虛擬實驗在高中物理教學中的應用

徐長祥

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著很重要的應用與實踐，能夠很好地輔助物理課程的教學實踐.本文將結合實例談談虛擬實驗在高中物理教學中的應用研究.

一、虛擬實驗提升學生的學習興趣

虛擬實驗在物理課程教學中的使用非常普遍，不僅在于虛擬實驗能夠很好地模擬一些日常生活中所不能實現(xiàn)的實驗場景，虛擬實驗也能夠極大地提升學生對于物理課程的學習興趣.許多虛擬實驗在設計上都非常合理且十分有趣，能夠將某個物理原理或者某些需要探究的內容充分融合到實驗過程中.這會使得整個實驗活動十分具有趣味性，學生可以在動手的過程中充分發(fā)揮自己的想象力與探究能力，能夠在實驗進行的過程中給學生提供很好的自主探究的平臺.

例如， “描繪小電珠的伏安特性曲線”就是一個較為典型的虛擬實驗.作為一個探究型實驗，這個實驗過程如果以正常的實驗流程是不容易展開的，許多過程都很難實現(xiàn).然而，將實驗化為虛擬實驗后，則會讓實驗過程變得簡單直觀.

圖1

如圖1，這個實驗的實驗原理是利用電流表測出通過小燈泡的電流，利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值.在U-I坐標系中描出各組對應點，用一條平滑的曲線把這些點連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線了.

實驗過程可以大致歸結如下：（1）根據(jù)小燈泡上標出的額定電壓和額定電流，選定電源的輸出電壓和電表的量程；（2）將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關用導線連接成如圖所示的電路；（3）將滑片移動到右端，閉合開關，調節(jié)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中；（4）斷開開關，拆除電路.

首先，實驗步驟并不復雜，實驗的原理、操作流程等學生也很容易掌握.如果不是借助虛擬實驗的模式將“伏安特性曲線”的探究過程融入到這個實驗中，學生很可能會在這個知識點的掌握上存在漏洞.虛擬實驗能夠很好地激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在動手的過程中收獲到知識.

二、虛擬實驗引發(fā)學生的探究

許多虛擬實驗的設計都是典型的探究型實驗，這類實驗不僅在高中物理課程中非常常見，也能夠很好地深化學生對于相關知識點的掌握，同時，能夠全面鍛煉學生的探究精神與實驗能力.探究精神的具備在物理課程的學習中非常重要，探究型實驗也是物理實驗中非常有價值的一種實驗形式.高中階段的探究型實驗通?？梢砸詢煞N方式展開.一種方式就是讓學生針對某一個問題進行實驗過程的獨立設計，通過設計合理的實驗方案來展開對于某一個問題的探究.另一種方式則是問題已經提出，基本實驗方案也已經確立，學生需要自己動手完成實驗過程，進而完成整個議題的探究.同樣，許多探究型實驗也是借助虛擬實驗的形式得以展開，通過模擬某種現(xiàn)象或者某種狀態(tài)等來實現(xiàn)對于問題的研究.

圖2

例如，探究“動能定理”的實驗目的，在于探究外力對物體做功與物體動能變化的關系.實驗過程如下：（1）按如圖2將實驗儀器安裝好.同時平衡摩擦力；（2）先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格；（3）用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格；（4）用3條、4條……橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.分析數(shù)據(jù)，得出結論.

這個實驗的實驗過程與實驗器材都不復雜，卻能夠很好地模擬物體的運動過程，并且借助相關數(shù)據(jù)的測定探究動能定理.這樣的實驗過程，不僅需要學生發(fā)揮他們的探究精神，同時對于學生思辨能力也是一種良好鍛煉.

三、虛擬實驗彌補理想實驗的不可實現(xiàn)

虛擬實驗能夠彌補理想實驗的不可實現(xiàn)性，能夠讓許多理想實驗簡化，以虛擬實驗的形式得以呈現(xiàn)，進而讓理想實驗變得可行.

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著許多重要的優(yōu)越性，能夠讓許多不可能實現(xiàn)的實驗過程變?yōu)榭赡?，這不僅能夠借助實驗的過程深化學生對于相關知識點的理解與認識，還能夠輔助實驗課程教學，是對于物理課程的教學效率的一種有力推動.

總之，虛擬實驗在高中物理教學中有著很重要的應用.虛擬實驗不僅能夠引發(fā)學生對于實驗課程的學習興趣，還能夠有效地培養(yǎng)學生的探究精神.

