虚拟实验在物理教学中的作用

陈家军

随着教育信息化和教育技术化的发展，教学手段日新月异，教学设备不断更新，传统物理课堂中的问题已经得到有效解决，学生可以利用信息化技术学习，教师可以利用信息化技术教学，师生的沟通空间更为广阔，时间更为灵活，物理虚拟实验的应用，赋予了物理课堂新的生命.本文介绍虚拟实验在物理教学中的作用.

1实验条件广泛化，可以弥补实验环境与条件不足

随着教育均衡发展，学校的信息化教学设备不断更新，完全可以满足虚拟实验的需要的运行环境，以往无法完成的实验，在新的设备下可以通过虚拟实验完成.   例如，晶体熔化规律一直是物理实验中的难点，就是教师反复做，成功率都极低，而且时间长、现象差，往往都无法引导学生完成，教师只好应用一些数据让学生画图，通过分析得到实验规律，学生缺乏直观的素材，更没有实际参与实验过程.通过虚拟实验，可以让学生观察到逼真的实验过程，而且可以比实际实验观察得更为具体、形象、生动，增强了实验效果.再如光的反射规律与折射规律、分子运动等，学生无法观察到实验现象，而虚拟实验不受条件约束，可以即时进行.

2实验过程独立化，可以弥补学生思维能力的差异

传统的实验，以小组为单位，存在优生操作，学困生无操作机会，对实验结果只是优生思考加工的结果，由于思维能力的差异，课堂实验并不能使每个学生创新与实践能力都可以得到提高，而应用虚拟实验后，每个人都可以操作，可以反复实验，独立思考，实验的观察、思考、思维加工等都可以由学生独立完成，也可以由学生合作完成，弥补了学生因思维水平的差异造成的参与知识形成过程的差异，让各类学生都可以全程、独立参与知识的形成过程，体现了教育面向全体学生的教学理念.

3实验过程片断化，可以弥补实验不易观察的不足

实物实验中，有的实验过程较快，学生难以捕捉到实验细节，实验素材与学生实际思维水平间不易接轨，不利于在实验的基础上进行思维加工.虚拟实验可以根据要求，更为细致分解实验现象，让实验现象片断化，学生通过片断化的实验素材认识实验现象，进行思维加工，形成物理规律，弥补了学生抽象思维的不足.

例如有关惯性的实例，学生无法理解现象，不能准确组织语言，通过放慢的方法让学生看到片断运动，再将片断式运动组织成完整的过程，学生就会加深对惯性的理解.再如人耳听到声音的过程，通过虚拟实验让学生认识声波，认识人的听觉原理，将无形的物理知识生动地、形象地展示出来，突破了教学难点.

4实验内容网络化，可以让学生及时学习，及时实验

物理课堂是物理学习的主阵地，但物理学习应该无所不在，采用虚拟实验，学生可在家庭中借助虚拟实验进行物理探究活动，我们充分利用云平台的强大功能，布置学习任务，提供学习资源，学生可以根据自己的时间安排，灵活开展学生活动，培养学生自学能力，为终身学习奠定基础.

5实验成本经济化，可以减小学校的开支

如果用实物实验，学校一方面需投入专门人力，同时又要投入财力，增加实验器材、补充实验材料，部分市场不常见的材料反而可能不能及时补充，影响了实验的开出，束缚了实验即时性开展，采用虚拟实验可以大大减少学校的实验开支，充分发挥电化设备的作用，节约了人力、物力，提高了实验的开出率与完成率.

6实验效果仿真化，可以达到比实验更好的作用

从实验效果看，虚拟实验不仅可以达到真实实验效果，还可以将实验中无法展示的现象根据需要进行调节观察，弥补了学生抽象思维不足、感性材料不多的问题.它能够达到实验目的，超越真实实验效果.

物理虚拟实验为物理课堂注入了新的活力，为物理学习过程架设了成功的桥梁，科学应用物理虚拟实验，可以有效提高学生的物理学习兴趣、有利于学生掌握物理学习方法、服务于所有学生创新与实践能力的提高.