【作者】李浩｜合肥夢源中學(xué)
[題目] 初中物理虛擬實驗教學(xué)設(shè)計與實踐研究
摘要： 隨著當(dāng)前信息技術(shù)的進一步發(fā)展，虛擬實驗平臺也在不斷完善其教學(xué)功能，成為傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的重要補充。 這不僅可以降低教師的教學(xué)難度，還可以為學(xué)生創(chuàng)造新的實驗?zāi)Ｊ?，將信息技術(shù)與實驗課程有效融合，給學(xué)生帶來更多的學(xué)習(xí)體驗。 從目前的教學(xué)情況來看，虛擬實驗平臺已經(jīng)應(yīng)用于初中物理教學(xué)過程中，并取得了一定的效果。 為了進一步滿足學(xué)生的實際需求，教師需要進一步重視物理虛擬實驗教學(xué)的設(shè)計和實踐活動。 這就需要教師堅持改革創(chuàng)新的教學(xué)理念，運用新元素調(diào)整虛擬實驗平臺，讓學(xué)生有更多機會深入分析實驗問題，逐步轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)思維初中物理虛擬實驗室，使學(xué)生可以進一步了解虛擬實驗并能夠從中學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞：初中物理； 虛擬實驗； 教學(xué)設(shè)計； 詢問
在當(dāng)前初中物理教學(xué)過程中，虛擬實驗可以有效彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的誤區(qū)，進而為學(xué)生提供更加新穎的實驗平臺，從而不斷拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，讓學(xué)生學(xué)有所成。在學(xué)習(xí)過程中。 不斷提高個人實踐探究能力。 但從目前的實際教學(xué)情況來看，初中物理虛擬實驗教學(xué)的設(shè)計和實踐還存在一定的不足。 一些學(xué)校在開展虛擬實驗過程中缺乏必要的設(shè)備投入，進而導(dǎo)致整體實驗研究方法和技術(shù)的欠缺。 ，成績優(yōu)異的學(xué)生在實驗過程中無法理解物理知識的真正含義，導(dǎo)致整個學(xué)習(xí)內(nèi)容單一、枯燥，從而影響學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率。 為了有效扭轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，物理教師需要能夠認(rèn)識到初中虛擬實驗教學(xué)的重要性，進而不斷樹立科學(xué)的教學(xué)理念，為學(xué)生創(chuàng)造更加完整的虛擬實驗活動，讓學(xué)生能夠完全沉浸在虛擬實驗教學(xué)中。自己置身其中，逐步提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)質(zhì)量。
一、虛擬實驗教育在初中物理教學(xué)中的現(xiàn)狀分析
1.1 理解虛擬實驗
虛擬實驗是建立在現(xiàn)代教學(xué)理論基礎(chǔ)上，依托現(xiàn)代信息技術(shù)和仿真技術(shù)的一種新型教學(xué)模式。 虛擬實驗可以最大程度地模擬真實的實驗活動場景，也為操作人員提供相應(yīng)的實際操作體驗。 它在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用不僅是對傳統(tǒng)實驗活動的補充，也是新時代提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。 有效擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，幫助教師為學(xué)生創(chuàng)造更有效的實驗。 氛圍上，進一步優(yōu)化教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量。
1.2 虛擬實驗在設(shè)計與實踐中的應(yīng)用分析
在當(dāng)前的教學(xué)活動中，物理是一門實驗性很強的學(xué)科。 通過開展實驗教學(xué)活動，不僅是讓學(xué)生了解基本的實驗原理，更重要的是讓學(xué)生在實驗過程中掌握正確的學(xué)習(xí)技巧，逐步形成正確的世界觀。 近年來，隨著教育改革的深入發(fā)展，對初中物理實驗教學(xué)提出了更高的要求。 虛擬實驗逐漸應(yīng)用到物理教學(xué)過程中。 但由于多種因素的影響，一些教師在開展教學(xué)活動時并沒有充分肯定物理虛擬實驗的價值。 甚至有的教師在實驗過程中只注重實驗結(jié)論的闡明，而不注重學(xué)生對實驗方法的掌握。 這就導(dǎo)致整個實驗內(nèi)容過于單一、枯燥，學(xué)生一味地處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，自然就很難學(xué)。 實驗活動興趣產(chǎn)生，虛擬實驗教學(xué)的價值難以充分體現(xiàn)。 因此，教師必須充分分析虛擬實驗的應(yīng)用，設(shè)計合適的應(yīng)用模型。
2.初中物理虛擬實驗教學(xué)的設(shè)計與實踐研究
2.1 虛擬實驗在測量實驗中的應(yīng)用
與初中物理教學(xué)過程中的其他實驗活動相比，測量實驗的操作流程相對簡單，教師可以安排學(xué)生獨立進行實驗活動。 當(dāng)涉及到比較抽象的測量實驗活動時，教師可以安排學(xué)生進行虛擬實驗，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握測量方法，并將其運用到解決實際問題的過程中，從而在有限的教學(xué)范圍內(nèi)為學(xué)生提供切實可行的解決方案。時間。 創(chuàng)造更多的學(xué)習(xí)體驗。
