朱曉春
摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,教育改革的不斷施行,虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸出現(xiàn)在初中物理實驗教學(xué)中,為學(xué)生模擬了真實的實驗場景,使學(xué)生可以直接參與真實的實驗環(huán)境中。這樣的教學(xué)方法增加了初中物理實驗教學(xué)的趣味性,可以吸引學(xué)生的注意,調(diào)動學(xué)生參與物理實驗的積極性。本文就從初中物理的視域出發(fā),對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進行一些探究。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);初中物理;實驗教學(xué);應(yīng)用
物理實驗是物理教學(xué)中的重要內(nèi)容,教師可以借助實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維與科學(xué)素養(yǎng),進而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時可以讓學(xué)生在實驗過程中,加深對物理現(xiàn)象與物理規(guī)律的理解。但傳統(tǒng)初中物理實驗教學(xué)中還存在一些問題,如:儀器設(shè)備不足、實驗中存在安全隱患等,影響了物理實驗教學(xué)質(zhì)量的提升。故以下筆者就針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用提出相關(guān)建議。
一、測量實驗中,方便學(xué)生觀察物理現(xiàn)象
作為一種基本的實驗類型——測量實驗在初中物理實驗中占據(jù)十分重要的地位。該類實驗主要考察學(xué)生對實驗器材的正確操作,也是其他實驗的基礎(chǔ)。但該類型實驗復(fù)雜程度不一,故面對一些復(fù)雜的實驗時,教師若不能在真實的環(huán)境中進行講解,則可能導(dǎo)致部分學(xué)生無法很好的了解。對此,教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助課堂,方便學(xué)生對相關(guān)物理實驗的觀察。
教師在講到“伏安法測小燈泡電阻”這一物理實驗時就可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件為學(xué)生營造真實的實驗場景,引導(dǎo)學(xué)生在實驗中觀察與探究。首先,教師應(yīng)明確教學(xué)目標(biāo)并在教學(xué)之前組織學(xué)生回顧“用電壓表與電流表測電阻”的方法,以此為之后學(xué)生之后的歐姆定律測量電阻值打下基礎(chǔ)。然后,教師可以采取虛擬實驗與理論講解相融合的教學(xué)方法,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件為學(xué)生展開實驗教學(xué)。教師可以:1.為學(xué)生展示各種實物電路圖,并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)歐姆定律的原理去連接。2.教師可以要求學(xué)生改變電阻數(shù)值(通過鼠標(biāo)滑動變阻器的劃片),并要求學(xué)生記錄對應(yīng)的電流、電壓數(shù)值。3.引導(dǎo)學(xué)生繪制小燈泡電阻的伏安特性圖。通過以上方法可以將實驗過程直觀的呈現(xiàn)在學(xué)生面前,方便學(xué)生的觀察,有助于加深學(xué)生的理解與記憶。
二、探究實驗中,培養(yǎng)學(xué)生探究知識能力
探究實驗是初中物理教學(xué)中一種常見的實驗,是以“問題”為線索,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、探究與實驗,最終得到問題結(jié)論的一種實驗類型。探究性實驗可以幫助學(xué)生透過現(xiàn)象看到本質(zhì),有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察與探究能力,可以促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。但由于探究實驗存在的外界因素較多,導(dǎo)致在實驗教學(xué)中部分實驗可能無法進行。對此,教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助課堂輔助課堂教學(xué)。
以初中物理“凸透鏡的成像規(guī)律”這一實驗為例。課前,教師可以以生活中與“凸透鏡”相關(guān)的生活實例導(dǎo)入教學(xué)(如:放大鏡、望遠鏡放映機等),并為學(xué)生提出相關(guān)的探究問題,如“物體距離凸透鏡的遠近是否會影響凸透鏡的成像特點?”、“凸透鏡的成像特點是什么?”問題設(shè)置之后,教師可以給予學(xué)生一定的時間讓學(xué)生獨立思考后可以學(xué)生之間互相討論,鼓勵學(xué)生用于提出自己的猜想。然后,教師可以讓學(xué)生借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)檢驗自己的猜想,并將實驗中的數(shù)據(jù)記錄下來。在實驗驗證之后,引導(dǎo)學(xué)生觀察數(shù)據(jù)、歸納并總結(jié)凸透鏡的成像規(guī)律。這樣的實驗教學(xué)中,教師可以在真實的實驗情境中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、演示實驗中,增強學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果
另外,演示型實驗也是初中物理教學(xué)中一種常見的實驗類型。由于班級學(xué)生人數(shù)眾多,所以在真實的實驗場景中,部分學(xué)生無法直觀且全面的觀察實驗過程,阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。對此,演示型實驗可以有效解決這一問題。在教學(xué)過程中,教師可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)將實驗過程直觀且生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,以便學(xué)生更好的觀察與理解相關(guān)的物理知識與物理規(guī)律。
以“探究電路短路問題”這一實驗為例。傳統(tǒng)物理教學(xué)中,教師通常采用兩種方法為學(xué)生講解該實驗,第一種:真實實驗器材講解,但由于學(xué)生人數(shù)眾多,故部分學(xué)生可能無法直觀且全面的觀察實驗。第二種,考慮到教學(xué)設(shè)備的安全問題,教師采用純理論講解,導(dǎo)致部分學(xué)生無法理解相關(guān)實驗知識。為改善這一情況,教師可以為學(xué)生將講解什么是短路。然后借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)生演示多種電路短路現(xiàn)象,讓學(xué)生觀察實驗并記錄實驗數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)相關(guān)知識,以了解電路短路的后果。這樣的實驗教學(xué)中,不但保障了師生的安全,保證了實驗的效果,同時可以有效提升教學(xué)效率。
四、總結(jié)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是科技飛速發(fā)展下產(chǎn)生的一種高科技的教學(xué)輔助工具。在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的片面性與單一性,為實驗教學(xué)注入了新的生機與活力,有助于激發(fā)學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生綜合能力的全面提升。
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