關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中物理實驗教學(xué)中的運用

李曉虹

云南省臨滄市臨翔區(qū)一中

在物理教學(xué)活動中，使用理論知識和實驗課程相結(jié)合教學(xué)方式有著眾多的優(yōu)勢，首先可以幫助教師吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，其次在理論知識的學(xué)習(xí)中，配合學(xué)生的實驗課教學(xué)，可以有效的提升學(xué)生在對于物理知識的理解和觀察物理變化的現(xiàn)象。但是在傳統(tǒng)的物理教學(xué)實驗中，由于教學(xué)實施的不足和實驗的安全性都會導(dǎo)致物理實驗的無法進行，伴隨著信息時代的到來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)完全解決了物理實驗中的問題，全面的提升了物理教學(xué)的整體教學(xué)質(zhì)量。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中學(xué)物理實驗中的重要性

通過搭建虛擬現(xiàn)實技術(shù)平臺能夠給中學(xué)生學(xué)習(xí)物理創(chuàng)建良好的環(huán)境，擺脫時間和空間的限制，在開放式的實驗環(huán)境，學(xué)生們可以自己選擇實驗要求，實驗主題選擇合適的儀器精心實驗，改變了傳統(tǒng)的教師灌輸式教學(xué)手段，最大程度發(fā)揮學(xué)生的潛力。在中學(xué)物理教學(xué)中加入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對于中學(xué)的物理教學(xué)來說有著重要的意義，首先在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，物理教學(xué)實驗課程由于實驗器材的問題和實驗安全性的問題無法正常開展，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加入同時解決了這個問題，并解決了關(guān)于物理實驗課堂上使用的實驗成本問題，降低了學(xué)校的成本支出。節(jié)約學(xué)校成本開銷。其次在提升了學(xué)生對于物理教學(xué)的學(xué)習(xí)效率，在理論學(xué)習(xí)的同時加入物理實驗教學(xué)，幫助學(xué)生鞏固了理論知識，提升了學(xué)習(xí)效果。最后在物理教學(xué)中，加入實驗課程要求，可以有效的提升學(xué)生的動手實踐性，在提升教學(xué)趣味性的同時，培養(yǎng)學(xué)生的積極性。同時在物理實驗教學(xué)中，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和觀察能力，對于學(xué)生的全面提高奠定了基礎(chǔ)。

二、虛擬現(xiàn)實在中學(xué)物理實驗中的意義

1.測量實驗中，方便學(xué)生觀察物理現(xiàn)象。作為一種基本的實驗類型——測量實驗在中學(xué)物理實驗中占據(jù)十分重要的地位。該類實驗主要考察學(xué)生對實驗器材的正確操作，也是其他實驗的基礎(chǔ)。但該類型實驗復(fù)雜程度不一，故面對一些復(fù)雜的實驗時，教師若不能在真實的環(huán)境中進行講解，則可能導(dǎo)致部分學(xué)生無法很好的了解。對此，教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助課堂，方便學(xué)生對相關(guān)物理實驗的觀察。

2.演示實驗中，增強學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果。另外，演示型實驗也是中學(xué)物理教學(xué)中一種常見的實驗類型。由于班級學(xué)生人數(shù)眾多，所以在真實的實驗場景中，部分學(xué)生無法直觀且全面的觀察實驗過程，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。對此，演示型實驗可以有效解決這一問題。在教學(xué)過程中，教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)將實驗過程直觀且生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以便學(xué)生更好的觀察與理解相關(guān)的物理知識與物理規(guī)律。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗中的應(yīng)用

1.在演示型實驗中的應(yīng)用。演示型實驗是物理教師常用的手段，通過演示可以引起中學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，但是演示型實驗在很大程度上受到實驗室的限制，對實驗環(huán)境要求比較高，例如，在演示光的反射時，一旦有條件不符合，那么實驗可能會失敗，影響物理知識的科學(xué)性，這時就可以運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，首先介紹光的基本概念，如，入射光線、反射光線等，然后建立光的反射設(shè)計模型，演示光的反射實驗，然后教師可以要求學(xué)生在虛擬的實驗平臺上通過移動鼠標(biāo)改變?nèi)肷浣堑拇笮≡儆^察光線的改變，這樣能夠引起學(xué)生主動探究的心理，對比入射角和反射角，得出結(jié)論，然后再有老師規(guī)范光的反射定理。

2.在探究型實驗中的應(yīng)用。探究型實驗就是要求學(xué)生主動探究，總結(jié)實驗現(xiàn)象所對應(yīng)的規(guī)律，能夠提高中學(xué)生的觀察力和探究力，但是在探究的過程中會受到各方面條件的影響，導(dǎo)致探究結(jié)果的不準(zhǔn)確，計劃的實驗過程實施受阻。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就會保證探究實驗的順利進行。例如，在教師的指導(dǎo)下，探究凸透鏡的成像的規(guī)律時，運用現(xiàn)實實驗，學(xué)生很難總結(jié)成像的規(guī)律，最后只能死記硬背，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，教師可以演示物體由遠到近逐漸靠近凸透鏡的過程，學(xué)生通過觀察和呈現(xiàn)的想象總結(jié)成像的特征，提高學(xué)生創(chuàng)新的發(fā)散思維。然后，指導(dǎo)學(xué)生進行虛擬實驗，使用鼠標(biāo)拖動物體，由遠及近，很容易操作，也便于觀察，在觀察的同時，做好成像的記錄，總結(jié)特點，最后由教師規(guī)范成像規(guī)律。

3.在操作型實驗中的應(yīng)用。操作型實驗就是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)已經(jīng)具備的知識進行連接、安裝和設(shè)計總結(jié)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的規(guī)律。在實際的中學(xué)物理教學(xué)中，學(xué)生很少有機會真正進行操作，沒有實現(xiàn)新課改的目標(biāo)。借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以提高學(xué)生操作訓(xùn)練的機會。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是科技飛速發(fā)展下產(chǎn)生的一種高科技的教學(xué)輔助工具。在中學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的片面性與單一性，為實驗教學(xué)注入了新的生機與活力，有助于激發(fā)學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生綜合能力的全面提升。