高中物理实验中VR技术的应用分析

郝瑞磊 赵洪芹

摘 要：高中物理学习涉及到大量的实验，其中有一部分实验难以借助传统的实验道具和器材来进行真实实验场景展示。为了更好提升物理实验课程的教学成效，让学生能够直观的进行实验过程观摩，在高中物理实验教学课程中，可以借助VR技术的引入，进行高难度物理实验的模拟，提升高中物理实验教学的趣味性。本文在研究过程中，主要是立足高中物理实验课程视角，针对VR技术在实验中的应用进行了研究。

关键词：高中物理;实验;VR技术;应用

物理是一门有较强实践性质的学科。在高中物理课程设置上，设计了大量的实验内容。在这些实验中，有一部分实验难以通过传统的实验道具进行实验效果演示，所以这也给传统高中物理实验教学带来了一些消极影响。

一、将VR技术引入高中物理实验的价值和意义

近年来，随着科技水平的改善，VR技术应运而生。在高中物理实验课堂中进行VR技术的引入，能够有效解决传统实验无法演示的难题，让学生在实验课程学习过程中，可以更直观的进行物理实验效果的理解和把控。同时借助虚拟模拟技术的引入，还可以充分调动学生进行物理实验知识学习的兴趣，让学生在更真实的实验模拟环境下，去探寻物理实验知识的趣味性。

二、在高中物理实验中VR技术的具体应用分析

在运用VR技术进行教学工作开展上，应用的情境包括两类，第一种是实现学习情境的创设，第二种就是进行抽象概念的表述和展示。就高中物理课程教学而言，通过VR技术的引入，主要是用来进行一些传统实验道具难以演示，或是借助肉眼無法进行实验效果观察的物理实验。在进行具体的实验课程实践中，借助VR技术，可以帮助学生更好的进行物理知识点的理解。

（一）借助VR技术进行理论的实验化展示

物理学习中会涉及到较多的概念和理论。在进行这些虚拟的理论教学过程中，如果可以有效的引入VR技术，借助VR技术进行理论的展示，则能够提升学生对理论内涵的理解，加深学生对理论知识的掌握。所以在进行物理理论教学上，教师可以借助VR技术来进行理论的实验演示。

以牛顿第一定律的教学为例。实际上牛顿第一定律是完全立足理想化状态下提出的理论，所以如果是通过现实的实验设备进行该理论的演示，是永远都不可能成功的。借助VR技术技术，教师可以在实验演示的过程中人为的进行摩擦力的设置，设定摩擦力是零，进而实现对该理论实验操作的成功模拟。通过实验的方式，帮助学生更好的去理解牛顿第一定律，理解力和运动间关系有重要的价值和意义。

在具体实验模拟上，可以结合不同的情况来做出不同的仿真模拟环境营造。比如设定斜面上有摩擦力存在，可以结合不同要求，对摩擦力的大小进行相应设置。此外还可以模拟斜面上不存在摩擦力的情况。通过不同情况的模拟进行虚拟实验展示，让学生通过肉眼的观察去理解斜面上小球的运动状态。结合这种模拟仿真，让学生在进行实验现象观察的同时，也可以加深对相关理论知识点的理解和记忆。

（二）借助VR技术进行抽象实验模拟

以“声波传播”的教学为例，在高中物理课程中，关于真空是否能够进行声音的传递，是高中物理实验规定要求必做的实验。在进行这个实验的演示上，由于实验本身对环境有较为严苛的要求，所以在进行课堂实验演示的过程中，想要实现彻底真空环境的营造有较大的实现难度。结合过往的教学案例来看，有不少物理教师在进行该实验模拟的过程中，尝试了用多种方式来进行绝对真空空间的营造，但是鲜少有真正达成目标的情况。为了更好的改善实验效果，在进行该实验的演示上，通过VR技术的引入，能够更好的去实现真空情境的营造，通过模拟的方式，达成实验掩饰目的。

在进行教学上，实际上关于真空中是否能够进行声音的传播，是一个非常有趣的声现象。声音的传播是通过声波方式实现的，但是对于声波，由于这是一种难以触摸，且无法用肉眼观察的东西，所以在进行声波内容的教学上，往往会有较大的教学难度。为了加深学生对声波的理解，在这部分知识点的教学设置上，会有大量的实验设计。比如在进行声波的理解上，一般教师会借助示波器来向学生演示声波的存在。但事实上即便如此，也无法真正让学生体会到声波的形态和存在，学生在进行声波理解上依然会有较大的难度。所以在进行声波教学实践上，通过VR技术的引入，就可以借助仿真模拟的方式，将声波传递过程中引发的周边空气震动的情况真实的模拟出来，通过空气介质疏密分布以及波动的情况，帮助学生加深对声波存在的理解。在这个过程中，借助VR技术实际上是把无色无形的声波通过仿真模拟的方式，以可视化的方式呈现在学生的视野中。这对于更好的强化学生对声波观点的理解，提升声波相关知识点的教学成效，有非常突出的价值和意义。

结语

随着信息技术的飞速发展，越来越多先进技术的涌现让我们的生活、学习环境都发生了相应的变革。在高中物理实验课程教学的过程中，也应该与时俱进，引入更多先进的技术，提升高中物理实验课程的实验演示成效。借助VR技术，可以针对一些难以采用传统实验设备演示的物理实验进行模拟、演示，以更真实的视觉效果帮助学生加深对实验本身的理解，提升学生对高中物理实验学习的兴趣，同时也帮助学生实现对高中物理实验内容的更深入理解和掌握。

参考文献

[1]刘园.VR技术在教育领域的研究及应用[J].电脑知识与技术，2016（16）

[2]刘新.浅谈新媒体技术对高校物理教育教学模式的影响[J].科教文汇，2017（01）

作者简介：

郝瑞磊，1983.8，男，汉，山东聊城，荣成市第二十四中学，大学本科，教师，中学一级，物理实验创新

赵洪芹，1979.10，女，汉，山东荣成，荣成市第二中学，大学本科，教师，中学一级，物理实验创新