虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究
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摘 要：随着我国新课程改革标准下教育模式的更新，初中物理实验教学应将学习者作为课堂主体，以实现学生的全面健康发展为教育目的。物理作为一门专业性极强的学科，仅靠理论知识，难以让学生体会物理教学所表达的主旨，而物理实验教学克服了理论难教的教学模式，为物理课堂带来新改变。分析虚拟实验在探究型实验中如何更好地运用，并提出加强虚拟实验教学的相关策略。
关键词：初中物理实验教学;虚拟实验;应用研究
初中时期的教育最为关键，青少年思维能力逐渐加强，开始有了剖析问题及思考的能力。并且，初中时期的青少年，好奇心更重，并拥有许多新奇想法，会提问一些稀奇古怪的问题，却不无道理。针对初中学生群体，物理教学需营造学生愿意去探索的课堂氛围，再去设置相应实验，让学生沉浸到物理实验教学中去，培养学生学习能力。
一、虚拟实验在探究型实验中的应用
探究型教学方式，可帮助学生学会透过现象看本质，锻炼学生课堂提出问题的能力，从课题中提出需实验才能解决的问题。但是，由于不同外界因素影响，很多情况下无法让实验顺利进行，难以对物理现象进行直观解释和总结，导致学生失去学习兴趣。为了改善实验环境不足，无法进行有效实验这一问题，相关研究人员运用信息化技术提出了虚拟实验教学法。此法可有效改善实验环境不足的情况。以下提出的内容，主要是虚拟实验在探究型实验教学中的应用能力。
（一）虚拟实验教学目标
以下举例将根据凸透镜成像进行说明，采用虚拟实验教学，是为了让学生更直观地理解凸透镜的特征与运作规律等方面的知识。教师在明确课堂教育目标后，制订虚拟实验教学步骤，在过程中让学生通过虚拟实验探究凸透镜内含规律想象，培养学生探究问题的能力与意识，为之后教学打下良好基础。
（二）虚拟实验教学环节设计
本文将主要以探究型教学中的虚拟实验进行研究分析，教师可将学生分为多个学习小组，在提出问题后，让小组设计并进行实验，最后得出结论。
1.提出问题
教师在进行问题探究本质教学中，需先对凸透镜对光的作用进行展示引起学生好奇，提出问题“凸透镜成像的特点，是否与物体和凸透镜之间的距离有关系”。
2.设计并进行实验
设计此实验过程过于烦琐，实验教室的条件有限，无法完成实验就可采取虚拟实验进行教学。让学生将物体放在距离虚拟实验平台较远的地方，在拿着物体靠近凸透镜时，让学生观察凸透镜是如何成像的，并要求学生记录像在产生变化时物体与凸透镜之间的距离。在进行虚拟实验的过程中，以焦距作为主要参考距离。通过虚拟实验，可了解到物体与凸透镜之间的距离超过两倍焦距时，物体呈现的像为缩小、倒立的实像状态;物体与凸透镜之间的距离在两倍焦距以内，可发现物体呈现的像为等大、倒立的实像状态;如果将物体继续靠近凸透镜，会发现物体所呈现的像开始变大;物体与凸透镜之间的距离处于一倍焦距与两倍焦距之间时，物体呈现的像为放大、倒立的实像状态;将物体继续靠近凸透镜，就会发现物体由原本的实像开始慢慢变虚;物体与凸透镜之间的距离在一倍焦距内时，物体呈现出的像为放大、正立的虚像状态。
3.实验后的结论分析
最后进行实验结论时，先由实验小组进行讨论总结，然后将结论说出，教师发现有不对的地方，需适时引导，切勿直接指出，以便让学生充分理解。最终结论内容就是以上实验记录的物体与凸透镜距离产生的不同成像情况。这样学生在实验中就已经清楚凸透镜成像的规律，通过以上记录就可得出准确结论。
二、虚拟实验在初中物理实验中的应用策略
（一）加强教师培训，提高教师教学实验设计能力
教学实验设计能力是物理教师一项必备技能与素质，也决定了实验教学的效果。教师前期进行备课时，就应设计实验内容，并充分掌握实验原理，将实验在教学过程中进行实践。初中物理实验教学开展已有很长一段时间，但是，虚拟实验教学开展只是在信息化技术发展快速的这几年，所以时间相对较短，教师还无法真正理解虚拟教学实验在物理课堂中的重要性。针对这一问题，学校需重视，对教师进行培训，让教师具有独立设计虚拟实验能力，拥有虚擬实验意识，才能将虚拟实验带入实际教学工作中去。
（二）明确虚拟实验优势及不足，最大程度发挥其优势
虚拟实验作为信息时代产物，让初中物理实验教学发生巨大改变，有效弥补了传统物理教学中存在的不足，并以其独特魅力与优势，在初中物理实验教学中拥有较高地位。虚拟实验让一些无法通过现实实验的内容得以呈现，对于师资力量较差的学校，更是带来巨大改变。信息化技术的不断发展，有其独特优势，但在教学中使用需正视其两面性。虚拟实验虽带来改变，却无法使实验达到仿真，所以具有进行真实实验能力的课堂条件，还是以真实实验为主要物理实验教学，虚拟实验可作为辅助，帮助真实实验得出正确结论，教师本身需明白虚拟教学的两面性，才能不断优化虚拟实验教学过程，满足物理实验教学的需要。
总之，教学中，教师只有明确提出并说明实验课题内容的意义，让学生明白实验的重要性，才能让学生进一步去探究、去发现。随着信息化技术发展，虚拟实验占据物理实验课堂是教学改革的趋势，但教师应清楚事物的两面性，教学过程中应尽可能避开虚拟实验的缺点，不断优化实验教学，促使学生科学探究问题的能力不断提高。
参考文献：
[1]肖为明.借助虚拟实验，促进初中物理教学[J].中学课程资源，2018（6）：61-62.
[2]段娟娟，王祥委，彭朝阳.例谈微型物理实验在初中物理教学中的应用[J].中小学实验与装备，2018，28（1）：38-39.
编辑 张佳琪
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