虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究

摘要：随着社会的发展，多媒体技术逐渐走入初中物理的課堂教学中，虚拟实验弥补了真实试验操作中存在的器材老化等问题，将计算机虚拟技术融入到教学当中，不但可以提高学生的学习热情，而且能够通过虚拟实验观察到每一个试验的细节，提高学习效率。

关键词：虚拟实验；物理实验；信息技术

初中物理的教学离不开实验，在传统的物理教学中，教师经常会因为实验装置的缺乏拖后实验或者取消实验，这样的情况严重影响了课堂质量。虚拟实验可以不受任何条件的束缚，教师利用多媒体技术向学生展示每一个实验的细节，用直观的感受提高物理教学效率。

一、 虚拟实验在初中物理实验教学中的意义

虚拟实验是一种通过计算机技术展现的实验模式，在多媒体教学当中，教师可以利用虚拟实验教学避免传统实验操作中的失误，为每一个学生提供良好的可视空间，增强了教育的平等性，保证每一个学生都能够通过实验掌握物理相关知识。

在传统的物理实验中，因为教师往往只顾着表达实验步骤，常常无法动作一致，不小心还会影响实验的效果，降低了教学的效率。而虚拟实验则避免了这些问题，多媒体技术可以将实验多次回放，以多种形式进行多角度放映，学生可以充分观察每一个实验的细节。通过慢放可以观察每一个实验的步骤，如果学生对某一个实验环节产生质疑，也可以通过虚拟实验重新巩固知识，加强对知识点的理解和记忆。因此，虚拟实验能够对每一个学生提供观察的空间，让学生探索物理知识的奥秘。

二、 虚拟实验在初中物理实验教学中的应用

（一） 虚拟实验在探究型实验中的应用

探究型实验是初中物理实验中非常重要的实验形式，一种方式是针对某一个问题进行实验的独立设计，从实验方案中对某一个问题进行探究；另一种方式则是将实验方案确立完成，学生自己动手进行实验，完成整个议题。许多探究型实验都需要借助虚拟实验的形式展开，通过模拟某种现象来探究问题。

以“平面镜成像特点”这个实验为例，主要探究物体在平面镜中成像的大小和位置关系，由于大小和位置在平面镜中无法直接测量，所以通过一个外形相同的蜡烛来代替镜中的成像。初中物理中类似的实验很多，只要对知识点进行透彻的理解，就能为虚拟实验的展开搭建平台。在做实验之前，可以先取一块玻璃板，点燃一支蜡烛放在玻璃板前，让蜡烛在玻璃板上成像，然后再拿另一支蜡烛放在玻璃板后，通过移动让蜡烛与像重合，记录下蜡烛的位置。这样就可以看出镜像与物体之间大小的关系，改变剥离板前蜡烛的位置，对结果进行验证。

这是非常典型的平面镜成像实验，通过虚拟实验让学生借助数据的分析来进一步探究平面镜成像规律。如果学生没有自己动手进行实验，只是听教师单纯讲述，那么知识点不会记忆深刻。只有借助虚拟实验过程，才能够让学生对于物理知识进行自主探究，加强学生动手操作能力。

（二） 虚拟实验在演示型实验中的应用

演示实验在物理课堂中也十分常见，教师可以通过实验让学生观察得更加仔细，在此基础上学生们自己得出一些实验结论，这就是虚拟实验的宗旨。教师在进行实验演示之前做好整个设计，尽量完整地还原实验原理或者规律，这样才能够让学生们通过实验过程得出准确的结论。

在研究斜面的机械效率时，在同一个斜面，不同的粗糙面，用弹簧测力计把木块沿着斜面拉上顶端，记录拉力的大小，通过测量木块重量、斜面长度和高度测出有用功、总功和机械效率，从而比较机械效率的大小。

学生还可以改变木板的倾斜程度和斜面的粗糙度来测量斜面的机械效率，通过几次测量提取平均值缩小误差，让学生们思考影响斜面机械效率的因素。这类问题在演示实验中十分普遍，演示的过程也是一个很好的教学环节，通过虚拟实验让学生们领会到正确的实验操作方法，能够让学生们总结出实验规律，对物理教学将会有很好的促进作用。

（三） 虚拟实验在验证型实验中的应用

物理课程中的很多验证型实验都会借助虚拟实验的模式，尤其是初中物理课程中学生们开始学习电学，在很多电路的实验中大部分都需要电路模拟。在研究串联电路的规律时，学生可以通过虚拟实验对串联电路的规律进行假设，在此基础上提出针对性的方案，如两个灯泡是如何串联起来连接到电源上的，通过每一个电流的连接点时又会出现怎样的变化，借助模拟实验才能够展开这些规律的研究，探究出串联电路的知识点。在实验过程中学生锻炼了动手能力以及对规律的总结能力。

学生们一般会猜测每一个电流的连接点电流都是相等的，随后进行实验来进行验证。分三次将电流表接入，测量电流的大小，总结三个连接点之间电流的规律。此类实验设计要以虚拟实验作为基础，进而更好地进行相关规律的探究，总结出三个电流的连接点完全相等，即使换上灯泡后也会一致，通过虚拟实验验证了学生的猜测，学生的能力也得到了充分的锻炼。

三、 结束语

初中物理是一门重视实验的科学，物理知识是在实验的基础之上得出的结论，因此实验教学在物理课程中起到了非常重要的作用，应该引起物理教师的重视。但是由于学校实验仪器的短缺，很多实验都无法落到实处，或者实验结果并不明显。随着网络的普及，中学生对实验的兴趣越来越浓厚，传统的实验内容已经无法满足学生的好奇心。虚拟实验能够完美地弥补传统实验的弊端，为物理教学提供良好的辅助作用，在初中物理课当中起到了重要的作用。无论是探究型实验还是演示型实验，都可以通过虚拟实验的模式进行展开，对提高初中物理教学效率有着良好的作用和意义。

参考文献：

[1]刘爱红.虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究[J].中学物理，2014，32（18）：19-20.

[2]刘书娟.虚拟实验在初中物理实验教学中的应用策略研究[J].中学课程辅导（教师通讯），2015，（10）：67.

作者简介：

吴平，江西省抚州市，江西省黎川县西城中学。endprint