虛擬實驗在物理實驗教學中運用

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的1篇虛擬實驗在物理實驗教學中運用范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

摘要：在初中階段的物理學科教學中，物理實驗是教學的重難點，有部分學生并未深入理解物理實驗的內容，在運用物理公式時不夠靈活。初中物理教師在講解物理公式、概念等知識時，需要對應的物理實驗作為有力支撐，讓學生結合物理實驗，加深對物理知識的理解。對此，教師可將虛擬實驗巧妙應用在物理實驗教學中，讓學生更加詳細地學習物理實驗，幫助學生直觀了解抽象的物理定義及物理公式，促使學生提高物理學習成效。本文結合初中物理教學經驗，分析了虛擬實驗應用在物理實驗教學中的重要作用，并探討了虛擬實驗的具體應用策略，以期為廣大教師提供參考。

關鍵詞：虛擬實驗；初中物理；實驗教學

隨著新課程改革的推進，初中物理教師圍繞學生的興趣設計物理課堂，重點對物理實驗教學方法進行適當調整。教師在講解物理實驗的相關知識點時，運用虛擬實驗豐富物理實驗的教學內容，并引導學生結合物理實驗探究發表自身見解，引導學生利用物理概念及定義對物理實驗現象進行解釋，讓學生深入探究思考對應的物理實驗步驟，促使學生逐步提高物理學習效果。

一、虛擬實驗應用在初中物理實驗教學中的積極作用

（一）有助于提高學生在物理實驗中的參與感

在傳統物理課堂中，教師在開展實驗部分的教學時，通常會先分析物理實驗室的格局等影響因素，將學生分成多個物理學習小組，并為每個小組布置對應的物理實驗任務，要求學生運用物理知識等共同完成物理實驗操作。但在實際的物理實驗學習過程中，有部分學生對基礎性物理實驗的知識掌握不牢，并且對物理實驗的相關操作步驟并不熟悉，這就導致這些學生在以小組為單位的物理實驗學習活動中參與感較低，這會打擊這些學生學習物理的興趣。教師以每位學生的物理學習情況為依據，應用虛擬實驗展開物理實驗探究，可支持學生選擇獨立實驗或小組式實驗方式，能使學生在虛擬實驗平臺的支持下了解到更多的物理實驗資源。在學生開展物理實驗的過程中，教師借助虛擬實驗適當提示學生，指導學生梳理具體的物理實驗操作步驟，讓學生運用物理理論知識進行解釋。學生會更加主動地開展對應的物理虛擬實驗，嘗試多種不同的物理實驗操作，在摸索和糾正過程中找到高效正確的實驗辦法，使學生的物理實驗操作能力得到提高。若學生選擇開展小組式物理實驗探究，教師也能借助虛擬實驗平臺引導實驗活動的開展，讓學生按照實驗任務的要求和提示進行實驗數據信息的搜集，并指導學生合作探究物理實驗現象。這能使學生積極參與到小組物理實驗活動中，讓學生有更加明確的實驗分工，對于實驗現象及數據的記錄更加全面，讓學生學習到更加豐富的物理實驗內容。

（二）有助于提高物理實驗教學的適應性

初中物理教師在進行物理實驗講解時，應確保物理實驗內容、形式等，都和學生的認知水平相符合。對此，初中物理教師借助虛擬實驗引入現實生活場景，讓物理實驗教學有較強的適應性，讓學生在實驗中聯想到日常生活中與物理相關的事物，幫助學生從特定角度分析物理實驗，更好地引導學生深層學習和理解物理實驗內容。同時，教師借助虛擬實驗平臺可靈活選擇物理實驗開展的形式，為學生設計個性化的物理實驗問題，并鼓勵學生結合物理實驗認知優化實驗流程。在引導學生開展物理實驗操作的過程中，教師可創設與虛擬物理實驗相應的多種實驗情境，讓學生主動學習相關的物理實驗操作技巧，并向學生提供更優質的物理實驗資源，引導學生逐步深入掌握物理實驗的相關內容。此外，初中物理教師也可借助虛擬實驗對物理實驗內容進行拓展，讓學生從整體角度梳理物理實驗目的及過程，使學生對物理實驗有更加深刻的認知，幫助學生拓展物理實驗視野。初中物理教師基于虛擬實驗平臺對物理實驗進行創新設計，讓學生借助物理實驗資源開展探究性思考，幫助學生不斷拓展物理實驗的相關內容。