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著很重要的應用與實踐，能夠很好地輔助物理課程的教學實踐.本文將結合實例談談虛擬實驗在高中物理教學中的應用研究.

一、虛擬實驗提升學生的學習興趣

虛擬實驗在物理課程教學中的使用非常普遍，不僅在于虛擬實驗能夠很好地模擬一些日常生活中所不能實現(xiàn)的實驗場景，虛擬實驗也能夠極大地提升學生對于物理課程的學習興趣.許多虛擬實驗在設計上都非常合理且十分有趣，能夠將某個物理原理或者某些需要探究的內容充分融合到實驗過程中.這會使得整個實驗活動十分具有趣味性，學生可以在動手的過程中充分發(fā)揮自己的想象力與探究能力，能夠在實驗進行的過程中給學生提供很好的自主探究的平臺.

例如， “描繪小電珠的伏安特性曲線”就是一個較為典型的虛擬實驗.作為一個探究型實驗，這個實驗過程如果以正常的實驗流程是不容易展開的，許多過程都很難實現(xiàn).然而，將實驗化為虛擬實驗后，則會讓實驗過程變得簡單直觀.

圖1

如圖1，這個實驗的實驗原理是利用電流表測出通過小燈泡的電流，利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值.在U-I坐標系中描出各組對應點，用一條平滑的曲線把這些點連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線了.

實驗過程可以大致歸結如下：（1）根據(jù)小燈泡上標出的額定電壓和額定電流，選定電源的輸出電壓和電表的量程；（2）將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關用導線連接成如圖所示的電路；（3）將滑片移動到右端，閉合開關，調節(jié)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中；（4）斷開開關，拆除電路.

首先，實驗步驟并不復雜，實驗的原理、操作流程等學生也很容易掌握.如果不是借助虛擬實驗的模式將“伏安特性曲線”的探究過程融入到這個實驗中，學生很可能會在這個知識點的掌握上存在漏洞.虛擬實驗能夠很好地激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在動手的過程中收獲到知識.

二、虛擬實驗引發(fā)學生的探究

許多虛擬實驗的設計都是典型的探究型實驗，這類實驗不僅在高中物理課程中非常常見，也能夠很好地深化學生對于相關知識點的掌握，同時，能夠全面鍛煉學生的探究精神與實驗能力.探究精神的具備在物理課程的學習中非常重要，探究型實驗也是物理實驗中非常有價值的一種實驗形式.高中階段的探究型實驗通常可以以兩種方式展開.一種方式就是讓學生針對某一個問題進行實驗過程的獨立設計，通過設計合理的實驗方案來展開對于某一個問題的探究.另一種方式則是問題已經提出，基本實驗方案也已經確立，學生需要自己動手完成實驗過程，進而完成整個議題的探究.同樣，許多探究型實驗也是借助虛擬實驗的形式得以展開，通過模擬某種現(xiàn)象或者某種狀態(tài)等來實現(xiàn)對于問題的研究.

圖2

例如，探究“動能定理”的實驗目的，在于探究外力對物體做功與物體動能變化的關系.實驗過程如下：（1）按如圖2將實驗儀器安裝好.同時平衡摩擦力；（2）先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格；（3）用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格；（4）用3條、4條……橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.分析數(shù)據(jù)，得出結論.

這個實驗的實驗過程與實驗器材都不復雜，卻能夠很好地模擬物體的運動過程，并且借助相關數(shù)據(jù)的測定探究動能定理.這樣的實驗過程，不僅需要學生發(fā)揮他們的探究精神，同時對于學生思辨能力也是一種良好鍛煉.

三、虛擬實驗彌補理想實驗的不可實現(xiàn)

虛擬實驗能夠彌補理想實驗的不可實現(xiàn)性，能夠讓許多理想實驗簡化，以虛擬實驗的形式得以呈現(xiàn)，進而讓理想實驗變得可行.

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著許多重要的優(yōu)越性，能夠讓許多不可能實現(xiàn)的實驗過程變?yōu)榭赡?，這不僅能夠借助實驗的過程深化學生對于相關知識點的理解與認識，還能夠輔助實驗課程教學，是對于物理課程的教學效率的一種有力推動.

總之，虛擬實驗在高中物理教學中有著很重要的應用.虛擬實驗不僅能夠引發(fā)學生對于實驗課程的學習興趣，還能夠有效地培養(yǎng)學生的探究精神.

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著很重要的應用與實踐，能夠很好地輔助物理課程的教學實踐.本文將結合實例談談虛擬實驗在高中物理教學中的應用研究.

