虚拟实验在中学物理教学中的重要作用

岳志兵++甘清源

摘 要：在物理教学中，对教师的教学和学生的学习重要且有效的方式就是做物理实验。在科学技术和信息快速发展的今天，物理实验也上升到了具有科技化和信息化的高水平方法。虚拟实验一开始是人们在做科学研究时使用的，慢慢的它被发展到了学生的课堂中，它在教学中发生了非常重要的作用，使教师和学生都可以使用先进的科技设备，解决了传统实验所不能解决的问题，增强了学生的学习积极性，提高了课堂效率。虚拟实验在中学物理课堂的使用，给物理课堂带来了新的生命力和活力。本文主要谈虚拟实验在中学物理教学中的重要作用。

关键词：虚拟实验；物理教学；作用

一、 虚拟实验可以帮助中学生更好的理解物理的抽象概念，可以让学生更有效的掌握理论知识

物理实验是对各种自然现象的反映，在中学物理课堂上，教师运用虚拟实验的方式给学生展示实验步骤方法以及得出的结论，也可以让学生积极参与自己动手操作，让学生进行有目的、有计划的观察。学生在这一系列的过程中，就会理解并且加对本节课所做实验的印象，这样一来，就可以把抽象的物理概念、枯燥的理论知识运用直观形象的方式展现在学生的眼前，从而使学生对物理概念和理论知识有了更深刻的理解。这样也可以提高课堂效率。例如，在讲到有关于指南针的知识时，真实实验只能是教师拿指南针让学生使用观察，而虚拟实验时可以更好的展示给学生指南针的设计原理，可以运用动画给学生展示形象具体的指南针的相关知识。这些都可以加深学生的印象，有助于学习。

二、 虚拟实验可以促进学生对所学习的物理课程产生浓厚的兴趣以及激发学生对新事物的好奇心，同时可以利用学生的兴趣让他们更快的学习计算机的使用

虚拟实验具有较强的直观性，教师运用虚拟实验进行教学，给学生的视觉带来了极大的冲击。教师要充分利用虚拟实验来设计课程所需要的实验过程，寻找一些学生感兴趣的东西，这样虚拟实验在学生眼里就会变得非常的神奇，学生就会对虚拟实验这种新事物产生强烈的好奇心。这样就可以提高学生对物理这门课程的学习热情。与此同时，在学生的眼里，虚拟实验只需要轻松的进行电脑操作就可以展现出非常完整清晰的实验过程，这样能够促使学生更快的去学习计算机的使用，掌握基本的计算机的操作能力。虚拟实验过程中，会需要学生自己积极的去观察，每个实验都会产生很多不同的数据和规律以及每个实验的要求，这个时候就需要学生在教师的讲解之外自己去处理自己观察到的各种信息，这一过程能够很好的培养学生对信息的处理能力。

三、 虚拟实验可以为各个学校提供学校条件和环境所不能满足的实验场景，而且会给学校节省一部分真实实验需要的费用

传统的实验对学校的教学条件和环境都有着很多的要求，经济条件好的学校就有好的教学条件，也可以为学生提供良好的环境让学生去进行实验。而对于一些经济条件和学校环境不那么好的学校，他们就没有能力给学生提供物理实验室，甚至也不能提供物理实验所需要的各种仪器。这样硬件设施就会影响学生受教育的水平。而虚拟实验的出现就很大程度上解决了学校面临的这一问题。

虚拟实验不需要建设设备完善的物理实验室，也不需要学校购买足够的实验仪器材，虚拟实验利用图像技术在电脑上制造虚拟的实验环境，教师在教学过程中通过软件通过电子设备就可以让学生体会到和真实实验一样精彩的过程，这样就使得大多数的学生可以感受到物理实验的有趣和奇妙。教师运用虚拟实验在物理课堂上给学生呈现实验过程，这样就可以使学校节省一部分资金的支出。

四、 虚拟实验可以防止学生受到像真实实验会出现的各种危险和不安全，而且会起到一定的环保作用

在物理实验中，总是会有一些实验过程非常危险，操作不慎就会受到伤害。而虚拟实验则避免了教师以及学生在实验过程中会遇到的各种危险，使物理课堂变得安全。例如在做和电路有关的实验时，传统的实验会因为学生的操作不当而具有危险性，利用虚拟实验给学生展示电路的连接电灯泡的发亮这些实验时，就不会存在安全隐患，也一样可以让学生真实感受实验过程。同时，传统实验对于一些高危险的实验是不能被操作的，在物理课堂上，学生就只能通过教师的讲解或者画图描述来理解，而运用虚拟实验进行教学则可以展示给学生生动的实验过程。

