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        運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn),提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率

        2017-03-07 05:47:20周廣力
        新課程·教師 2017年12期
        關(guān)鍵詞:虛擬實(shí)驗(yàn)高中物理效率

        周廣力

        摘 要:計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷滲入教學(xué)課堂中,為現(xiàn)代高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的運(yùn)用,有效地將虛擬實(shí)驗(yàn)室?guī)У礁咧形锢斫虒W(xué)課堂上,顯著提高了現(xiàn)代高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。根據(jù)高中物理實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)目標(biāo),針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)、物理實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)實(shí)際操作和應(yīng)用以及高中物理實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)質(zhì)量等所存在的教學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究。虛擬實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持,利用信息科技構(gòu)建虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)室,并結(jié)合Flash課件,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息化的虛擬實(shí)驗(yàn),能顯著提升學(xué)生的物理知識(shí)實(shí)踐能力,提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,同時(shí)還能更大程度地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

        關(guān)鍵詞:虛擬實(shí)驗(yàn);高中物理;效率

        隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷滲入教學(xué)課堂中,這為實(shí)現(xiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)相當(dāng)大的積極影響作用。同時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù),將虛擬實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)課堂,直觀地將物理知識(shí)通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)在學(xué)生面前,顯著將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂效益提升。虛擬實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持,利用信息科技構(gòu)架虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)室,并結(jié)合Flash課件,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息化的虛擬實(shí)驗(yàn)。在高中物理課堂的教學(xué)中靈活將信息技術(shù)化的虛擬實(shí)驗(yàn)滲透進(jìn)物理理論教學(xué)中,對(duì)深化物理教學(xué)改革至關(guān)重要,同時(shí)能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)科積極性以及學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

        一、物理教學(xué)中運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)的好處

        1.有效減少物理課堂實(shí)驗(yàn)的成本

        在以往的傳統(tǒng)高中物理教學(xué)過(guò)程中,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候均是要借助相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材才能完成。然而用于物理實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)專(zhuān)業(yè)器材費(fèi)用相對(duì)比較高,且相對(duì)比較容易損壞,因此整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下來(lái),耗費(fèi)教學(xué)經(jīng)費(fèi)相當(dāng)大,但是利用虛擬實(shí)驗(yàn)室,能在很大程度上將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的成本降低,通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材的信息科技數(shù)字化,運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的教學(xué)模式,不僅能降低成本,同時(shí)還能全面實(shí)現(xiàn)高中物理課堂上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

        2.化解時(shí)空限制的教學(xué)局限性

        在以往舊式的器材實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中,經(jīng)常會(huì)受到時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)空間的限制,出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室相關(guān)器材相對(duì)短缺,且空間有限,不能同時(shí)一次性讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)物理學(xué)科課程的操作學(xué)習(xí)。然而通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用,促使高中物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳播,并且在時(shí)間和空間上不受到任何限制,只要課程設(shè)計(jì)中需要,師生便能隨時(shí)通過(guò)信息化虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)操作。

        3.有效把控實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的節(jié)奏

        在傳統(tǒng)式的相關(guān)物理器材實(shí)驗(yàn)室教學(xué)過(guò)程中,對(duì)于部分瞬間即逝的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相對(duì)比較難觀察到,而通過(guò)進(jìn)行虛擬數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作,我們可以通過(guò)信息科技技術(shù)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行緩慢播放,以把控實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏,有效觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,更好地幫助學(xué)生對(duì)課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)筆記記錄,以幫助學(xué)生更全面地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)科思考。

        4.有效保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的人身安全性

        高中物理學(xué)科理論知識(shí)相對(duì)比較難,且相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)的難度系數(shù)以及危險(xiǎn)性系數(shù)相對(duì)比較高,一旦實(shí)驗(yàn)操作失當(dāng),有可能引發(fā)某些危害,以影響操作者的生命安全。但是通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,那么就能排除掉實(shí)驗(yàn)里存在的一系列安全隱患,這樣進(jìn)行物理課堂實(shí)驗(yàn)更加安全。

