试论虚拟现实技术在初中物理实验教学中的应用

朱晓春

摘 要：随着科学技术的不断发展，教育改革的不断施行，虚拟现实技术逐渐出现在初中物理实验教学中，为学生模拟了真实的实验场景，使学生可以直接参与真实的实验环境中。这样的教学方法增加了初中物理实验教学的趣味性，可以吸引学生的注意，调动学生参与物理实验的积极性。本文就从初中物理的视域出发，对虚拟现实技术在物理实验教学中的应用进行一些探究。

关键词：虚拟现实技术;初中物理;实验教学;应用

物理实验是物理教学中的重要内容，教师可以借助实验培养学生的观察能力、逻辑思维与科学素养，进而提升学生的学习兴趣。同时可以让学生在实验过程中，加深对物理现象与物理规律的理解。但传统初中物理实验教学中还存在一些问题，如：仪器设备不足、实验中存在安全隐患等，影响了物理实验教学质量的提升。故以下笔者就针对虚拟现实技术在物理实验教学中的应用提出相关建议。

一、测量实验中，方便学生观察物理现象

作为一种基本的实验类型——测量实验在初中物理实验中占据十分重要的地位。该类实验主要考察学生对实验器材的正确操作，也是其他实验的基础。但该类型实验复杂程度不一，故面对一些复杂的实验时，教师若不能在真实的环境中进行讲解，则可能导致部分学生无法很好的了解。对此，教师可以借助虚拟现实技术辅助课堂，方便学生对相关物理实验的观察。

教师在讲到“伏安法测小灯泡电阻”这一物理实验时就可以借助虚拟现实技术软件为学生营造真实的实验场景，引导学生在实验中观察与探究。首先，教师应明确教学目标并在教学之前组织学生回顾“用电压表与电流表测电阻”的方法，以此为之后学生之后的欧姆定律测量电阻值打下基础。然后，教师可以采取虚拟实验与理论讲解相融合的教学方法，借助虚拟现实技术软件为学生展开实验教学。教师可以：1.为学生展示各种实物电路图，并引导学生根据欧姆定律的原理去连接。2.教师可以要求学生改变电阻数值（通过鼠标滑动变阻器的划片），并要求学生记录对应的电流、电压数值。3.引导学生绘制小灯泡电阻的伏安特性图。通过以上方法可以将实验过程直观的呈现在学生面前，方便学生的观察，有助于加深学生的理解与记忆。

二、探究实验中，培养学生探究知识能力

探究实验是初中物理教学中一种常见的实验，是以“问题”为线索，引导学生通过观察、分析、探究与实验，最终得到问题结论的一种实验类型。探究性实验可以帮助学生透过现象看到本质，有助于培养学生的观察与探究能力，可以促进学生科学素养的提升。但由于探究实验存在的外界因素较多，导致在实验教学中部分实验可能无法进行。对此，教师可以借助虚拟现实技术辅助课堂辅助课堂教学。

以初中物理“凸透镜的成像规律”这一实验为例。课前，教师可以以生活中与“凸透镜”相关的生活实例导入教学（如：放大镜、望远镜放映机等），并为学生提出相关的探究问题，如“物体距离凸透镜的远近是否会影响凸透镜的成像特点？”、“凸透镜的成像特点是什么？”问题设置之后，教师可以给予学生一定的时间让学生独立思考后可以学生之间互相讨论，鼓励学生用于提出自己的猜想。然后，教师可以让学生借助虚拟现实技术检验自己的猜想，并将实验中的数据记录下来。在实验验证之后，引导学生观察数据、归纳并总结凸透镜的成像规律。这样的实验教学中，教师可以在真实的实验情境中培养学生的观察能力，从而提升学生的科学素养。

三、演示实验中，增强学生物理学习效果

另外，演示型实验也是初中物理教学中一种常见的实验类型。由于班级学生人数众多，所以在真实的实验场景中，部分学生无法直观且全面的观察实验过程，阻碍了学生学习效率的提升。对此，演示型实验可以有效解决这一问题。在教学过程中，教师可以借助虚拟现实技术将实验过程直观且生动地呈现在学生面前，以便学生更好的观察与理解相关的物理知识与物理规律。

以“探究电路短路问题”这一实验为例。传统物理教学中，教师通常采用两种方法为学生讲解该实验，第一种：真实实验器材讲解，但由于学生人数众多，故部分学生可能无法直观且全面的观察实验。第二种，考虑到教学设备的安全问题，教师采用纯理论讲解，导致部分学生无法理解相关实验知识。为改善这一情况，教师可以为学生将讲解什么是短路。然后借助虚拟现实技术为学生演示多种电路短路现象，让学生观察实验并记录实验数据，学习相关知识，以了解电路短路的后果。这样的实验教学中，不但保障了师生的安全，保证了实验的效果，同时可以有效提升教学效率。

四、总结

虚拟现实技术是科技飞速发展下产生的一种高科技的教学辅助工具。在初中物理实验教学中的应用可以改变传统实验教学的片面性与单一性，为实验教学注入了新的生机与活力，有助于激发学生对物理实验的学习兴趣，促进学生综合能力的全面提升。

参考文献：

[1]张士荣.虚拟现实技术在初中物理实验教学中的应用[J].中国教育技术装备，2016，03：148-149.

[2]彭超.虚拟仿真实验技术软件在初中物理实验教学中的具体应用[J].中国教育技术装备，2016，05：159-160.

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