用好NB物理虚拟实验 辅助物理教学

李文英

(陕西省宝鸡市第二发电有限公司子弟学校 陕西 宝鸡 721000)

实验在物理教学中具有非常重要的作用。随着信息技术的发展,计算机和网络的日益普及,随着物联网大、数据时代的到来，以Nobook为代表的中学物理仿真实验软件已悄然应用于物理教学。如何恰当运用虚拟实验，才能充分发挥其在教学中的作用呢？下面结合自己的教学实际，谈谈一些不成熟的做法，与大家交流。

1.充分认识传统实验与虚拟实验的优势，切忌用虚拟实验全盘代替传统实验，或排斥虚拟实验

1.1 虚拟实验的优势：虚拟实验具有安全性、仿真性、交互性等特点，得到了广泛的应用。同时虚拟实验可以具体化抽象的问题，将微观的现象放大，方便学生的观察与理解，在教学过程中采用虚拟实验可以弥补新课程改革中在实验教学方面存在的一些不足。且虚拟实验可以不受时间、空间的限制，方便学生在课下开展实验，同时，虚拟实验可以模拟现实不容易达到的实验场景，给学生提供实验内容的学习及帮助。

1.2 虚拟实验存在如下不足：缺少传统实物实验的“实物感”。 虚拟实验中的各个实验器材，虽然是对现实器材功能的虚拟，但是对于学生来说，对一个只能看到而摸不到的实验器材，即便是立体感极强的3D实验，也很难获得触觉摸到的真实感，学生只能依靠自己的想象来理解器材的结构、功能或使用方法。

虚拟实验缺乏传统实物实验的真实性。传统电学实验中，学生经常在连接完电路闭合开关后会出现灯泡不亮等现象，像灯泡与灯座接触不良、接线柱有松动等，这些问题的查找、解决，虚拟实验很难做到。而这些问题也是学生现实生活中经常遇到的问题，这些能力只能在实体实验中得到培养。

在传统实验过程中，难免会出现实验误差。如在“探究串联电路的电流规律”时，传统实验由于接线柱的接触是否良好、灯丝温度等诸多因素的影响，实验测量电路不同处的电流可能有所不同，这就要求学生学会分析处理实验数据。而虚拟实验是理想化实验，无法获得这样的真实体验。

虚拟实验教学缺乏传统实体实验的严谨性。我最初在用NB虚拟实验进行电学教学时，课堂上实验器材损坏时的刺耳声此起彼伏。因为NB物理虚拟损坏的器材可一键修复，这使得学生在使用的时候毫无顾忌，学生不用担心实验器材损坏，不用担心实验过程中会出现什么危险现象，这对学生严谨科学态度的养成会产生一定的消极作用。

可见，用虚拟实验全盘代替传统实体实验，或拒绝排斥虚拟实验的做法都是不可取的。

2.以传统实验为主，发挥虚拟实验在课前、课中、课后的辅助的作用的

下面以“探究电流与电压电阻的关系”为例，谈谈物理虚拟实验在课前、课中、课后的作用。

2.1 用好虚拟实验，翻转实验课堂。传统的实验课教学，由于受时间、空间、实验器材的限制，学生无法在课外完成实验过操。在实验课课前预习时，教师一般给出预习任务、问题，学生完成教师预设的问题，实验预习往往是“纸上讲实验”，“做”假实验，缺乏体验感和互动性，缺少认同感和成功的满足感，因此很难实现实验课的翻转课堂。而NB虚拟实验多终端、不受时间、空间限制的特点，方便学生在课下开展实验，实现了实验教学的真正翻转。

例如在教学“探究——电流与电压电阻关系”时，结合班级学生实际情况，课前发放导学案，从实验的目的、实验的器材，电路设计、电路连接、数据分析、结论归纳等方面，全方位深入了解实验，学生通过在家可通过NB物理实验在线网络、Pc端、移动App等多终端进入NB物理实验室，并自主选择器材搭建实验，设置实器材相关参数，完成实验操作，并分析获得的数据，得出结论。同时记录实验过程中的问题，以便课堂进行交流。NB物理虚拟实验，增强了实验预习课的真实性和体验感，学生可自主设置相关实验器材参数，大大增强了实验的交互性、创造性，真正实现翻转课堂。这样的课前预习，为后续传统实物实验教学教学奠定了牢固的基础。

2.2 用好虚拟实验，辅助传统实验，提高实验教学的深度和广度。在“探究——电流与电压电阻关系”课堂教学中，我采用传统实验课的形式，由于学生经历课前虚拟实验，大大提高了课堂实物实验的熟练性，为后续的交流展示环节节约了大量的时间。小组通过协作完成实验探究，培养了学生的合作协作意识和团队精神。在“交流与反思”环节，利用NB物理虚拟实验易操作、可视性强的特点，小组间从操作的规范性、实验的严谨性等方面进行展示和评比，并对优胜组进行打分奖励，有效的规避了虚拟实验的操作的随意性，培养了学生严谨的科学态度。

在实验反思环节，采用一个小组提出问题，其他小组进行抢答，并通过NB物理实验进行答疑，大大提高了学生参与课堂活动的积极性。反思环节，不仅从各小组提出问题的普遍性、价值性、有效性进评价打分奖励，对解答组答案的合理性、科学性也进行评价、打分奖励。因此，此环节学生的参与度、积极性都比较高，在探究“电流与电阻关系”时，提出了诸如如何选取“滑动变阻器最大值”、“如何设定定值电阻两端电压”等质量较高的问题，充分体现了学生在实验课堂教学中的主体地位。

2.3 用好虚拟实验，辅助课后作业，提高学生的创新能力的能力。“电路故障”、“指出并改正电路的连接错误”、“按要求设计电路”是学生学习电学的难点。利用NB物理虚拟实验，学生不必担心烧坏实验器材，可以模拟故障电路的真实实验环境，找出故障的原因。借助虚拟实验的灵活多变性性，学生设计实验方案后，可通过NB物理实验进行反复修改验证，从而培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。

总之，物理教学离不开实验教学的启发和帮助，“适时”和“适度”将传统实验与虚拟实验相融合，使虚拟实验与真实实验在物理实验教学中优势互补，将会优化整体物理实验教学，有利于物理实验教学效率和教学质量的提升。