陳家軍

隨著教育信息化和教育技術(shù)化的發(fā)展，教學(xué)手段日新月異，教學(xué)設(shè)備不斷更新，傳統(tǒng)物理課堂中的問題已經(jīng)得到有效解決，學(xué)生可以利用信息化技術(shù)學(xué)習(xí)，教師可以利用信息化技術(shù)教學(xué)，師生的溝通空間更為廣闊，時(shí)間更為靈活，物理虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，賦予了物理課堂新的生命.本文介紹虛擬實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用.

1實(shí)驗(yàn)條件廣泛化，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境與條件不足

隨著教育均衡發(fā)展，學(xué)校的信息化教學(xué)設(shè)備不斷更新，完全可以滿足虛擬實(shí)驗(yàn)的需要的運(yùn)行環(huán)境，以往無法完成的實(shí)驗(yàn)，在新的設(shè)備下可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)完成. ? 例如，晶體熔化規(guī)律一直是物理實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)，就是教師反復(fù)做，成功率都極低，而且時(shí)間長、現(xiàn)象差，往往都無法引導(dǎo)學(xué)生完成，教師只好應(yīng)用一些數(shù)據(jù)讓學(xué)生畫圖，通過分析得到實(shí)驗(yàn)規(guī)律，學(xué)生缺乏直觀的素材，更沒有實(shí)際參與實(shí)驗(yàn)過程.通過虛擬實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生觀察到逼真的實(shí)驗(yàn)過程，而且可以比實(shí)際實(shí)驗(yàn)觀察得更為具體、形象、生動(dòng)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果.再如光的反射規(guī)律與折射規(guī)律、分子運(yùn)動(dòng)等，學(xué)生無法觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而虛擬實(shí)驗(yàn)不受條件約束，可以即時(shí)進(jìn)行.

2實(shí)驗(yàn)過程獨(dú)立化，可以彌補(bǔ)學(xué)生思維能力的差異

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，以小組為單位，存在優(yōu)生操作，學(xué)困生無操作機(jī)會(huì)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果只是優(yōu)生思考加工的結(jié)果，由于思維能力的差異，課堂實(shí)驗(yàn)并不能使每個(gè)學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力都可以得到提高，而應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)后，每個(gè)人都可以操作，可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立思考，實(shí)驗(yàn)的觀察、思考、思維加工等都可以由學(xué)生獨(dú)立完成，也可以由學(xué)生合作完成，彌補(bǔ)了學(xué)生因思維水平的差異造成的參與知識(shí)形成過程的差異，讓各類學(xué)生都可以全程、獨(dú)立參與知識(shí)的形成過程，體現(xiàn)了教育面向全體學(xué)生的教學(xué)理念.

3實(shí)驗(yàn)過程片斷化，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)不易觀察的不足

實(shí)物實(shí)驗(yàn)中，有的實(shí)驗(yàn)過程較快，學(xué)生難以捕捉到實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，實(shí)驗(yàn)素材與學(xué)生實(shí)際思維水平間不易接軌，不利于在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行思維加工.虛擬實(shí)驗(yàn)可以根據(jù)要求，更為細(xì)致分解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象片斷化，學(xué)生通過片斷化的實(shí)驗(yàn)素材認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行思維加工，形成物理規(guī)律，彌補(bǔ)了學(xué)生抽象思維的不足.

例如有關(guān)慣性的實(shí)例，學(xué)生無法理解現(xiàn)象，不能準(zhǔn)確組織語言，通過放慢的方法讓學(xué)生看到片斷運(yùn)動(dòng)，再將片斷式運(yùn)動(dòng)組織成完整的過程，學(xué)生就會(huì)加深對慣性的理解.再如人耳聽到聲音的過程，通過虛擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)聲波，認(rèn)識(shí)人的聽覺原理，將無形的物理知識(shí)生動(dòng)地、形象地展示出來，突破了教學(xué)難點(diǎn).

4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化，可以讓學(xué)生及時(shí)學(xué)習(xí)，及時(shí)實(shí)驗(yàn)

物理課堂是物理學(xué)習(xí)的主陣地，但物理學(xué)習(xí)應(yīng)該無所不在，采用虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可在家庭中借助虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行物理探究活動(dòng)，我們充分利用云平臺(tái)的強(qiáng)大功能，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，提供學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間安排，靈活開展學(xué)生活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

5實(shí)驗(yàn)成本經(jīng)濟(jì)化，可以減小學(xué)校的開支

如果用實(shí)物實(shí)驗(yàn)，學(xué)校一方面需投入專門人力，同時(shí)又要投入財(cái)力，增加實(shí)驗(yàn)器材、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)材料，部分市場不常見的材料反而可能不能及時(shí)補(bǔ)充，影響了實(shí)驗(yàn)的開出，束縛了實(shí)驗(yàn)即時(shí)性開展，采用虛擬實(shí)驗(yàn)可以大大減少學(xué)校的實(shí)驗(yàn)開支，充分發(fā)揮電化設(shè)備的作用，節(jié)約了人力、物力，提高了實(shí)驗(yàn)的開出率與完成率.

6實(shí)驗(yàn)效果仿真化，可以達(dá)到比實(shí)驗(yàn)更好的作用

從實(shí)驗(yàn)效果看，虛擬實(shí)驗(yàn)不僅可以達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)效果，還可以將實(shí)驗(yàn)中無法展示的現(xiàn)象根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)觀察，彌補(bǔ)了學(xué)生抽象思維不足、感性材料不多的問題.它能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模秸鎸?shí)實(shí)驗(yàn)效果.

物理虛擬實(shí)驗(yàn)為物理課堂注入了新的活力，為物理學(xué)習(xí)過程架設(shè)了成功的橋梁，科學(xué)應(yīng)用物理虛擬實(shí)驗(yàn)，可以有效提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、有利于學(xué)生掌握物理學(xué)習(xí)方法、服務(wù)于所有學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力的提高.