二、初中物理實驗教學中應用虛擬實驗的有效策略

（一）不斷開發物理虛擬實驗，引導學生總結物理實驗規律

初中物理教師應了解全班學生的物理學習情況，分析和物理實驗相關的真實場景，開發設計出更加直觀的物理虛擬實驗室，讓學生在物理實驗研究中獲得沉浸式體驗，引導學生準確分析物理實驗的精髓，使學生充分理解物理實驗相關的理論知識。例如，在人教版“小孔成像”實驗的教學中，教師可先聯系真實的小孔成像場景，開發出適合學生的小孔成像虛擬實驗，讓學生在實驗中探究小孔成像的原理，并指導學生結合實驗分析找到成像大小的影響因素。在小孔成像虛擬實驗活動中，學生能直觀了解到生活中小孔成像的真實場景，對相關物理知識的理解更加透徹。同時，教師可基于小孔成像虛擬實驗設置簡單的實驗內容，讓學生按照虛擬實驗提示完成簡單的實驗操作，引導學生思考小孔成像的實際應用，支持學生獨立完成整個物理實驗過程。這能有效幫助學生了解小孔成像的實驗內容，讓學生積極開展實驗操作，在物理虛擬實驗中獲得巨大的成就感和滿足感。再例如，在人教版“伏安法測電阻”實驗的教學中，教師可利用虛擬實驗展示測電阻實驗的全過程，讓學生結合實驗操作理解電阻伏安特性曲線的變化。教師先借助教學課件詳細講解伏安法的基本原理，讓學生掌握伏安法測電阻實驗的關鍵點和難點，使學生對實驗有基本的了解。教師再基于虛擬實驗平臺展示伏安法測電阻的實驗操作，讓學生觀察實驗過程中電路的連接情況，通過變阻器劃片的滑動，按照從左到右的順序將滑動變阻器的阻值改變，引導學生在虛擬平臺觀察電壓表和電流表的偏轉情況，并要求學生同步記錄電路中電壓、電流的數值，并指導學生繪制實驗中燈泡的伏安變化特性曲線。在此基礎上，教師可提問改變電阻值的條件下，實驗中電路電壓及電流的變化規律，讓學生結合實驗分析找到規律性變化。教師也可在物理虛擬實驗中用定值電阻替換小燈泡，將滑動變阻器的阻值改變，讓學生觀察和整理定值電阻端電壓和電流的變化規律。此外，教師可借助虛擬實驗平臺演示測電阻實驗的具體步驟，讓學生認真記錄定值電阻兩端的電壓及電流的數據變化，要求學生繪制出相應的伏安變化特性曲線。教師可讓學生對比分析小燈泡和定值電阻的伏安特性曲線，指導學生以表格形式展現異同點，引導學生結合具體物理實驗現象和伏安特性曲線變化等內容，真正了解到溫度變化對實際阻值造成的影響，加深對物理伏安變化規律的掌握。

