虛擬實驗融入物理教學探究

物理是一門以實驗為基礎的學科，通過實驗教學能夠讓學生直觀感受知識內容的存在。通過融入虛擬實驗，擺脫傳統器具實驗的場地、器材、操作等因素的限制，可以實時為學生展開實驗教學，對提升教學質量、強化學生學習興趣具有重要的指導意義和價值。

一、應用于物理量測實驗中

物理教學中會涉及一些較為簡易的量測實驗。這種實驗對器具要求也較為寬松，因此通過直接演示就能完成操作。然而在量測實驗時，如果過程較為復雜、所運用的器具較為多樣，這樣操作起來就會非常困難，這時可借助虛擬實驗方式展開教學引導。比如，在教學“伏安法測量電阻”的內容中，通過虛擬實驗平臺搭建，進行演示教學和實驗教學模擬，進而將電阻的伏安特性曲線內容為學生清晰呈現出來。在此過程中，先通過多媒體課件進行實驗原理預先呈現，對實驗過程中的難點和關鍵點加以明確，介入虛擬平臺，按照具體電路圖連接方式及實驗原理，通過鼠標滑動變阻器滑片進行其阻值的改變，并對電路中電流和電壓數值完成記錄，將燈泡伏安變化特性曲線繪制出來，在對電阻值改變情況進行分析的基礎上，明確電流與電壓的變化規律。

二、應用于演示實驗中

大班授課環境下，初中物理課堂進行演示實驗無法顧及課堂內每個學生，使得學生難以透徹觀察實驗現象，不能深刻理解相關實驗原理，久而久之會影響其學習的興趣和動力。所以通過演示實驗同虛擬實驗結合進行深度教學。比如，在對平面鏡成像原理相關內容演示中，在教學時，先為其介紹實驗中可能涉及的相關器具、參數、實驗原理，對實驗操作時的基本物理概念進行提前滲透。在具體實踐操作中，為學生演示入射角與發射角改變規律，并讓學生親自操作，對其大小進行測量，接下來記錄好所獲取的實驗數據，強化實驗互動效能。基于此，再融入虛擬實驗平臺，在實驗過程中需要學生親身參與，自行改變入射角大小，并對反射角改變趨勢進行詳細記錄，從而對平面鏡反射光線特征加以明確。在此過程中，虛擬實驗平臺發揮了巨大優勢，通過引導學生獨立完成實驗，掌握正確操作方法，與實驗現象密切接觸，發現規律，從而獲得參與感、提升成就感。

三、應用于探究實驗

探究性實驗對實驗環境有嚴格要求，明確規定了實驗中的材料和器材，由此可見，物理自主探究實驗開展中受一定實驗環境影響，導致實驗無法順利進行，數據記錄不夠準確，影響最終實驗結論。探究性實驗開展中，充分介入虛擬實驗平臺，降低外部環境干擾和影響。加以配置優越實驗資源，使實驗現象能夠清晰呈現出來，學生也能夠更好、更精準地觀察實驗數據。比如，在引導學生探究凸透鏡成像規律內容中，通過應用真實凸透鏡，讓學生觀察其物理形態特征，并對其組成材料進行講解。之后教師通過虛擬實驗平臺讓學生改變凸透鏡和物體間的距離。在探究中讓學生明確虛擬實驗平臺內物體成像基本特征，從形態大小對平臺內物體形態進行認真觀察，并完成相應規律總結。探究性實驗中，為了將學生主觀能動性切實發揮出來，確保其更加主動參與實驗中來，具體實驗開展中，應圍繞成像特征和具體操作過程，讓學生探索影響凸透鏡成像相關因素，例如，探索倒立、縮小的實像同倒立、等大的虛像成像距離。并通過鼠標時刻改變物體具體位置，對物體成像效果和物距間關系進行詳細記錄，進而引導學生獨立完成實驗探索。通過實驗親身操作，感受具體物理現象，對加深知識理解、提升自我探究能力都具有重要意義和價值。

總之，物理實驗教學中通過融入虛擬實驗方法具有重要的實踐與現實意義，它擺脫了傳統實驗的層層制約，使得整個實驗操作過程變得更加清晰明了，為學生打造和開辟了全新的實驗環境，使每個學生都能夠親身融入其中，這對提升物理教學質量，提升學生參與物理課堂的學習興趣具有重要意義及價值。

（作者單位：成都師范學院）