結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)化初中物理教學(xué)

王繼紅

【摘要】物理實(shí)驗(yàn)一般分為測量型實(shí)驗(yàn)、演示型實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及操作型實(shí)驗(yàn)，不同實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)驗(yàn)過程不同，應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)理論也不同，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ笠泊嬖谝欢ǖ牟町悺Ｔ趥鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，初中物理教師往往側(cè)重操作演示型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程比較枯燥，學(xué)生的參與感不強(qiáng)。本文分析了在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)的作用;其次，本文進(jìn)一步分析了在物理教學(xué)中應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)的方式方法，希望可為廣大初中物理教師提供有效借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】初中物理;虛擬實(shí)驗(yàn);教學(xué)優(yōu)化

在初中階段，物理課程是一門學(xué)生未接觸過的科目，與此同時物理是研究物質(zhì)最一般的運(yùn)動規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，因此初中物理學(xué)科是一門具有極大難度的學(xué)科。初中物理科目是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，書本中任一理論的得出都需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，并且物理知識涉及運(yùn)動規(guī)律以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此具有一定的抽象性，從而物理學(xué)科的講授需要依據(jù)實(shí)驗(yàn)的開展。虛擬實(shí)驗(yàn)是隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型技術(shù)形式，其既可保證知識講授通過實(shí)驗(yàn)的方式，又可減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備，并且保證實(shí)驗(yàn)過程的安全性，因此，推進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略探究進(jìn)程勢在必行。

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

物理是一門觀察和實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，初中物理知識多是以實(shí)驗(yàn)的形式呈現(xiàn)。學(xué)生如果只是一旁觀看而不是深度參與，就很難真正理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低對教學(xué)活動的參與度。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以依據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，引入教學(xué)內(nèi)容設(shè)定，創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律、吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的教學(xué)情境，以此來激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的熱情，營造愉快積極的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生對物理現(xiàn)象的發(fā)生產(chǎn)生探索、發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識的內(nèi)在需求。例如在《透鏡及其應(yīng)用》一課中，教師可以通過計(jì)算機(jī)凸透鏡成像模擬實(shí)驗(yàn)軟件，模擬透鏡成像的過程，通過軟件操作按鈕上下拉動改變透鏡的焦點(diǎn)焦距，并對隨之改變的實(shí)像進(jìn)行觀察，使學(xué)生更便于理解凸透鏡的成像規(guī)律。借助按鈕的拖動改變成像的狀態(tài)，學(xué)生感受到模擬實(shí)驗(yàn)的神奇和有趣，以飽滿的熱情投入到教學(xué)情境的演練當(dāng)中。學(xué)生在觀察操作中探究凸透鏡成像的規(guī)律，初步理解凸透鏡對光的匯聚作用等教學(xué)內(nèi)容。

二、結(jié)合生活實(shí)際

在生活中，存在很多物理知識。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從生活中汲取物理智慧，細(xì)心觀察生活中所存在的事物。綜合以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，學(xué)生學(xué)會的知識，往往很難進(jìn)行靈活的應(yīng)用。這就使得學(xué)生對自己當(dāng)前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生了懷疑，思考每天日復(fù)一日的學(xué)習(xí)究竟有什么意義。為了讓學(xué)生的學(xué)習(xí)盡可能的貼近生活，教師就需要在日常的教學(xué)中進(jìn)行有效的滲透。物理與生活之間存在著密切的聯(lián)系，許多物理知識都是源于對生活現(xiàn)象的思考，然后反作用于生活，為生活帶來更多便捷。因此，教師可以結(jié)合生活實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生將知識學(xué)以致用。

