结合虚拟实验优化初中物理教学

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　　【摘 要】随着多媒体技术与信息技术的快速发展，以动画制作软件等构成的虚拟实验演示课件为学生学习物理实验知识提供了一个新的路径，在辅助学生理解物理实验知识方面具有巨大的优势。本文基于初中物理教学，重点就如何利用虚拟实验优化教学进行了重点探讨，旨在为虚拟实验在教学中应用的相关研究与应用提供一些参考。
　　【关键词】初中;物理;虚拟实验;应用对策
　　 实验作为初中物理教学的重要组成部分，是夯实学生物理知识功底，提升他们实验动手操作能力的重要保障。但是在当下的实际物理教学中，许多教师常常没有时间带领学生亲自动手做实验，影响了学生的理解效果。而虚拟实验的诞生与应用，则可以有效地解决上述初中物理实验教学中存在的问题，在提高实验教学有效性方面具有重要的作用，强化虚拟实验应用的专项研讨意义重大。
　　 1.巧用虚拟实验，导入教学新知
　　 初中物理是学生首次接触物理知识的阶段，这个时期的物理知识学习效果会对他们的物理思维模式以及核心素养形成产生直接影响，加强该阶段的教学指导是各项物理教学工作的重中之重。在初中生的现实生活中，处处存在着有关物理的现象，但是也有一些初中生不常遇到的物理知识或现象，尤其是对那些抽象性与繁杂性比较强的物理公式或实验结果，学生理解起来比较困难，容易降低学生学习的效率与兴趣。如果初中生采取死记硬背的记忆方式，那么学习效率低，也无法有效发展他们的物理核心素养。特别是在新课标下，初中生是物理实验教学的主体，此时教师必须要更加积极主动地去引导学生，使他们可以自主获取与体验物理实验知识形成的过程，最终使他们在掌握物理实验知识与技能的同时，不断提升自身的学习效果。然而，由于初中生的物理知识和实验经验积累度不足，在面对新学习的物理定义与公式的过程中常常会陷入学习瓶颈，不理解它们真实的含义与作用。而此时如果教师可以灵活地运用虚拟实验来优化物理实验新知导入教学环节，那么可以显著提升学生的自主学习效果。
　　 例如，在学习“串并联电路”部分知识期间，许多初中生可能由于初步接触该抽象性比较强的电学物理知识而陷入学习瓶颈，不理解这些串并联知识的真实含义与作用，尤其是在遇到后续复杂的电路后更加不知道该如何做。针对这部分物理新知识的导入，物理教师可以先为学生提供图1所示的电路图，并询问学生：“在图1的电路图中，点A、点B和点C三处的电流具有何种关系？”。在该探究性实验问题的启发下，可以引导学生自主思考和大胆假设。然后教师可以引导学生利用虚拟实验的相关软件自主去设计电路，通过闭合电路开关去验证自己刚才的想法。由此可知，通过有效地运用虚拟实验，可以有效地调动学生的自主学习能动性，有利于深化他们对串联电路性质的理解与认识，更为重要的是可以有效地锻炼学生的动手实验操作能力，发展他们的物理核心素养，这是其他教学模式所无法比拟的巨大应用优势，大大提升了物理新知的导入效果。
　　 2.巧用虚拟实验，激发学习兴趣
　　 相较于课堂真实演示实验或实际的实验操作而言，虚拟实验的一大优势就是实验器材丰富，并且学生可以随意使用，并且不需要担心自己实验操作步骤或原理错误而损坏实验仪器和设备，或者因为实验操作错误而诱发实验安全事故，并且虚拟实验的便捷性操作也可以有效地满足初中生学习物理知识过程中的好奇心、探索欲与求知欲，非常有利于激发他们的学习兴趣。因此，在开展初中物理教学过程中，教师可以结合物理教学的具体内容，灵活地运用虚拟实验辅助学生理解物理知识，这样可以显著提升学生学习效果。但是在引导学生使用各种仿真实验的时候，教师要首先为他们讲解一些使用仿真实验软件的基本操作要领和注意事项，提高他们应用这些软件的能力。此外，为了可以提升虚拟实验应用的效果，教师还需要使全体学生意识到实验操作的具体目标，使他们可以通过虚拟实验操作而有所得。比如针对光学等涉及到比较多物理概念等知识点的教学内容，物理教师都可以利用虚拟实验激发学生学习物理知识的兴趣，同时也可以以此辅助学生理解与掌握所学物理知识，提升了物理知识教学的整体效果。
