运用虚拟实验，提高高中物理实验教学效率

周广力

摘 要：计算机信息技术不断渗入教学课堂中，为现代高中物理实验教学奠定了良好的技术基础。通过计算机信息技术的运用，有效地将虚拟实验室带到高中物理教学课堂上，显著提高了现代高中物理实验教学的质量。根据高中物理实验室的教学目标，针对实验室的特点、物理实验室的相关实际操作和应用以及高中物理实验室的教学质量等所存在的教学问题进行研究。虚拟实验主要是通过计算机信息技术的支持，利用信息科技构建虚拟的仿真实验室，并结合Flash课件，以实现网络信息化的虚拟实验，能显著提升学生的物理知识实践能力，提升学生的自主学习能力，同时还能更大程度地发挥学生的创造力。

关键词：虚拟实验；高中物理；效率

随着计算机信息技术不断渗入教学课堂中，这为实现高中物理实验操作带来相当大的积极影响作用。同时运用计算机信息技术，将虚拟实验室引进课堂，直观地将物理知识通过虚拟实验展现在学生面前，显著将实验教学的课堂效益提升。虚拟实验主要是通过计算机信息技术的支持，利用信息科技构架虚拟的仿真实验室，并结合Flash课件，以实现网络信息化的虚拟实验。在高中物理课堂的教学中灵活将信息技术化的虚拟实验渗透进物理理论教学中，对深化物理教学改革至关重要，同时能有效激发学生的学科积极性以及学习兴趣，进而有效提高实验教学效率。

一、物理教学中运用虚拟实验的好处

1.有效减少物理课堂实验的成本

在以往的传统高中物理教学过程中，进行实验操作的时候均是要借助相关的实验器材才能完成。然而用于物理实验操作的相关专业器材费用相对比较高，且相对比较容易损坏，因此整个物理实验进行下来，耗费教学经费相当大，但是利用虛拟实验室，能在很大程度上将传统实验室的成本降低，通过实验器材的信息科技数字化，运用虚拟仿真实验系统的教学模式，不仅能降低成本，同时还能全面实现高中物理课堂上的实验教学。

2.化解时空限制的教学局限性

在以往旧式的器材实验室教学中，经常会受到时间以及实验空间的限制，出现这种现象主要是因为实验室相关器材相对短缺，且空间有限，不能同时一次性让学生进行相关物理学科课程的操作学习。然而通过虚拟实验室的运用，促使高中物理实验实现数字化传播，并且在时间和空间上不受到任何限制，只要课程设计中需要，师生便能随时通过信息化虚拟实验室进行相关课程的实验操作。

3.有效把控实验过程中的节奏

在传统式的相关物理器材实验室教学过程中，对于部分瞬间即逝的物理实验现象相对比较难观察到，而通过进行虚拟数字化实验操作，我们可以通过信息科技技术将实验现象进行缓慢播放，以把控实验的节奏，有效观察实验现象，更好地帮助学生对课程实验进行相关笔记记录，以帮助学生更全面地进行实验操作与学科思考。

4.有效保证实验过程中的人身安全性

高中物理学科理论知识相对比较难，且相关的物理实验的难度系数以及危险性系数相对比较高，一旦实验操作失当，有可能引发某些危害，以影响操作者的生命安全。但是通过使用虚拟实验室进行实验操作，那么就能排除掉实验里存在的一系列安全隐患，这样进行物理课堂实验更加安全。

二、虚拟实验的作用

1.提高学生学习积极性以及学科兴趣

在教学过程中，有效地将学生引导到学科理论知识的海洋里让其自主进行学习，依靠的不是强制性管制，而是学生发挥自身能动性主动地学习，并对所学习的学科怀揣着兴趣、热情以及学习信心。在以往的教学过程中，教师的教学方式相对比较单一、枯燥，物理学科的知识传授更是由教师使用粉笔在课堂上进行书写绘画，因而大部分学生并不能很好地参与到教学活动中。长期如此，学生在课堂上逐渐变得烦躁、思维不活跃，导致整个高中物理实验的课堂教学质量下降，即使是教师使用简单实验操作也不能有效地帮助学生提升学习兴趣。通过使用虚拟实验网络系统，将实验教学附上浓郁的现代技术色彩，以给学生带来科技现代化的视觉冲击，更加有效地帮助学生集中注意力，提高学生的学习热情和参与实验学习的积极性。

2.虚拟效仿实验现象，指导学生自主研究探讨

实验是教师引导学生自主进行研究探讨的一种科学的教学手段，通过使用虚拟实验教学方式，将抽象的高中物理理论知识融入实践性实验中，以深化学生的学习思维逻辑性，通过虚拟实验的运用，将抽象化转变成形象化，将实验静态转变为实验动态，将实验微观性转变为实验宏观性。比如，在教学马德堡半球的物理实验的过程中，教师可以用实验中对两个马德堡半球进行真空处理，将空气抽取出来后两个半球无法拉开的现象，向学生展现大气压强，但是大气压强到底有多大，运用传统的实验方式几乎是不可能让学生感受到的。但是通过使用虚拟实验验证马德堡半球实验，将实验中的两边马匹逐渐以两倍进行增加，直至成功将半球有效分开，能真切地让学生感受大气压强的大小。

3.扩展了学生的操作空间，挖掘学生的创新力

在传统的实验室操作中，学生初始接触物理实验，由于心里对实验操作以及相关的实验过程、设备等可能发生不安全事故的担心，导致学生在实践过程中过多顾虑，致使实验课堂的效率下降。通过虚拟实验课堂，为学生提供了全新的安全性实验实践渠道，学生可以放心地按照自己创新能力以及想象能力开展实验操作，进而有效激发了学生的学习积极性与主动性，扩展了学生操作空间，挖掘了学生的创新力。

参考文献：

[1]邓小静.基于虚拟仪器的高中物理实验教学设计的初探[D].华中师范大学，2012.

[2]张俊年.运用虚拟实验，提高初中物理实验教学效率[J]. 学周刊，2016，1（3）：125.

[3]孟艳朋.虚拟实验对高中物理实验教学的辅助作用初探[D].云南师范大学，2007.

[4]佘春华.基于认知灵活性理论的高中物理虚拟实验教学平台的设计与开发[D].广西师范学院，2011.

编辑 李博宁