（二）改進物理虛擬實驗教學模式，提高學生物理實驗學習的積極性

為在課堂中順利開展物理實驗教學，很多初中物理教師會提前動手進行物理實驗操作，對物理實驗步驟、實驗操作問題等進行梳理總結，這能在教學中更好地進行物理實驗演示。在這種物理實驗教學模式下，學生能直觀地了解物理實驗內容，但很難通過觀察分析準確把握物理實驗的要領。對此，初中物理教師可借助虛擬實驗平臺改進物理實驗教學模式，克服其他不利因素對實驗操作造成的影響，引導學生依據物理虛擬實驗分析對實驗過程進行梳理，使學生能清楚地掌握各個實驗環節的目的、注意要點等。物理教師可指導學生結合物理實驗問題探究思考實驗具體內容，引導學生總結分析物理實驗涉及的知識點，讓學生在物理實驗學習過程中深層理解物理理論知識，使學生能做到正確運用物理定義及公式等進行解題，促使學生提高物理實驗學習成效。例如，在人教版“天平使用”的實驗教學中，教師可利用虛擬實驗教學展示在天平使用實驗中可能出現的多種問題，引導學生理解分析天平使用中的注意事項，使學生充分掌握天平使用的相關物理實驗知識，從而達到高效實施物理實驗教學的目的。教師可采取虛擬實驗模式展開天平使用的物理實驗教學，借助多媒體設備全面展示操作天平的實驗過程，讓學生對天平使用實驗有更充分地了解，幫助學生做到更準確地使用天平。具體的“天平使用”虛擬實驗的教學內容如下：第一，教師先明確天平使用實驗教學的目的，制訂此次物理實驗教學的基礎性目標，即引導學生通過實驗學習掌握天平的使用操作及調節方法等，指導學生學會運用天平準確稱量固體及液體等物質的質量，讓學生在天平使用實驗學習中掌握正確的加減砝碼·104·方法，使學生能正確讀取天平顯示的數據。第二，初中物理教師需要考慮到學生對物理虛擬實驗過程的理解速度有所不同，需要依據學生對實驗的掌握情況，再次講解天平使用實驗的重難點，使學生能做到真正掌握天平使用的相關要求、天平調節方法等。教師應講解天平使用實驗的步驟、實驗操作，展開天平使用虛擬實驗的演示，幫助學生加深對天平使用相關要點的掌握。第三，在完成“天平使用”虛擬實驗演示后，教師可組織學生開展實驗討論，讓學生整理結合本次物理虛擬實驗整理對應的定義及公式，引導學生主動提出對物理實驗操作的質疑，并指導學生對物理知識框架進行補充完善，促進學生逐步提高物理實驗學習效率。

（三）設置物理虛擬實驗探究環節，指導學生驗證分析物理實驗

在初中階段的物理實驗教學中，教師應重視培養學生的探究思考能力、整理分析能力，讓學生深入理解物理虛擬實驗中包含的相關物理知識。首先，初中物理教師可安排學生分組對物理實驗步驟、操作要點等進行探究，要求學生整理出物理實驗中的難點、易錯點等。其次，教師可逐步展示物理虛擬實驗過程，指導學生完成物理實驗操作的相關任務的分工，讓學生通過實驗操作對討論結果進行驗證。最后，教師可評價分析學生的物理實驗驗證結果和討論過程，讓學生做到更加熟練地掌握物理實驗儀器，使學生在物理虛擬實驗探究中提高合作能力、學習能力。例如，在人教版“太陽光的色散”實驗中，教師可指導學生通過分組探究的模式進行物理實驗學習，演示整個太陽光色散的虛擬實驗的全過程，安排不同小組完成此次物理虛擬實驗的部分操作，并讓每個小組討論和總結虛擬實驗的結果。教師可指導學生親自動手操作實驗儀器進行太陽光色散實驗，并借助虛擬實驗內容指導學生，讓學生加深對實驗現象的認知。在進行紅外線驗證時，教師可先讓學生回憶虛擬實驗的具體實驗步驟，引導學生根據實驗提示進行實驗操作。教師需要先指導學生選取三只初溫相同的玻璃，并將這三只玻璃的外部涂黑處理，再讓學生將玻璃放在色散后的紅外光、可見光的外側，實施后續的照射處理，向這三只玻璃照射相同的時間，要求學生正確測量不同玻璃管的溫度，可發現由紅光照射的玻璃溫度上升最多。教師可要求學生對預測的實驗結果進行驗證分析，評價學生在物理實驗中的相關操作是否準確，及時幫助學生糾正物理實驗操作中的錯誤。

三、結語

綜上所述，在新課程改革背景下，初中物理教師在開展物理虛擬實驗教學時，應主動改進實驗教學模式，依據班級學生的物理學情，對物理實驗進行不斷開發，設置物理虛擬實驗探究環節，讓學生通過學習物理虛擬實驗掌握更多的物理規律性知識。同時，教師需要對物理虛擬實驗教學節奏進行科學控制，在物理虛擬實驗中引入現實場景，讓學生更好地體驗到實驗學習的有趣性、實用性，得到比較理想的物理實驗學習效果。

作者：雷雨 單位：山東省棗莊市第十三中學