虚拟实验使得物理实验不再需要很多的实验器材，这样一来，实验器材的减少使用就会起到一定的环境保护的作用。例如电池、塑料、药品的使用都会造成环境污染，运用虚拟实验则可以不使用这些物品。

五、 虚拟实验使教学不再会受到时间不足、空间有限的影响，改变了以前教师的教学方式，这样可以让学生能够及时有效的进行学习和实验

传统的实验教学，会因为学校经费有限、实验室设备不足、学生时间不同等问题而使学生不能及时操作所需要学习的实验。这样有的班级就会自己分组进行实验，但是人数太多，时间又不充分，这些都不能达到学生学习的要求。而虚拟实验就可以让学生需要的时候及时的进行学习，可以教师统一让学生观看实验过程然后讲解研究，也可以让学生回家自己进行学习。这样一来，就能有效保证中学物理课堂实验能够紧跟学习内容，为学生的学习提供了更多的机会。

六、 虚拟实验的实验过程可以人为控制和把握，这样就可以使学生对实验现象和结果进行重复的观察和了解

传统的物理实验中，学生和教师对于每一节课的实验只有时间和能力做一次，如果在做实验的过程中，学生注意力不集中，或者实验进行过快，就会导致学生在做实验记录时不能够完整的描述整個实验。而且，学生如果当堂课不能完全掌握实验知识，在课后学习时就需要进行回忆，短时间还可以有大概的印象，时间过长的话就会缺失很大一部分的记忆。这种时候，虚拟实验就可以弥补这样的不足，虚拟实验可以完全真实没有错误的呈现每个实验过程，时间又可以很短，这样就很方便同学进行回忆复习，可以对同一个实验现象以及结果进行反复的观察和了解。

七、 虚拟实验的实验效果非常精确和真实，甚至能够得到比在实验室做真实实验更好的效果endprint

在传统的人工进行物理实验过程中，会因为一些原因导致实验出现误差。比如，在做一组需要测量的实验时，会因为学生使用的尺子的不同或者学生自己操作观察记录时的不同而影响整个实验的进行，也会使得实验结果出现多种情况而不能有效反映所需要的规律。如果使用虚拟实验软件来进行操作的话，就不会存在这样客观条件的影响，从而使得整个实验结果高度真实和精确。在测量物体的体积时也是一样的，总会因为天平和物体本身的不同而导致有误差，而使用虚拟实验则完全可以避免这一问题。

八、 虚拟实验的实验内容可以达到最新的科学发展水平的要求，能够获得比较新的资源和方法

科学发展十分迅速，物理实验所需要的各种仪器药品也都在不断的进行优化发展。如果是在传统的实验过程中，学校提供的仪器资源都是不能够随时更新变换的，这样就使得实验一直在旧的发展阶段进行。而虚拟实验的使用，不仅能够随时跟随科学技术发展的水平，使教学处于发展的前沿，而且还有可能具有超前意识，自己运用知识构建自己想要的实验，不必拘泥于过去的规律。

九、 虚拟实验的运用能够使教师在教学过程中可以使用各种各样的实验方法，拓宽学生的视野

在传统的物理课堂的教学中，教师在进行物理实验的教学时，只能严格按照实验室规定去操作实验来进行教学。而虚拟实验的出现，使教师可以利用各种各样的教学手段。学生在实验时，不用再受到客观因素的影响，比如学校实验室会有开放时间的限制，在课堂实验操作时必须严格按照书本要求来进行操作。学生可以自由的进行操作，将实验内容、课本知识与自己的思考有机结合起来，拓宽在实验时的视野。因此，虚拟实验的运用能够使教师在教学过程中可以使用各种各样的实验方法，提高课堂效率。

十、 总结

物理实验在中学的教学中有着非常重要的作用，虚拟实验的使用就会使得物理实验在学生的学习中更加的锦上添花。虚拟实验给物理课堂注入了新的生机和活力，它可以为学校减轻经济压力，可以提高学生的学习效率，促进学生的各种能力的提高。教师和学生都要有效应用虚拟实验，充分发挥其优点，为物理实验做积极的贡献。

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，2014，9（9）：19-20.

[2]王玉琼.虚拟实验在中学物理教学中的应用研究[D].成都：四川师范大学，2008.

[3]张伟.运用虚拟实验，提高初中物理实验教学效率[J].学周刊，2015，（11）：59-60.

[4]吴旭燕.虚拟实验技术及其在中學物理实验教学中应用[D].上海：华东师范大学，2008.

作者简介：岳志兵，一级教师，甘肃省陇南市，成县陕西师范大学成州中学；甘清源，二级教师，甘肃省陇南市，成县陕西师范大学成州中学。endprint