VR技術(shù)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的作用

何建業(yè)

摘要：VR技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式的一種補(bǔ)充，對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了越來(lái)越廣泛的影響。本文以物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)，分析了VR技術(shù)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的作用以及具體的學(xué)習(xí)方法和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；高中物理；實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；作用

VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）是信息時(shí)代的特殊產(chǎn)物，該種技術(shù)集齊多媒體、數(shù)字圖像處理、傳感器、計(jì)算機(jī)圖形等內(nèi)容于一體，可以呈現(xiàn)立體化的視覺(jué)、聲音，在多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。如，在圖書(shū)館中應(yīng)用VR技術(shù)，能夠營(yíng)造出身臨其境的感覺(jué)，比起以往的知識(shí)獲取方式，VR技術(shù)更加豐富、生動(dòng)。其實(shí)，VR技術(shù)不僅在科技領(lǐng)域大展拳腳，在教育領(lǐng)域也有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

在高中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)無(wú)疑是難度非常高的一個(gè)內(nèi)容，常見(jiàn)的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)有運(yùn)動(dòng)描述實(shí)驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)合成與分解實(shí)驗(yàn)、機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是幫助我們掌握物理規(guī)律，學(xué)好物理學(xué)科的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，一般是通過(guò)老師講解——?jiǎng)邮植僮鳌n后總結(jié)鞏固的方式進(jìn)行，由于條件限制，親身操作的機(jī)會(huì)并不多。VR技術(shù)的出現(xiàn)，很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的種種不足。

1 VR技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的價(jià)值

VR技術(shù)是一種人機(jī)交互式仿真系統(tǒng)，最大的優(yōu)勢(shì)便是可以營(yíng)造出真實(shí)、生動(dòng)的情境，將我們置于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行探究。在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)應(yīng)用VR技術(shù)，我們可以自己通過(guò)各項(xiàng)命令的控制進(jìn)行操作，仔細(xì)觀察各個(gè)角度的實(shí)驗(yàn)變化，比起傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法，能夠領(lǐng)悟的更加深刻。此外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作是轉(zhuǎn)瞬即逝的，如果不把握好寶貴的實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，那么后面就不會(huì)再有類似的動(dòng)手機(jī)會(huì)，VR技術(shù)不同，通過(guò)VR技術(shù)，可以反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在每一次的學(xué)習(xí)中找到自己的不足，逐步提升自我。如今，每一個(gè)同學(xué)基本上都人手配備了筆記本、平板電腦、智能手機(jī)，VR對(duì)終端要求并不高，不管是通過(guò)電腦、手機(jī)還是平板，都能操作，既能在課堂上學(xué)習(xí)，在課后，也可以利用自己手中的移動(dòng)終端來(lái)深入學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2 如何發(fā)揮出VR技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的作用

2.1 利用VR技術(shù)將虛擬知識(shí)直觀呈現(xiàn)出來(lái)

在高中物理中，力學(xué)是基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)初中階段的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了基本的力學(xué)知識(shí)，也做過(guò)簡(jiǎn)單的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是，比起初中力學(xué)實(shí)驗(yàn)，高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度更高，抽象復(fù)雜，在高考中，力學(xué)實(shí)驗(yàn)也是考察重點(diǎn)，并且經(jīng)常與電磁學(xué)、光學(xué)知識(shí)交叉起來(lái)考察，如果力學(xué)實(shí)驗(yàn)掌握不過(guò)關(guān)，自然會(huì)導(dǎo)致高考得分大受影響。

在初中，我們學(xué)習(xí)的力學(xué)知識(shí)直觀，高中則與之相反，“重力”、“摩擦力”、“勻速直線運(yùn)動(dòng)”、“平拋運(yùn)動(dòng)”、“圓周運(yùn)動(dòng)”、“動(dòng)能定理”、“動(dòng)量守恒定理”等內(nèi)容更偏向于微觀范疇。傳統(tǒng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式，固然能幫助我們?cè)诓僮髦凶C明理論，但是只能簡(jiǎn)單觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加上現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課堂是以小組成員為單位，每一個(gè)同學(xué)能動(dòng)手操作的次數(shù)也較少，無(wú)法真正體會(huì)到力學(xué)實(shí)驗(yàn)背后的知識(shí)點(diǎn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)失去應(yīng)有的價(jià)值。

在實(shí)驗(yàn)操作完畢后，我們可以通過(guò)VR技術(shù)來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，先回顧一遍課本上的知識(shí)點(diǎn)，再通過(guò)VR技術(shù)的可編輯性、高仿真性來(lái)自己動(dòng)手操作，看看在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受力情況究竟發(fā)生了什么樣的變化，將物體運(yùn)動(dòng)速度放緩，仔細(xì)觀察。最后，再一次結(jié)合課本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)鞏固，這很好的彌補(bǔ)了我們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作中的不足，復(fù)習(xí)了舊知識(shí)，更好的消化、理解實(shí)驗(yàn)原理。

2.2 借助VR技術(shù)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭季S

學(xué)習(xí)高中物理內(nèi)容，固然是為了掌握其中的原理、概念，提高解題能力，在高考中取得好的分?jǐn)?shù)，但是更重要的，是要培養(yǎng)自身的物理思維。物理知識(shí)，都是經(jīng)過(guò)科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出，通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，能夠?yàn)槲覀兒罄m(xù)大學(xué)，乃至工作后問(wèn)題的解決打好理性思維基礎(chǔ)，VR技術(shù)在我們物理思維的培養(yǎng)上，也有積極的作用和價(jià)值。

在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)上，可以采用“先實(shí)驗(yàn)”、“后模擬”的方法，先進(jìn)行真實(shí)操作，再開(kāi)展實(shí)驗(yàn)?zāi)M，想一想這個(gè)定理、概念究竟是怎樣得出的，實(shí)驗(yàn)步驟要注意什么，如果實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)差錯(cuò)，會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，總之，物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，必須要多問(wèn)自己“為什么”、“怎樣解決”。

以“電路連接”實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展為例，在實(shí)驗(yàn)操作后，即可利用VR技術(shù)來(lái)進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，在操作不當(dāng)、連接錯(cuò)誤時(shí)，VR系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提示哪里出現(xiàn)了錯(cuò)誤，再開(kāi)動(dòng)腦筋想一想如何解決，在完全正確后，方可進(jìn)行下一步的操作。這種方法，本身就是對(duì)我們物理思維的鍛煉方式，物理是一門非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)操作，也必須要遵循嚴(yán)謹(jǐn)性原則，在VR系統(tǒng)中，只有保證連接方式和順序的正確性，才能保證實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展。養(yǎng)成了這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭季S后，不管是對(duì)待學(xué)習(xí)，還是生活，我們都能將這一思維遷移到其中，對(duì)自己的成長(zhǎng)也非常有益。

3 結(jié)語(yǔ)

VR技術(shù)是信息技術(shù)界的革命，對(duì)于多個(gè)領(lǐng)域，都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。將VR技術(shù)應(yīng)用在高中物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)中，讓枯燥的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變得豐富、趣味，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法單一、被動(dòng)的不足，對(duì)于我們物理思維的培養(yǎng)也非常有益。因此，在學(xué)習(xí)中，我們要善于應(yīng)用工具來(lái)輔助自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助自己突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭珍珍，陳晉. VR技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018（34）

[2]黃唯唯. VR技術(shù)在教育行業(yè)中的探究和應(yīng)用[J]. 數(shù)字通信世界. 2018（10）

[3]樊亞麗. 基于VR技術(shù)的攝影仿真實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)與建設(shè)分析[J]. 西部廣播電視. 2018（16）