高中物理電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究

趙保進(jìn)

摘 要：隨著科技水平的不斷提高，其滲透力度已經(jīng)對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了極大的影響，從基礎(chǔ)的多媒體教室到希沃白板的運(yùn)用，如今虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到了物理教學(xué)中，物理電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的局限，滿足了學(xué)生的探知欲望，最大限度地鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)還避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室器材不足、安全隱患等問題，可以說是科技時(shí)代下新型教育產(chǎn)物，本文就高中物理電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室展開相關(guān)研究與探討。

關(guān)鍵詞：高中物理;電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室;物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);物理電學(xué);研究

物理是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)于高中生來(lái)說有一定學(xué)習(xí)難度，受課時(shí)與升學(xué)壓力的影響，大部分物理教師在教學(xué)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏重視，尤其是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，面臨著實(shí)驗(yàn)器材缺乏、操作難度大等問題。而電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用順利解決了這些問題，為學(xué)生創(chuàng)造了多元化的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣都有著積極影響，還能提高物理教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

1.傳統(tǒng)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)弊端

1.1學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)缺乏學(xué)習(xí)興趣

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高中生在物理學(xué)習(xí)過程中將重心放在考試上，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解時(shí)很多學(xué)生基本不聽講，過度重視理論知識(shí)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，物理教材中的理論均源于實(shí)踐與生活，如果將二者拆分教學(xué)，學(xué)生無(wú)法熟練掌握物理知識(shí)，只能勉強(qiáng)應(yīng)付考試，這與素質(zhì)教育的背景是相悖的。學(xué)生不重視是一方面，很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)課設(shè)置少，教師很難在有限的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)講解，這就造成了一定的教學(xué)缺失。

1.2物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^單一

傳統(tǒng)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)開始之前，教師一般會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果講述，讓學(xué)生們按照實(shí)驗(yàn)電路圖按部就班完成電學(xué)實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式成功率普遍較高，但是很難讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)自身的不足。學(xué)生全部按照教師要求完成實(shí)驗(yàn)，完全沒有自主探究的意識(shí)，長(zhǎng)此以往，單一的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街粫?huì)讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

1.3學(xué)生缺乏自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)

物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)本就少，但是受中高考的影響，教師教學(xué)任務(wù)較重，為了順利完成教學(xué)進(jìn)度，只能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中選擇照本宣科式教學(xué)，學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)類似看著說明書組裝，這種教學(xué)方法束縛了學(xué)生的發(fā)散思維與創(chuàng)新能力。只有讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能完成理論知識(shí)的遷移與鞏固，從而提高動(dòng)手實(shí)操能力。

2.高中物理電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)

2.1有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要依賴于教師提供的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)提綱，這樣的實(shí)驗(yàn)過程比較枯燥，一方面吸引不到學(xué)生注意力，一方面無(wú)法維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室利用仿真虛擬技術(shù)，最大程度還原實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和實(shí)驗(yàn)器材，而且實(shí)驗(yàn)室還提供了大量的音像，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還避免了現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中存在的危險(xiǎn)，學(xué)生可以完全按照自己的思路進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，哪怕出現(xiàn)錯(cuò)誤也不用擔(dān)心實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生，可以說虛擬實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了安全、自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.2有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力

物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生無(wú)法用眼睛捕捉實(shí)驗(yàn)的過程，對(duì)于存在疑惑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果教師也無(wú)法全部講解。而虛擬店學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以使用慢鏡頭、重復(fù)播放等功能進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)觀察，將抽象復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)碎片化、具體化、簡(jiǎn)單化，或是將重難點(diǎn)知識(shí)生動(dòng)形象的展示出來(lái)，從而更加深入的了解物理知識(shí)。虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，有助于學(xué)生提高自主探索能力與創(chuàng)新能力，學(xué)生可以充分利用信息科技與大數(shù)據(jù)平臺(tái)，隨時(shí)隨地的進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)，豐富實(shí)驗(yàn)資源，拓展物理視野，從而提高自身物理學(xué)習(xí)能力。

2.3有助于轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^單一，教師占據(jù)課堂主體位置，學(xué)生被動(dòng)聽從教師指令完成實(shí)驗(yàn)操作，無(wú)法充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，而虛擬實(shí)驗(yàn)室的使用打破了傳統(tǒng)教學(xué)高中生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)生可以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)總結(jié)。通過自我總結(jié)提高自身物理學(xué)科核心素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材很容易損壞，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)總是畏手畏腳，擔(dān)心損壞器材。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中這些是完全不需要擔(dān)心的，學(xué)生可以隨心所欲的大膽嘗試，反而有助于提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.4有助于提高學(xué)生個(gè)體能力

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分教師采取小組合作模式，有的學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)，有的學(xué)生實(shí)操能力有限，導(dǎo)致學(xué)優(yōu)生在實(shí)驗(yàn)中占據(jù)主導(dǎo)位置，學(xué)困生則一直處于門外漢的狀態(tài)，隨著時(shí)間的推移學(xué)生之間的個(gè)體能力差異愈來(lái)愈大。而運(yùn)用電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室之后，學(xué)生可以按照自己的節(jié)奏獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，或是進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)練習(xí)查漏補(bǔ)缺，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐的遷移與轉(zhuǎn)化。因此，在高中物理中使用電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室有助于提高學(xué)生個(gè)體能力，促進(jìn)物理理論教學(xué)的有效轉(zhuǎn)化。

2.5有助于彌補(bǔ)學(xué)校教學(xué)硬件資源

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)面積、供水、供電、溫度、噪聲、安全、環(huán)保有一定的要求，學(xué)校建立電學(xué)實(shí)驗(yàn)室需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，然而很多學(xué)校處于發(fā)展建設(shè)階段，資金不充足的情況下，很難保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)室的硬件質(zhì)量。通過建立電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室，只需要在電腦上下載軟件就可以使用，學(xué)生不僅可以在學(xué)校完成電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)，只要是有電腦和網(wǎng)絡(luò)的地方均可以完成，相對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說投入小、回報(bào)大。虛擬實(shí)驗(yàn)室不限時(shí)間、地點(diǎn)、空間，學(xué)生可以在家里提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，課后根據(jù)自己學(xué)習(xí)程度進(jìn)行鞏固與復(fù)習(xí)，總之，虛擬實(shí)驗(yàn)室不僅有利于彌補(bǔ)學(xué)校硬件資源的不足，還能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高中物理中應(yīng)用電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高主觀能動(dòng)性，但是教師要合理利用虛擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)融合，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)

[1]戴玉婷;學(xué)習(xí)型虛擬實(shí)驗(yàn)資源的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D];四川師范大學(xué);2016年.

[2]聶丹丹;中學(xué)物理電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究[D];東北師范大學(xué);2015年.

[3]魏娟;基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的中學(xué)物理探究式教學(xué)方法研究[D];西北師范大學(xué);2015年 .