虚拟仿真实验在初中物理实验教学中的应用研究季军

虚拟仿真实验在初中物理实验教学中的应用研究季军
发布时间：2023-05-28T09:07:36.662Z 来源：《中国教师》2023年6期作者：季军
[导读] 随着新时代的到来，当前社会一步步地走进智能化，基于信息化与互联网衍生出了新的时代特点，教育教学也不例外。

初中物理是以实验为基础的学科，信息技术的产生为实验带来了新的活动，虚拟仿真实验受到广大教师和学生群体的欢迎。

教师将信息技术与实验进行有机结合，让抽象复杂的知识变得具体化、形象化、简单化，虚拟仿真实验与教育信息化发展的要求具有一致性，需要教育工作者在实践中进一步推行与落实。

安徽省阜阳市太和县北城中学 236600
摘要：随着新时代的到来，当前社会一步步地走进智能化，基于信息化与互联网衍生出了新的时代特点，教育教学也不例外。

初中物理是以实验为基础的学科，信息技术的产生为实验带来了新的活动，虚拟仿真实验受到广大教师和学生群体的欢迎。

教师将信息技术与实验进行有机结合，让抽象复杂的知识变得具体化、形象化、简单化，虚拟仿真实验与教育信息化发展的要求具有一致性，需要教育工作者在实践中进一步推行与落实。

关键词：虚拟仿真实验；初中物理；教学应用
实验是对知识的验证，利用实验得出结论，将课本中复杂抽象的知识以实验的形式一步步推理验证得出，帮助学生更好地理解物理知识的本质与规律。

基于信息技术产生的虚拟仿真实验，将物理知识以具体情景的方式呈现出来，不但更具安全性、科学性，同时也将不宜实现的实验，以动态直观地形式展现出来，学生在全面、细节的观察中更加深刻地理解，实现课程教学的最终目标。

一、虚拟仿真实验应用于初中物理实验教学中的优势
1.虚拟仿真实验具有可控性
虚拟仿真实验将瞬息万变的物理过程记录下来，然后利用多媒体等设备呈现在学生面前，让学生可以全方位，详细地观测，此外还可以进行慢放或者暂停控制，让学生更加清楚地看到实验的整个过程，论证物理知识与规律，让学生透过自然现象，理解物理实验原理、过程与规律，实现教学效果。

通过记录与分析，不断地学习与探究从而构建属于自己的完整知识体系。

2.虚拟仿真实验可突破时间和空间的限制
实验的得出通常经常很长时间，此外还在很多实验由于受到某些因素的影响，在具体实施与操作时比较困难，虚拟仿真实验的出现有效地规避了这些问题，一方面可以精准推送出实验结果，节约了实验时间提高了实验效率；另一方面将学校无法操作的实验以虚拟仿真的形式展现出来，帮助学生更好地理解物理规律。

3.虚拟仿真技术有效的保证了实验的安全性与科学性
教师在进行初中物理实验教学时，用虚拟仿真技术对一些动手操作难度大，物理现象不明显，危险性高的实验进行模拟并给学生们打开了一扇探索实验世界的新的大门。

二、虚拟仿真实验在初中物理实验教学中的具体应用
1.应用于测量型实验
测量型实验是一种典型的实验形式，一般过程相对简单，针对相对复杂的测量实验，或者无法在实践或者真实环境下进行的情况下，虚拟仿真实验就可以起到辅助的作用，帮助学生更好地进行实验的观察与分析，从实验现象中总结规律与原理。

例如：“伏安法测小灯泡电阻”实验采用虚拟仿真技术引导学生进行分析与探究，理解并掌握测量电阻的方法。

首先，教师明确本次的实验目标，引导学学习运用电流表、电压表测电阻的方法，掌握并学会运用欧姆定律求电阻值。

其次也就是教学的重点，教师利用虚拟仿真实验展示如何测量，为了让学生真正地理解，利用边观看边讲解边实践的方法。

教师请同学们根据所学的欧姆定律原理，对电路进行连接，用鼠标控制变阻器划片，来调整数值，再对电流、电压的变化进行记录，观察实验现象。

最后，结合虚拟仿真实验来绘制小灯泡电阻的伏安特性图；结合记录数据来分析与探究电流、电压、电阻之间的关系，掌握其中的物理规律。

2.应用于探究型实验
虚拟仿真实验相较于传统实验来说更自由，不仅实验种类更为多样，还能创设理想化的实验条件，同时也被允许多次失败及后果，从中创设了现实实验中不会发生的情景。

如绝对光滑的平面，无空气阻力等。

这种情况下现实进行的实验显然具有一定的偏差，利用虚拟仿
真实验可以自由设定参数，创设有条件的实验进而取得相对科学的结果。

如：物体不受力时的运动在现实中无法进行，这时利用虚拟仿真实验展开，教师将地面的摩擦力设为0，给小车一个初始速度，物体不受力的情况下小车就会一直地做匀速直线运动。

在传统的实验教学中，很难直观地展示给学生，虚拟仿真技术打破了传统教学的困境，突破了现实条件的制约，对学生理解物理运动知识有着重要的作用。

3.应用于演示型实验
传统实验的展开离不开实验器材，受很多因素的影响，有些实验的器材不齐会，导致很多实验无法进行。

虚拟仿真实验基于计算机展开，只要有这一设备，借助信息与网络技术，就可以进行。

此外当前学校已经配置了电子白板或者多媒体设备，为虚拟实验的进行给予了支持与便利。

例如：“飞出地球”宇宙中的运动无法在现实中进行，教师利用虚拟仿真实验，观察宇宙天体、卫星的运动轨迹，通过卫星的发射，了解第一、第二和第三宇宙速度，演示了传统实验无法进行的实验情景，不但丰富了实验，同时也让学生更深入地了解宇宙。

三、结论
综上所述，虚拟仿真实验为初中物理实验教学带来了生机与活力，丰富了实验形式，缩短了实验时间，具有科学性与安全性的特点，完成了很多现实无法进行或者演示的实验活动，将不可能变成了可能，让学生更加全面直观地进行物理学习与探究，具有其他辅助教材无法比拟的优势。

参考文献：
[1]张典.利用虚拟仿真实验技术培养学生物理探究能力的实践研究[J].亚太教育,2023(04):7-9.
[2]靳亚钦.“互联网+”背景下提高初中物理实验教学有效性的策略研究[J].教师,2023(04):57-59.。