        二、虛擬實(shí)驗(yàn)的作用

        1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性以及學(xué)科興趣

        在教學(xué)過(guò)程中,有效地將學(xué)生引導(dǎo)到學(xué)科理論知識(shí)的海洋里讓其自主進(jìn)行學(xué)習(xí),依靠的不是強(qiáng)制性管制,而是學(xué)生發(fā)揮自身能動(dòng)性主動(dòng)地學(xué)習(xí),并對(duì)所學(xué)習(xí)的學(xué)科懷揣著興趣、熱情以及學(xué)習(xí)信心。在以往的教學(xué)過(guò)程中,教師的教學(xué)方式相對(duì)比較單一、枯燥,物理學(xué)科的知識(shí)傳授更是由教師使用粉筆在課堂上進(jìn)行書(shū)寫(xiě)繪畫(huà),因而大部分學(xué)生并不能很好地參與到教學(xué)活動(dòng)中。長(zhǎng)期如此,學(xué)生在課堂上逐漸變得煩躁、思維不活躍,導(dǎo)致整個(gè)高中物理實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)質(zhì)量下降,即使是教師使用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作也不能有效地幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)附上濃郁的現(xiàn)代技術(shù)色彩,以給學(xué)生帶來(lái)科技現(xiàn)代化的視覺(jué)沖擊,更加有效地幫助學(xué)生集中注意力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性。

        2.虛擬效仿實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,指導(dǎo)學(xué)生自主研究探討

        實(shí)驗(yàn)是教師引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行研究探討的一種科學(xué)的教學(xué)手段,通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,將抽象的高中物理理論知識(shí)融入實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)中,以深化學(xué)生的學(xué)習(xí)思維邏輯性,通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用,將抽象化轉(zhuǎn)變成形象化,將實(shí)驗(yàn)靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài),將實(shí)驗(yàn)微觀性轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)宏觀性。比如,在教學(xué)馬德堡半球的物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,教師可以用實(shí)驗(yàn)中對(duì)兩個(gè)馬德堡半球進(jìn)行真空處理,將空氣抽取出來(lái)后兩個(gè)半球無(wú)法拉開(kāi)的現(xiàn)象,向?qū)W生展現(xiàn)大氣壓強(qiáng),但是大氣壓強(qiáng)到底有多大,運(yùn)用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式幾乎是不可能讓學(xué)生感受到的。但是通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證馬德堡半球?qū)嶒?yàn),將實(shí)驗(yàn)中的兩邊馬匹逐漸以?xún)杀哆M(jìn)行增加,直至成功將半球有效分開(kāi),能真切地讓學(xué)生感受大氣壓強(qiáng)的大小。

        3.擴(kuò)展了學(xué)生的操作空間,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新力

        在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室操作中,學(xué)生初始接觸物理實(shí)驗(yàn),由于心里對(duì)實(shí)驗(yàn)操作以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、設(shè)備等可能發(fā)生不安全事故的擔(dān)心,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中過(guò)多顧慮,致使實(shí)驗(yàn)課堂的效率下降。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)課堂,為學(xué)生提供了全新的安全性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐渠道,學(xué)生可以放心地按照自己創(chuàng)新能力以及想象能力開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作,進(jìn)而有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性,擴(kuò)展了學(xué)生操作空間,挖掘了學(xué)生的創(chuàng)新力。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鄧小靜.基于虛擬儀器的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的初探[D].華中師范大學(xué),2012.

        [2]張俊年.運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn),提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[J]. 學(xué)周刊,2016,1(3):125.

        [3]孟艷朋.虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助作用初探[D].云南師范大學(xué),2007.

        [4]佘春華.基于認(rèn)知靈活性理論的高中物理虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].廣西師范學(xué)院,2011.

        編輯 李博寧

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