關于虛擬實驗在高中物理教學中的應用

傅海亞

【摘要】隨著社會的快速發展，高中教育的教學環境發生了很大的變化，傳統的教學模式已經不再適應當下社會的發展需求。在高中物理教學中，虛擬實驗極大提高了學生對物理的好奇心與興趣，同時也彌補了傳統實驗教學的局限性。基于此，文章就當前高中物理教學現狀進行分析，并闡述了虛擬實驗在高中物理教學中的應用。

【關鍵詞】虛擬實驗 高中 物理教學 應用

【中圖分類號】TP391.9；G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）08-0177-01

物理作為一門基礎性學科，比較重視教學的職業化與實踐性，實踐能力與就業率是其教學的重點。如何把握好高中物理教學的尺度，提高教學質量是當前教學者必須解決的問題。在科學技術的不斷發展下，虛擬實驗被應用到教學領域中，以其自身優勢覆蓋整個實驗教學過程。

一、高中物理實驗教學的現狀分析

高中是學生最初接受教育的黃金階段，對學生今后的發展與生活都有著至關重要的影響，作為我國物理教學體系中的重要組成部分，物理教學有其自身的特殊性，學生對抽象知識理論的理解能力和動手操作能力都有著極高的要求。其中最主要的就是學生對物理的興趣，只有對物理產生濃厚的興趣，才可以提高學生學習的積極性與主動性。但是當前我國高中物理實驗教學中還存在很多問題。首先，實驗教學器材落后。教學器材是開展實驗活動的基礎與前提，由于學校資金不足對這方面的投入有限，很多器材和教學設備相對落后，根本無法滿足實驗教學需求，嚴重影響教學質量。

其次，教學思想與教學方法落后。在高中物理實驗教學模式中，主要是以老師為主導，老師只是對課程與教材進行講解。為了提高學校的升學率，忽視學生主體地位的發揮，尤其是物理相對比較難，教師缺少科學探索、科學思維與職業素養，只重視物理概念的傳播，不關注物理實驗的內化，使得實驗教學的質量得不到保證。

最后，實驗系統不夠完善，不重視學生動手實驗能力的培養。物理要求學生具有一定的邏輯性與思維敏捷性，脫離現實背景，以老師說教為主簡單演示為主的教學模式，使得學生根本無法理解實驗本身的教學意義，學生不能親自實驗和體會，在很大程度上限制了學生的思維模式，挫敗學習興趣與積極性，影響實驗教學的質量與效果。

二、虛擬實驗在高中物理教學中的應用分析

虛擬實驗是一種在理論研究與實驗研究基礎之上產生的一種新的科研方法，其本質是科學技術與網絡技術相結合的產物。隨著網絡技術與教育領域的不斷融合，使得虛擬實驗被應用到物理教學領域中，成為當前高中物理實驗教學的重要內容。

（一）虛擬實驗激發學生學習興趣

物理是一門實驗性學科，物理知識是在物理實驗的基礎上獲得的，只有在物理實驗中才可以讓學生深刻體會到實驗的意義和物理所包含的知識體系。虛擬實驗是根據物理教學要求與教育標準，利用計算機仿真技術、多媒體技術和網絡技術進行模擬實驗，解決了實驗教學中相關設備與器材落后與不足的問題，而且使得物理實驗不再受時間與地點的限制，極大地調動了學生學習的積極性與主動性，利用多媒體技術制成的仿真實驗充滿高新技術的氣息，引起學生強烈好奇心與興趣，提高學習效率[1]。

比如，在研究大氣壓強有多大這個問題時，傳統的實驗教學學生根本無法真切體會到，不能深入理解。而采用虛擬實驗，借助馬德保半球實驗，設置兩個半球分別由兩匹馬拉著，再增加到4匹、6匹、8 匹，在實驗的過程中添加聲音特效，讓學生有一種身臨其境的感覺，激發學生興趣。

（二）培養學生的創新能力與實驗能力

物理作為一門基礎性學科，對學生的邏輯思維能力與分析能力具有一定的要求，物理教學的主要目的就是培養學生的創新意識與創新思維，培養學生的物理感，使物理變得更加透明化，形成運用概念以求鞏固和強化，逐步提高學生思維的廣度與深度。而動手實驗就是培養創新能力的主要途徑，在虛擬實驗中學生可以大膽地做自己想做的事情，同時還需要教師積極探索科學適宜的教學方法，建立完整、清晰的物理實驗體系，幫助學生更好的學習物理知識。

比如，在講變阻器對燈泡亮度影響時，在老師的帶領下和學生一起利用虛擬實驗進行練習，準備好變阻器、燈泡、電源和電壓表，根據教材實驗要求設計測風速的電路，然后鼓勵學生自己動手設計更多的創新小實驗，同時培養學生學會運用辯證的思維模式來看待問題，培養他們創新精神與創新能力，樹立嚴謹科學的學習態度與思維模式[2]。

（三）通過虛擬實驗突破物理中的難點與重點

高中物理主要以專業課為核心，文化課程是為學生學習專業課進一步打下基礎。所以，需要在教材處理上必須貫徹學以致用的原則，需要組織專業課教材，可以適當舍棄那些與專業無關又比較難的內容。并且在物理教學實踐中，每個概念以及問題背后都隱含著極其豐富的知識，但由于傳統實驗受到時間、空間等因素的限制，無法保證實驗效果。利用多媒體技術可以彌補傳統實驗的弊端，結合物理教學特點，在教學形式上采取多樣靈活的教學方法。

比如實驗、小組討論、參觀學習等，同時還可以組織與專業有關的興趣小組，還可以利用多媒體技術中動態軟件設計，將物理中抽象的知識點通過動畫的形式展現給學生，突破難點與重點，讓學生更容易理解與掌握。

綜上所述，隨著科學技術與網絡技術的飛速發展，虛擬實驗被廣泛應用到高中物理教學中，改善了傳統物理教學的不足之處，激發學生學習興趣，提高學習的主動性與積極性，提高物理教學效率。

參考文獻：

[1]陳珊珊.現代教育技術支持下的初中物理實驗教學研究與實踐[D].華中師范大學，2017.

[2]袁建平.面向中學物理教學的三維可視化模型課件的設計與實現[D].電子科技大學，2017.