一、虛擬實驗提升學生的學習興趣

虛擬實驗在物理課程教學中的使用非常普遍，不僅在于虛擬實驗能夠很好地模擬一些日常生活中所不能實現(xiàn)的實驗場景，虛擬實驗也能夠極大地提升學生對于物理課程的學習興趣.許多虛擬實驗在設計上都非常合理且十分有趣，能夠將某個物理原理或者某些需要探究的內容充分融合到實驗過程中.這會使得整個實驗活動十分具有趣味性，學生可以在動手的過程中充分發(fā)揮自己的想象力與探究能力，能夠在實驗進行的過程中給學生提供很好的自主探究的平臺.

例如， “描繪小電珠的伏安特性曲線”就是一個較為典型的虛擬實驗.作為一個探究型實驗，這個實驗過程如果以正常的實驗流程是不容易展開的，許多過程都很難實現(xiàn).然而，將實驗化為虛擬實驗后，則會讓實驗過程變得簡單直觀.

圖1

如圖1，這個實驗的實驗原理是利用電流表測出通過小燈泡的電流，利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（U，I）值.在U-I坐標系中描出各組對應點，用一條平滑的曲線把這些點連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線了.

實驗過程可以大致歸結如下：（1）根據(jù)小燈泡上標出的額定電壓和額定電流，選定電源的輸出電壓和電表的量程；（2）將小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關用導線連接成如圖所示的電路；（3）將滑片移動到右端，閉合開關，調節(jié)變阻器，讀出并記錄多組U、I數(shù)值，將測量數(shù)據(jù)填入表格中；（4）斷開開關，拆除電路.

首先，實驗步驟并不復雜，實驗的原理、操作流程等學生也很容易掌握.如果不是借助虛擬實驗的模式將“伏安特性曲線”的探究過程融入到這個實驗中，學生很可能會在這個知識點的掌握上存在漏洞.虛擬實驗能夠很好地激發(fā)學生的學習興趣，讓學生在動手的過程中收獲到知識.

二、虛擬實驗引發(fā)學生的探究

許多虛擬實驗的設計都是典型的探究型實驗，這類實驗不僅在高中物理課程中非常常見，也能夠很好地深化學生對于相關知識點的掌握，同時，能夠全面鍛煉學生的探究精神與實驗能力.探究精神的具備在物理課程的學習中非常重要，探究型實驗也是物理實驗中非常有價值的一種實驗形式.高中階段的探究型實驗通常可以以兩種方式展開.一種方式就是讓學生針對某一個問題進行實驗過程的獨立設計，通過設計合理的實驗方案來展開對于某一個問題的探究.另一種方式則是問題已經提出，基本實驗方案也已經確立，學生需要自己動手完成實驗過程，進而完成整個議題的探究.同樣，許多探究型實驗也是借助虛擬實驗的形式得以展開，通過模擬某種現(xiàn)象或者某種狀態(tài)等來實現(xiàn)對于問題的研究.

圖2

例如，探究“動能定理”的實驗目的，在于探究外力對物體做功與物體動能變化的關系.實驗過程如下：（1）按如圖2將實驗儀器安裝好.同時平衡摩擦力；（2）先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格；（3）用2條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，這樣橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格；（4）用3條、4條……橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格.分析數(shù)據(jù)，得出結論.

這個實驗的實驗過程與實驗器材都不復雜，卻能夠很好地模擬物體的運動過程，并且借助相關數(shù)據(jù)的測定探究動能定理.這樣的實驗過程，不僅需要學生發(fā)揮他們的探究精神，同時對于學生思辨能力也是一種良好鍛煉.

三、虛擬實驗彌補理想實驗的不可實現(xiàn)

虛擬實驗能夠彌補理想實驗的不可實現(xiàn)性，能夠讓許多理想實驗簡化，以虛擬實驗的形式得以呈現(xiàn)，進而讓理想實驗變得可行.

虛擬實驗在高中物理課程的教學中有著許多重要的優(yōu)越性，能夠讓許多不可能實現(xiàn)的實驗過程變?yōu)榭赡?，這不僅能夠借助實驗的過程深化學生對于相關知識點的理解與認識，還能夠輔助實驗課程教學，是對于物理課程的教學效率的一種有力推動.

總之，虛擬實驗在高中物理教學中有著很重要的應用.虛擬實驗不僅能夠引發(fā)學生對于實驗課程的學習興趣，還能夠有效地培養(yǎng)學生的探究精神.