　　 例如，在学习“平面镜成像”部分光学物理知识期间，由于涉及到比较多的物理知识点，它们之间的联系性比较强，所以增加了学生学习的难度。针对这种情况，物理教师可以利用虚拟实验的灵活运用，帮助学生探究物体在平面镜中成像位置与大小等之间的关系，利用生动、直观、形象的物理实验结果帮助学生深刻地理解与掌握必要的物理知识。在实际的实验操作中，教师可以引导和鼓励初中生自主动手设计验证性物理实验，验证自己的假设与猜想，借助这种虚拟的实验设计帮助学生可以牢固地掌握必要的物理知识点。比如，在学生进行实验操作方案设计期间，教师可以指导他们选择一块平面玻璃，并在其前方位置处放置一只点燃的蜡烛，这时候蜡烛会在玻璃中呈现出一个图像。然后教师可以指导学生自己动手前后移动蜡烛，使蜡烛与镜中的像可以保持完全重合，并相应地对这两个蜡烛的具体位置进行记录。通过反复开展该种虚拟实验操作，可以最终使学生得出必要的实验结果，验证了他们的假设与猜想。如此一来，通过有效地利用虚拟实验，可以有效地激发学生学习物理知识的兴趣，同时利用虚拟实验验证他们猜想与假设的过程中可以辅助他们理解复杂的物理知识，这对提升他们的学习效果会产生积极影响。
　　 3.巧用虚拟实验，强化学生记忆
　　 在当下的初中物理实验教学中，许多学生在理解相关方面物理知识的时候可能会采取强制性背诵实验现象与结果的方式，这样就失去了物理实验开展的真正意义，影响了学生学习效果，同时已经记忆的物理实验知识很快就会遗忘，记忆效果不佳。而如果可以在实验教学中可以灵活地运用虚拟实验，使学生通过自主操作得出必要的物理实验结果，同时引导学生全面记忆物理实验的整个过程，而不单单是物理实验的最终结果，否则会直接影响他们的学习效果。针对这种情况，物理教师在指导学生学习难度比较大的物理知识期间，可以引导他们结合自己以往亲自参与的物理实验方面的知识，而不是仅仅利用相关实验的结论，否则会影响学生学习物理知识的效果。
　　 例如，在学习“机械效率的影响因素”部分物理知识期间，物理教师可以引导学生自主利用虚拟实验的方式去理解与记忆物理实验的结果。物理教师可以首先指导初中生运用小木块将一个木质平板的一端垫高，以此形成一个具有一定角度的斜面。在这个斜面上依次地铺设几层不同粗糙程度的材料，之后保持斜面倾斜角度不变，用弹簧测力计测量拉着同一小木块匀速上升的测值读数。同理，教师可以指导学生继续保持斜面所用的材料保持不变，通过改变斜面的角度来相应地读出弹簧测力计的读数。最后，教师可以引导学生结合上述的虚拟试验结果去思考影响机械效率的因素，这样可以深化学生对所学物理知识的理解，强化他们的记忆。
　　 综上所述，虚拟实验为初中生学习物理知识以及提升他们实验能力提供了一个良好的媒介。在实际的教学中，物理教师可以靈活虚拟实验，将其应用于导入物理新知，激发学生学习兴趣和加强学生记忆等环节中，力求有效利用虚拟实验提升初中物理教学的质量。
　　 【参考文献】
　　 [1]吴荣华，胡玲，蔡秀峰，彭靖.虚拟实验室适用物理实验的应用探究[J].中小学信息技术教育，2019（Z1）：114-117
　　 [2]肖微.初中化学虚拟实验平台在教学中的应用形式与策略[J].基础教育参考，2019（05）：44-45
　　（江苏省南通市启秀市北学校，江苏 南通 226000）
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