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摘要:我国教育事业正处于不断发展的阶段,越来越多的新内容开始被应用与我国教育中,虚拟实验本身在科研方面有着较大的作用,但是现在开始被应用于我国中学的教学环节之中。物理课是一门以实验作为基础的课程,物理实验能够为物理教学提供较大的帮助,虚拟实验在中学物理教学中的使用能夠帮助中学生更好的对物理课程中的内容进行理解,让我国的物理教学进入一个新的发展阶段。
关键词:中学物理教学;虚拟实验;运用
一、中学物理教学中实验教学现状
(一)中学不重视实验教学
实验是物理教学的基础,也是物理教学中非常重要的一环,但是很多中学为了追求学生成绩以及升学率,忽视了物理实验方面的教学,这就造成了学生在物理实验这一方面的缺失,他们能够记忆的只是理论知识,而并不是实验原理,教师自身也更为偏重理论方面的教学,他们所希望的是让学生多了解一些知识,多做一些习题,这样才能够让他们在考试中获得较好的成绩,虽然教师偶尔也会带领学生到物理实验室进行相关实验,但大多数情况只是走走形式,没有任何的实际意义,而且由于中学对实验教学的不重视,对实验器材方面的采购,物理实验室的整修等工作都非常不到位,这也是造成学生缺少物理实验知识的一个重要原因。
(二)实验教学体系存在问题
目前中学物理教学中实验教学的体系存在着较大的问题,它的教育方法过于单一,学生无法从实验中获得他们想要知道的东西,而且即使是进行实验也是较为简单易懂的实验,这样的实验自身并不具备相关价值,而且很多重要的实验学生只能通过观察教师的操作来了解相关内容,没有办法亲自进行操作,这样的直接结果就是学生在物理这一方面无法进行思考,自身的想法无法提出,这对于学生的物理学习会造成很大的影响。
二、虚拟实验概述
虚拟实验的本质是模拟真实的实验过程,让学生通过对虚拟实验的观察了解实验所涉及到的部分知识,深化对这一方面知识的记忆。虚拟实验由flash软件以及虚拟实验室这两部分构成,它通过计算机技术以及网络技术制作成虚拟实验室,在通过flash软件在其中的作用对整个实验过程进行模拟,过程较为逼真,如同在现实中进行实验一样。物理是以实验作为基础的一门学科,但是由于受到种种条件限制,物理实验无法大规模的进行,但是虚拟实验的出现非常好弥补了这一点,它通过对这个实验过程的模拟,提高学生对这一方面课程的学习兴趣,让学生乐于对物理知识进行学习,提高相关的学习效果。虚拟实验自身具有以下几个特点。
首先,虚拟实验具有安全性。实验本身存在着失误的可能,而失误就可能带来危险,危险性是很多中学物理实验无法进行的重要原因,如果因为物理实验对学生的身体造成伤害,校方无法承担相关责任,但是虚拟实验本身是在电脑中进行的,除非电脑出现故障才存在造成危险的可能,因此进行虚拟实验无需为安全问题所担心,它能够对学生的安全以及实验效果、教学效果有着较好的保障。
其次,虚拟实验成本较低。以往的物理实验需要使用大量的实验器材,但是相关的实验器材往往价格不菲,校方如果为了满足学生进行实验的条件大规模购买物理器材那么必然是一笔较大的支出,而且考虑到进行物理实验面对的种种限制,如果器材购买了而实验没有进行那么真的是得不偿失了,虚拟实验进行的平台是电脑与网络,通过连接网络对电脑中的相关程序进行操作就可以完成,校方只需要在微机室安装相关程序就可以让学生在电脑上进行虚拟实验,这样能够为校方节约大量的资金。
再次,虚拟实验所受限制较少。很多物理实验需要在实验室中才能够进行,但是部分中学对物理实验室的投入有限,物理实验室很难满足大量学生在同一实验室内进行实验的条件,很多需要进行物理实验的课程被迫只能进行理论教学,这样对教学效果有着较大的影响,虚拟实验通过电脑进行操作就可以完成,而且只要电脑通电并且连接网络就可以进行,不受太多条件的限制,每个学生都有通过电脑进行虚拟实验的机会。
最后,虚拟实验能够被操控。现实中进行的物理实验往往难以得到控制,实验中很多瞬间出现的现象是最为关键的,但是现实中往往很难对这些瞬间出现的现象进行仔细的观察,会对学生的实验结果造成影响,虚拟实验无需为这一方面的问题所烦恼,因为它能够被控制,对于这些瞬间现象的观察可以放慢实验速度,仔细的观察整个过程以及现象,最后再得出结论,保证实验结果的准确性,让自身能够对相关结果更为了解。
三、虚拟实验在中学物理教学中的运用方式
(一)演示实验方面
