的詳細(xì)過程，極大推動(dòng)了教學(xué)效率的提高。

一、虛擬實(shí)驗(yàn)為每一位學(xué)生提供了觀察的空間

虛擬實(shí)驗(yàn)以一種特殊的形式將物理實(shí)驗(yàn)全面、細(xì)致地通過計(jì)算機(jī)技術(shù)展現(xiàn)出來，在多媒體教學(xué)中，教師利用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠避免實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的差錯(cuò)，更重要的是讓班級(jí)里的每一個(gè)學(xué)生都能夠觀看到多媒體設(shè)備上的虛擬實(shí)驗(yàn)過程，減少了后排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中難以觀察的情況，因此虛擬實(shí)驗(yàn)為每一位學(xué)生都提供了可視的空間，增強(qiáng)了教育的公平性和一致性，保證了每一個(gè)學(xué)生都能夠享受到同樣的教學(xué)待遇，也為學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高提供了渠道。

在傳統(tǒng)的人工物理實(shí)驗(yàn)中，由于人員操作時(shí)要顧及到口頭表達(dá)、思維聚集、手頭操作等多方面的問題，不加以小心變回讓實(shí)驗(yàn)操作人員毀壞實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗，從而降低了教學(xué)效率。而虛擬實(shí)驗(yàn)避免了這一現(xiàn)象，多媒體放映可以通過回放、慢放、快放等形式進(jìn)行多角度地放映，因此學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)便又有了一個(gè)觀察的空間。通過回放和慢放能夠細(xì)化實(shí)驗(yàn)步驟，如果學(xué)生對(duì)哪一環(huán)節(jié)的內(nèi)容還未了解透徹，就可以通過這樣的途徑來進(jìn)行，每一個(gè)學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)的慢鏡頭也能夠重復(fù)鞏固物理知識(shí)，較強(qiáng)自己對(duì)知識(shí)的理解和記憶，這也是一種學(xué)習(xí)的有效方法。因此虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)γ恳幻麑W(xué)生的平等學(xué)習(xí)提供觀察空間，讓他們更加認(rèn)真地去探索物理知識(shí)。

二、對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的著重關(guān)注

虛擬實(shí)驗(yàn)因?yàn)槠渚哂行畔⒓夹g(shù)的特殊性，使得它在放映物理實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠暫停、快進(jìn)、快退，這些功能就為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了有效的途徑。比如在講解蘇教版初中物理“電流”這一知識(shí)時(shí)，其中的“電流方向判斷”和“電流大小計(jì)算”就是一個(gè)重要的部分。而電流無法再導(dǎo)體中察覺，也無法觸摸，所以對(duì)于初中生來說，電流是一個(gè)比較抽象和難以理解的概念，于是學(xué)生在電學(xué)的學(xué)習(xí)中也會(huì)常常出錯(cuò)。教材中雖然也有許多電路圖和相關(guān)的插圖，但由于沒有直觀性的性質(zhì)導(dǎo)致學(xué)生不能感受到電荷流動(dòng)。而虛擬實(shí)驗(yàn)卻能夠解決這一缺陷，在多媒體技術(shù)中，F(xiàn)lash可以便捷地做出導(dǎo)線的正極、負(fù)極電荷流動(dòng)圖像，并且能夠把電流的流動(dòng)過程詳細(xì)地展示出來，這就給學(xué)生理解電流知識(shí)提供了一個(gè)的畫面，學(xué)生通過Flash的運(yùn)動(dòng)畫面就能夠體會(huì)到電流的流動(dòng)狀況。從而一些重難點(diǎn)知識(shí)也可以輕而易舉地解決了，并且在觀察虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的直觀感受也能夠激起學(xué)習(xí)欲望，提高課堂注意力。

除此外，多媒體的表現(xiàn)途徑有著多樣性特點(diǎn)，動(dòng)畫設(shè)計(jì)、視頻制作等都是非常常見的方法。在講解蘇教版初中物理“浮力”這一內(nèi)容時(shí)，有關(guān)船閘開關(guān)和水位升降問題也是一個(gè)重難點(diǎn)知識(shí)。教師可以就可以通過動(dòng)畫制作來繪制出船閘開關(guān)與水位高低情況的動(dòng)畫圖，當(dāng)學(xué)生觀看后能夠明白當(dāng)船閘打開時(shí)，水位下降，船所受到的浮力也會(huì)相應(yīng)的變化。所以虛擬實(shí)驗(yàn)不僅讓物理學(xué)習(xí)更加生動(dòng)形象，也讓學(xué)生能夠真正掌握物理學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)知識(shí)。

三、虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮苊鈱?shí)驗(yàn)差錯(cuò)

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，很多學(xué)生由于對(duì)實(shí)驗(yàn)器材了解不足，又由于好奇心極強(qiáng)，在使用過程中容易對(duì)器材造成極大的傷害，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說是一個(gè)極大的隱患。如何器材有一定的傷害性，則會(huì)學(xué)生造成不良后果。比如酒精燈的使用不當(dāng)就會(huì)是產(chǎn)生燙傷現(xiàn)象，這是非常惡劣的后果。又例如在學(xué)習(xí)蘇教版初中物理的“電路”學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在進(jìn)行電路連接的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果連接錯(cuò)誤甚至?xí)斐捎|電現(xiàn)象。所以虛擬實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中是非常必要的，教師甚至可以應(yīng)用有關(guān)電腦軟件給學(xué)生模擬一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，比如學(xué)生在做電路連接時(shí)，如果連接錯(cuò)誤，軟件就會(huì)警告學(xué)生出錯(cuò)，并且給學(xué)生三次更正的機(jī)會(huì)。這樣就能夠避免學(xué)生不懂得實(shí)驗(yàn)器材而導(dǎo)致身體傷害的現(xiàn)象，并且在這種模擬的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不僅能夠加強(qiáng)自己對(duì)錯(cuò)誤的關(guān)注，更能夠讓學(xué)生從錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn)，從而學(xué)習(xí)到正確的操作方法，加深自己的印象。當(dāng)在生活實(shí)際中要利用到物理現(xiàn)象時(shí)，就能夠避免因?yàn)閷?shí)驗(yàn)掌握不透徹而導(dǎo)致的不良后果這樣的結(jié)果的了。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師也要注重學(xué)生對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)范的講解，先通過理論教導(dǎo)來警醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不要犯錯(cuò)誤。