例如，在進行“伏安法測量電阻”實驗活動時，教師可以將整個虛擬實驗活動分為三大模塊。 第一個模塊是理論基礎(chǔ)教學(xué)模塊。 在這個環(huán)節(jié)中，老師需要能夠理解實驗原理。 教給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)老師的講解分析實驗原理。 在第二個模塊中，學(xué)生單獨嘗試虛擬實驗并記錄每個實驗階段，同時關(guān)注實驗過程中出現(xiàn)的問題。 在最后階段，教師將有針對性地回答學(xué)生提出的問題，這不僅可以充分發(fā)揮虛擬實驗的價值，還可以進一步提高實驗課堂的有效性，使學(xué)生不再被虛擬實驗所困擾。從而增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，逐步形成物理素養(yǎng)。
2.2 虛擬實驗在演示實驗中的應(yīng)用
在初中物理教學(xué)過程中，由于班級學(xué)生人數(shù)較多，教師在進行演示實驗時無法保證每個學(xué)生都能詳細(xì)觀察到實驗現(xiàn)象，這也會影響部分學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)。 這時，教師可以將虛擬實驗應(yīng)用于演示實驗，真正擺脫環(huán)境等因素對實驗活動的限制初中物理虛擬實驗室，然后向?qū)W生呈現(xiàn)清晰的實驗過程，讓學(xué)生觀察和分析實驗現(xiàn)象，并實驗原理得到充分驗證。 這樣可以提高學(xué)生的課堂參與度，提高學(xué)生探索物理知識的興趣。
例如，在學(xué)習(xí)“光的反射”部分時，教師可以先邀請學(xué)生大膽提出實驗假設(shè)，猜測入射角和反射角的關(guān)系。 然后，在老師的指導(dǎo)下，利用虛擬平臺進行實驗活動，通過改變并記錄入射角和反射角的變化，然后對記錄的結(jié)果進行比較和驗證。 這樣，學(xué)生就會更多地參與課堂，自然能夠獲得更多的信息。 更多的學(xué)習(xí)和見解。
2.3 虛擬實驗在探究式實驗中的應(yīng)用
在初中物理探索性實驗過程中，學(xué)生在操作過程中很容易受到外界因素的干擾，從而影響學(xué)生最終結(jié)論的準(zhǔn)確性。 虛擬實驗的應(yīng)用可以有效彌補傳統(tǒng)實驗活動的不足。 既降低了學(xué)生的操作難度，又保證了結(jié)論更加真實。 為此，物理教師在設(shè)計探索性實驗時也需要充分發(fā)揮虛擬實驗的重要價值，為學(xué)生打造虛擬實驗平臺，讓學(xué)生通過實踐探究獲得實驗結(jié)論，提高學(xué)生的課堂參與度。
例如，“凸透鏡成像定律”是初中物理教學(xué)內(nèi)容的重點部分，教師需要重視這部分教學(xué)內(nèi)容的實驗設(shè)計。 然而，在進行實驗活動時，外界光線因素會影響實驗現(xiàn)象的真實性，學(xué)生自然無法理解成像的規(guī)律。 為此，教師可以利用虛擬平臺，讓學(xué)生更真實地感受凸透鏡成像的特點以及影響其成像的因素。 這既降低了實驗難度，又保證了實驗結(jié)論的真實性。
2.4 虛擬實驗在設(shè)計實驗中的應(yīng)用
在實際生活活動中，學(xué)生不可避免地會遇到各種各樣的問題。 這就要求學(xué)生能夠選擇合適的方法、應(yīng)用合適的工具來解決問題。 在探索物理知識的過程中也是如此。 當(dāng)學(xué)生遇到難以理解的物理現(xiàn)象時，需要借助實驗平臺來分析和解決問題。 尤其是涉及到比較抽象的物理定律時，教師需要為學(xué)生創(chuàng)造一個虛擬的實驗環(huán)境，同時向?qū)W生提出適當(dāng)?shù)膯栴}，讓學(xué)生帶著問題進行虛擬實驗操作。 這樣可以保證學(xué)生專注于實驗氛圍。 同時，還可以鼓勵學(xué)生從基礎(chǔ)思維向高階思維轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，進一步達到預(yù)期的教學(xué)效果。
結(jié)論：
綜上所述，隨著教育改革的深入發(fā)展，初中物理教學(xué)活動也在不斷進行創(chuàng)新調(diào)整。 虛擬實驗教學(xué)作為一種新的教學(xué)模式，在當(dāng)前初中物理教學(xué)活動中發(fā)揮著重要作用。 為此，物理教師需要能夠充分肯定虛擬實驗教學(xué)的價值，并能夠在實踐教學(xué)過程中明確實驗教學(xué)的主要目標(biāo)，讓學(xué)生帶著探究性地參與實驗活動，從而培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。學(xué)生的獨立探究能力。 此外，教師在開展虛擬實驗教學(xué)時，還可以利用信息技術(shù)的輔助作用，將物理知識教學(xué)與科學(xué)教學(xué)內(nèi)容進一步融合，為學(xué)生創(chuàng)造更加科學(xué)有效的實驗操作學(xué)習(xí)環(huán)境，進一步體現(xiàn)其價值。物理虛擬實驗教學(xué)，有效整合教學(xué)資源，提高學(xué)生物理素養(yǎng)。
參考：
[1] 黃振廷. 虛擬仿真實驗在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 新一代：理論版，2021（6）：1。
[2]馬發(fā)輝. 虛擬環(huán)境下初中物理探究性實驗教學(xué)模式研究[D]. 東北師范大學(xué).
[3] 李佩瑤. 虛擬實驗輔助初中物理實驗教學(xué)實踐研究[D]. 新疆師范大學(xué)，2021（5）：49。
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