这一类实验是中学物理教学中比较多见的一种实验类型,教师通过虚拟实验对这一类实验进行模拟可以让学生对实验的过程与结果有着充分的了解,并且可以让学生根据实验进行的过程联想到与这一实验相关的其他方面,提高学生自身的思考能力,教师在进行虚拟实验时要注重对各个实验环节的设计,保证学生对实验的方方面面都能够有所思考,例如在进行凸透镜与凹透镜方面的实验时,教师通过虚拟实验用光对凸透镜与凹透镜进行照射,让学生对实验过程进行观察,不同距离的照射会显示出怎样的效果,教师需要多进行几次实验,让学生对结果做出总结,对其中的变化进行说明,最后得出相关结论。
(二)测量实验方面
测量实验的操作较为简单,但是对于物理教学来说同样有着重要的意义,利用虚拟实验进行测量实验可以让学生对一些原本简单的知识具有更加清晰的认识,例如电压与电阻方面,在实验进行前,教师需要向学生说明“伏安法”的原理以及运作过程,之后再进行虚拟实验,在整个电路组装完毕后,通过对变阻器的操作观察灯泡以及整个电路的发应,并且通过对电阻值的调动再次观察相关反应,最终得出结论,而且教师可以鼓励学生自行进行这一方面的虚拟实验,让学生自主的进行探究,加深学生对相关实验的印象,提高整体的教学效果。
(三)探究实验方面
探究实验在物理实验中是难度较大,但是最为重要的一方面实验,它需要教师与学生对整个实验过程进行设计,之后再去完成相关实验,虚拟实验的出现可以让学生进行在现实中无法进行的实验,保证学生对这一方面知识的探究,例如杠杆与滑轮,这些在考试中较为重要,但是学生在现实中无法接触,虚拟实验可以满足这一要求,学生可以对不同的滑轮组合进行设计,之后进行虚拟实验,观察不同类型组合的具体效果,并且记录不同类型组合的每一次运动需要做功多少,得出哪一种组合的滑轮做工最大,哪一种组合的滑轮做功最小,之后将其运用到习题之中会事半功倍。
结语
实验是物理的基础,物理教学离不开实验的辅助,在以往,中学物理教学由于种种原因实验教学无法正常展开,但是随着虚拟实验的出现,为中学物理实验的进行提供了条件,它成本较低,所受限制较少,而且可以进行多种实验,是进行初中物理实验的一个好选择,因此中学应该重视对这一技术的使用。
参考文献:
[1]杜一宁. 虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J]. 浙江海洋学院学报(自然科学版), 2010, (10): 45-46
[2]李琨. 虚拟实验室在中学物理实验中的应用[J]. 中国教育技术装备, 2012, (6): 10-11
[3]王付军;, 刘云松. 中学物理虚拟实验研究[J]. 中国教育技术装备, 2009, (30): 92-93
关键词:中学物理教学;虚拟实验;运用
一、中学物理教学中实验教学现状
(一)中学不重视实验教学
实验是物理教学的基础,也是物理教学中非常重要的一环,但是很多中学为了追求学生成绩以及升学率,忽视了物理实验方面的教学,这就造成了学生在物理实验这一方面的缺失,他们能够记忆的只是理论知识,而并不是实验原理,教师自身也更为偏重理论方面的教学,他们所希望的是让学生多了解一些知识,多做一些习题,这样才能够让他们在考试中获得较好的成绩,虽然教师偶尔也会带领学生到物理实验室进行相关实验,但大多数情况只是走走形式,没有任何的实际意义,而且由于中学对实验教学的不重视,对实验器材方面的采购,物理实验室的整修等工作都非常不到位,这也是造成学生缺少物理实验知识的一个重要原因。
(二)实验教学体系存在问题
目前中学物理教学中实验教学的体系存在着较大的问题,它的教育方法过于单一,学生无法从实验中获得他们想要知道的东西,而且即使是进行实验也是较为简单易懂的实验,这样的实验自身并不具备相关价值,而且很多重要的实验学生只能通过观察教师的操作来了解相关内容,没有办法亲自进行操作,这样的直接结果就是学生在物理这一方面无法进行思考,自身的想法无法提出,这对于学生的物理学习会造成很大的影响。
二、虚拟实验概述
虚拟实验的本质是模拟真实的实验过程,让学生通过对虚拟实验的观察了解实验所涉及到的部分知识,深化对这一方面知识的记忆。虚拟实验由flash软件以及虚拟实验室这两部分构成,它通过计算机技术以及网络技术制作成虚拟实验室,在通过flash软件在其中的作用对整个实验过程进行模拟,过程较为逼真,如同在现实中进行实验一样。物理是以实验作为基础的一门学科,但是由于受到种种条件限制,物理实验无法大规模的进行,但是虚拟实验的出现非常好弥补了这一点,它通过对这个实验过程的模拟,提高学生对这一方面课程的学习兴趣,让学生乐于对物理知识进行学习,提高相关的学习效果。虚拟实验自身具有以下几个特点。