例如，在教學(xué)“影響水蒸發(fā)快慢的因素”這部分內(nèi)容時，教師可以讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行思考。教師可以舉出“燒熱水”的例子，讓學(xué)生來猜想影響水蒸發(fā)快慢的因素。學(xué)生大致會給出相應(yīng)的幾個答案，然后教師就可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)的形式來促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的探究。最終，學(xué)生會得出“表面積”“空氣流速”“溫度”是影響水蒸發(fā)快慢的主要因素。在已有知識的基礎(chǔ)上，教師可以鼓勵學(xué)生到生活中去進(jìn)行探索，驗(yàn)證自己實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，并且應(yīng)用到生活當(dāng)中。這樣一來，通過結(jié)合生活實(shí)際，有利于促進(jìn)知識學(xué)以致用，給學(xué)生提供更多的思考和實(shí)踐機(jī)會。

三、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與感和實(shí)驗(yàn)公平性

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物理教師往往依據(jù)班級學(xué)生的認(rèn)知和物理實(shí)驗(yàn)室的格局，將學(xué)生分為不同的小組，要求小組同學(xué)合作完成具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。但由于學(xué)生對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識的掌握程度不同，物理實(shí)驗(yàn)操作能力存在較為明顯的差異，導(dǎo)致一些學(xué)生在參與小組類型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動時“插不上手”，沒有實(shí)驗(yàn)參與感，影響學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動的興趣和動力。在應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)后，教師可結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，為學(xué)生選擇獨(dú)立實(shí)驗(yàn)或者小組實(shí)驗(yàn)。即使是在獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的情況下，學(xué)生也可在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺獲得較為充足的實(shí)驗(yàn)資源，甚至可得到較為完整的實(shí)驗(yàn)提示，從而使基礎(chǔ)不好、操作能力差的學(xué)生也可在自己的“小舞臺”，隨意練習(xí)和操作，進(jìn)而在比較輕松、自由的實(shí)驗(yàn)操作過程中，不斷摸索正確的實(shí)驗(yàn)辦法，強(qiáng)化自身實(shí)驗(yàn)操作能力。針對適合小組實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，初中物理教師也可利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺開展小組實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求完成不同的數(shù)據(jù)操作，進(jìn)而使學(xué)生在合作中探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在虛擬平臺的支持下，更自由地分工、更全面地記錄，從而使實(shí)驗(yàn)活動的內(nèi)容更豐富，公平性更好。

四、輔助復(fù)習(xí)知識

隨著新課程改革進(jìn)程的推進(jìn)，教師有意識推進(jìn)課堂講解過程的改革，但是忽略了復(fù)習(xí)知識的過程。物理學(xué)科中，知識復(fù)習(xí)的過程是幫助學(xué)生建立知識框架，梳理知識脈絡(luò)的重要部分，因此教師應(yīng)推進(jìn)此環(huán)節(jié)的創(chuàng)新與變革，由此保證學(xué)生學(xué)習(xí)知識的條理性。為此，教師應(yīng)將虛擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)用至復(fù)習(xí)過程中，例如，教師在講解完“了解電路”這一單元內(nèi)容后，首先教師要求學(xué)生自主回顧課程知識，建立知識框架，其次教師在課程結(jié)束的五分鐘前，將與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程展現(xiàn)給學(xué)生，由此為學(xué)生留有深刻印象，保證其在回想知識的過程中記憶的加深，最后教師將虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)給家長，學(xué)生在完成課后復(fù)習(xí)的過程中借助實(shí)驗(yàn)形式解決其認(rèn)為的重點(diǎn)與難點(diǎn)，從而保證學(xué)生在再次回顧與理解知識。在這一過程中，教師合理運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對知識的印象，促進(jìn)其在觀察與實(shí)踐過程中深化對知識的理解。由此可見，教師運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生復(fù)習(xí)，有助于學(xué)生直觀中感悟知識，從而提高對課程內(nèi)容的熟悉度與掌握度，進(jìn)而保證物理學(xué)習(xí)成效。

結(jié)語：在實(shí)際的教學(xué)中，物理教師可以靈活虛擬實(shí)驗(yàn)，將其應(yīng)用于導(dǎo)入物理新知，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和加強(qiáng)學(xué)生記憶等環(huán)節(jié)中，力求有效利用虛擬實(shí)驗(yàn)提升初中物理教學(xué)的質(zhì)量。

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