試論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中物理實驗教學中的應用

朱曉春

摘 要：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，教育改革的不斷施行，虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸出現(xiàn)在初中物理實驗教學中，為學生模擬了真實的實驗場景，使學生可以直接參與真實的實驗環(huán)境中。這樣的教學方法增加了初中物理實驗教學的趣味性，可以吸引學生的注意，調(diào)動學生參與物理實驗的積極性。本文就從初中物理的視域出發(fā)，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學中的應用進行一些探究。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);初中物理;實驗教學;應用

物理實驗是物理教學中的重要內(nèi)容，教師可以借助實驗培養(yǎng)學生的觀察能力、邏輯思維與科學素養(yǎng)，進而提升學生的學習興趣。同時可以讓學生在實驗過程中，加深對物理現(xiàn)象與物理規(guī)律的理解。但傳統(tǒng)初中物理實驗教學中還存在一些問題，如：儀器設備不足、實驗中存在安全隱患等，影響了物理實驗教學質(zhì)量的提升。故以下筆者就針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學中的應用提出相關(guān)建議。

一、測量實驗中，方便學生觀察物理現(xiàn)象

作為一種基本的實驗類型——測量實驗在初中物理實驗中占據(jù)十分重要的地位。該類實驗主要考察學生對實驗器材的正確操作，也是其他實驗的基礎。但該類型實驗復雜程度不一，故面對一些復雜的實驗時，教師若不能在真實的環(huán)境中進行講解，則可能導致部分學生無法很好的了解。對此，教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助課堂，方便學生對相關(guān)物理實驗的觀察。

教師在講到“伏安法測小燈泡電阻”這一物理實驗時就可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件為學生營造真實的實驗場景，引導學生在實驗中觀察與探究。首先，教師應明確教學目標并在教學之前組織學生回顧“用電壓表與電流表測電阻”的方法，以此為之后學生之后的歐姆定律測量電阻值打下基礎。然后，教師可以采取虛擬實驗與理論講解相融合的教學方法，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件為學生展開實驗教學。教師可以：1.為學生展示各種實物電路圖，并引導學生根據(jù)歐姆定律的原理去連接。2.教師可以要求學生改變電阻數(shù)值（通過鼠標滑動變阻器的劃片），并要求學生記錄對應的電流、電壓數(shù)值。3.引導學生繪制小燈泡電阻的伏安特性圖。通過以上方法可以將實驗過程直觀的呈現(xiàn)在學生面前，方便學生的觀察，有助于加深學生的理解與記憶。

二、探究實驗中，培養(yǎng)學生探究知識能力

探究實驗是初中物理教學中一種常見的實驗，是以“問題”為線索，引導學生通過觀察、分析、探究與實驗，最終得到問題結(jié)論的一種實驗類型。探究性實驗可以幫助學生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)，有助于培養(yǎng)學生的觀察與探究能力，可以促進學生科學素養(yǎng)的提升。但由于探究實驗存在的外界因素較多，導致在實驗教學中部分實驗可能無法進行。對此，教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助課堂輔助課堂教學。

以初中物理“凸透鏡的成像規(guī)律”這一實驗為例。課前，教師可以以生活中與“凸透鏡”相關(guān)的生活實例導入教學（如：放大鏡、望遠鏡放映機等），并為學生提出相關(guān)的探究問題，如“物體距離凸透鏡的遠近是否會影響凸透鏡的成像特點？”、“凸透鏡的成像特點是什么？”問題設置之后，教師可以給予學生一定的時間讓學生獨立思考后可以學生之間互相討論，鼓勵學生用于提出自己的猜想。然后，教師可以讓學生借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)檢驗自己的猜想，并將實驗中的數(shù)據(jù)記錄下來。在實驗驗證之后，引導學生觀察數(shù)據(jù)、歸納并總結(jié)凸透鏡的成像規(guī)律。這樣的實驗教學中，教師可以在真實的實驗情境中培養(yǎng)學生的觀察能力，從而提升學生的科學素養(yǎng)。

三、演示實驗中，增強學生物理學習效果

另外，演示型實驗也是初中物理教學中一種常見的實驗類型。由于班級學生人數(shù)眾多，所以在真實的實驗場景中，部分學生無法直觀且全面的觀察實驗過程，阻礙了學生學習效率的提升。對此，演示型實驗可以有效解決這一問題。在教學過程中，教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)將實驗過程直觀且生動地呈現(xiàn)在學生面前，以便學生更好的觀察與理解相關(guān)的物理知識與物理規(guī)律。

以“探究電路短路問題”這一實驗為例。傳統(tǒng)物理教學中，教師通常采用兩種方法為學生講解該實驗，第一種：真實實驗器材講解，但由于學生人數(shù)眾多，故部分學生可能無法直觀且全面的觀察實驗。第二種，考慮到教學設備的安全問題，教師采用純理論講解，導致部分學生無法理解相關(guān)實驗知識。為改善這一情況，教師可以為學生將講解什么是短路。然后借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學生演示多種電路短路現(xiàn)象，讓學生觀察實驗并記錄實驗數(shù)據(jù)，學習相關(guān)知識，以了解電路短路的后果。這樣的實驗教學中，不但保障了師生的安全，保證了實驗的效果，同時可以有效提升教學效率。

四、總結(jié)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是科技飛速發(fā)展下產(chǎn)生的一種高科技的教學輔助工具。在初中物理實驗教學中的應用可以改變傳統(tǒng)實驗教學的片面性與單一性，為實驗教學注入了新的生機與活力，有助于激發(fā)學生對物理實驗的學習興趣，促進學生綜合能力的全面提升。

參考文獻：

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