首先,虚拟实验具有安全性。实验本身存在着失误的可能,而失误就可能带来危险,危险性是很多中学物理实验无法进行的重要原因,如果因为物理实验对学生的身体造成伤害,校方无法承担相关责任,但是虚拟实验本身是在电脑中进行的,除非电脑出现故障才存在造成危险的可能,因此进行虚拟实验无需为安全问题所担心,它能够对学生的安全以及实验效果、教学效果有着较好的保障。
其次,虚拟实验成本较低。以往的物理实验需要使用大量的实验器材,但是相关的实验器材往往价格不菲,校方如果为了满足学生进行实验的条件大规模购买物理器材那么必然是一笔较大的支出,而且考虑到进行物理实验面对的种种限制,如果器材购买了而实验没有进行那么真的是得不偿失了,虚拟实验进行的平台是电脑与网络,通过连接网络对电脑中的相关程序进行操作就可以完成,校方只需要在微机室安装相关程序就可以让学生在电脑上进行虚拟实验,这样能够为校方节约大量的资金。
再次,虚拟实验所受限制较少。很多物理实验需要在实验室中才能够进行,但是部分中学对物理实验室的投入有限,物理实验室很难满足大量学生在同一实验室内进行实验的条件,很多需要进行物理实验的课程被迫只能进行理论教学,这样对教学效果有着较大的影响,虚拟实验通过电脑进行操作就可以完成,而且只要电脑通电并且连接网络就可以进行,不受太多条件的限制,每个学生都有通过电脑进行虚拟实验的机会。
最后,虚拟实验能够被操控。现实中进行的物理实验往往难以得到控制,实验中很多瞬间出现的现象是最为关键的,但是现实中往往很难对这些瞬间出现的现象进行仔细的观察,会对学生的实验结果造成影响,虚拟实验无需为这一方面的问题所烦恼,因为它能够被控制,对于这些瞬间现象的观察可以放慢实验速度,仔细的观察整个过程以及现象,最后再得出结论,保证实验结果的准确性,让自身能够对相关结果更为了解。
三、虚拟实验在中学物理教学中的运用方式
(一)演示实验方面
这一类实验是中学物理教学中比较多见的一种实验类型,教师通过虚拟实验对这一类实验进行模拟可以让学生对实验的过程与结果有着充分的了解,并且可以让学生根据实验进行的过程联想到与这一实验相关的其他方面,提高学生自身的思考能力,教师在进行虚拟实验时要注重对各个实验环节的设计,保证学生对实验的方方面面都能够有所思考,例如在进行凸透镜与凹透镜方面的实验时,教师通过虚拟实验用光对凸透镜与凹透镜进行照射,让学生对实验过程进行观察,不同距离的照射会显示出怎样的效果,教师需要多进行几次实验,让学生对结果做出总结,对其中的变化进行说明,最后得出相关结论。
(二)测量实验方面
测量实验的操作较为简单,但是对于物理教学来说同样有着重要的意义,利用虚拟实验进行测量实验可以让学生对一些原本简单的知识具有更加清晰的认识,例如电压与电阻方面,在实验进行前,教师需要向学生说明“伏安法”的原理以及运作过程,之后再进行虚拟实验,在整个电路组装完毕后,通过对变阻器的操作观察灯泡以及整个电路的发应,并且通过对电阻值的调动再次观察相关反应,最终得出结论,而且教师可以鼓励学生自行进行这一方面的虚拟实验,让学生自主的进行探究,加深学生对相关实验的印象,提高整体的教学效果。
(三)探究实验方面
探究实验在物理实验中是难度较大,但是最为重要的一方面实验,它需要教师与学生对整个实验过程进行设计,之后再去完成相关实验,虚拟实验的出现可以让学生进行在现实中无法进行的实验,保证学生对这一方面知识的探究,例如杠杆与滑轮,这些在考试中较为重要,但是学生在现实中无法接触,虚拟实验可以满足这一要求,学生可以对不同的滑轮组合进行设计,之后进行虚拟实验,观察不同类型组合的具体效果,并且记录不同类型组合的每一次运动需要做功多少,得出哪一种组合的滑轮做工最大,哪一种组合的滑轮做功最小,之后将其运用到习题之中会事半功倍。
结语
实验是物理的基础,物理教学离不开实验的辅助,在以往,中学物理教学由于种种原因实验教学无法正常展开,但是随着虚拟实验的出现,为中学物理实验的进行提供了条件,它成本较低,所受限制较少,而且可以进行多种实验,是进行初中物理实验的一个好选择,因此中学应该重视对这一技术的使用。
参考文献:
[1]杜一宁. 虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J]. 浙江海洋学院学报(自然科学版), 2010, (10): 45-46
[2]李琨. 虚拟实验室在中学物理实验中的应用[J]. 中国教育技术装备, 2012, (6): 10-11
[3]王付军;, 刘云松. 中学物理虚拟实验研究[J]. 中国教育技术装备, 2009, (30): 92-93