虚拟实验在初中物理实验教学中的作用

来源:用户上传      作者: 莫伟雄

　　迅速崛起的现代教育技术把虚拟实验引入到了实验教学中。虚拟实验的应用改变了传统的教育模式,使得教与学方式发生了革命性的变化。目前,用于实验教学的计算机虚拟实验软件非常丰富,加上网络资源,为虚拟实验的应用和发展提供了条件。因此,虚拟实验在中学物理实验教学的应用也越来越广,作用自然不容忽视。
　　一、采用虚拟实验技术,可以大大提高物理实验的课堂演示效果
　　比如探究分子热运动时,通常无法用肉眼来观察这些微观运动,演示实验的效果自然大打折扣,但采用计算机来模拟这种运动,则十分生动形象,学生也一下子就理解接受了。
　　二、采用虚拟实验技术,可以避免烦琐,提高课堂效率
　　比如在探究物质的比热容(吸放热特性)的实验中,哪怕是采用电热丝加热液体,但由于热量损失严重,往往无法顺利得出正确的结论,有时甚至会得出相反的结论。因此,有不少老师费尽心力来做这个演示实验,浪费了大量课堂时间,教学效果却不太理想。而通过采用多媒体技术来模拟实验,也能使学生真实地感受这个实验,极大地提高了课堂效率。
　　三、采用虚拟实验技术,能极大地提高学生的实验能力和创新能力
　　利用网络虚拟实验室,可以随时随地反复进行实验操作,增强了学生的动手操作能力。让学生在网络虚拟实验室进行物理实验,还可以突破时间、场地、实验条件等种种限制,不仅可以练习课堂实验,还可以课后自主探究各种实际问题,极大地拓展了实验内容,开发了新的实验资源,更好地促进了学生实验能力和创新能力的发展,进一步提高了学生的科学素养。
　　四、采用虚拟实验技术,能实现实验资源的共享,拓展了实验渠道
　　通过网络虚拟实验室,能够通过计算机在网络中模拟一些实验现象,它不仅仅能够提高实验教学效果,更重要的是对一些缺乏实验条件的农村中学学生,通过网络同样能够身临其境地观察实验现象,甚至和异地的学生合作进行实验。
　　如本人曾在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件(在线版网络软件),实现网络与物理实验教学的整合。学生在网络技术环境中进行多媒体实验操作,通过网上人机对话,学生可以一边操作一边在网上畅游,获取新知识,或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题,就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息,进行讨论,让学生自主学习,并自主观察模拟实验,从而掌握学习成果和学习方法。
　　五、采用虚拟实验技术,可以弥补实验器材的不足,改善实验条件
　　通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的,但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验,则可弥补常规实验仪器的不足,提高物理实验的演示效果。比如探究天体运动时,通过采用多媒体技术来模拟实验,也能使学生真切地感受这个实验。
　　六、采用虚拟实验技术,还能减少器材消耗,节约实验经费开支
　　利用虚拟现实技术在多媒体计算机上建立虚拟实验室,学生便可以走进这个虚拟实验室,身临其境般地操作虚拟仪器,操作结果可以通过仪表显示,反馈给学生来判断操作是否正确。这种实验既不消耗器材,也不受场地等外界条件限制,可重复操作,直至得出满意结果。
　　七、采用虚拟实验技术,还能保障学生和设备的安全
　　特别是对于使用有毒物质的实验和易出现爆炸现象等危险情况的实验,利用多媒体技术来模拟实验,同样可以让学生感同身受,还可以避免意外事故的发生。
　　虚拟实验的应用和发展,加快了实验室发展和实验教学改革,促进了教育观念的改变。虚拟实验是培养创新人才的新的实验手段。
　　虚拟实验在21世纪实验教学中必将占有重要地位,无疑会起到很大的作用。
　　作者单位:湖南省桃江县武潭镇中学

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