虚拟实验在初中物理实验教学中的应用研究

庞明红

摘 要：本文主要就虚拟实验在初中物理实验教学中的应用进行了全面的分析，对在测量型实验、探究型实验、演示型实验、设计型实验以及操作型实验等方面的应用做了总结，旨在为初中物理实验教学提供基础支撑，从而提高初中物理实验教学的质量。

关键词：虚拟实验 初中物理 实验教学 应用

一、虚拟实验在测量型实验中的应用

测量型的实验操作比较简单，实验设备也比较好准备，如果是理解困难、抽象的测量型实验，需要借助虚拟实验展示实验成果，虚拟实验一般是在老师的指导下进行，通过虚拟实验，学生能够掌握测量的方法，并且利用实验得到的结果解决实际问题。

例如：在伏安法測电阻实验中，实验的理解难度较大，因此需要借助虚拟实验来得出实验结果，首先，老师应该针对实验的原理进行相应的演示和展示，然后学生在之前老师的讲解中尝试实验，进行电路图的连接，利用鼠标拖动变阻器，将实验中的电压、电流进行准确记录，然后绘制小灯牌的电阻伏安性图，在实验中体验电压的变化会影响电阻大小的实验结果，得出电压的增大会导致电阻的增大。在虚拟实验的过程中，老师要引导学生进行问题的思考，在小灯泡的电阻设置为定值之后，然后将电阻器进行拖动，记下这时的电流值和电压，再绘制定值情况下的电阻伏安特性图，在该图中得出实验结果，在定值电阻不变的情况，小灯泡电阻值仍然会发生变化，但是为什么会存在这种情况，老师应该向学生抛出问题，然后在全班进行讨论，最后再由老师进行总结和答疑。

二、虚拟实验在演示型实验中的应用

演示实验一般是由老师主场，学生在整个实验过程中扮演观众的角色，但是在演示型的实验中，学生人数较多的情况下，可能会影响所有学生的观察，导致学生对实验学校失去兴趣。在这种情况下，就需要借助虚拟实验，克服环境因素的制约，将实验过程通过虚拟实验进行全面展示。

例如：在进行光的反射实验时，老师可以借助虚拟实验，在平面镜和平行光源的帮助下，设计实验模型。但是在正式的实验开始之前，学生首先应该了解和掌握光的反射和相关概念，老师可以提供给学生一个光的反射图，比较形象直观的告诉学生其中的原理。然后让学生测量反射角和入射角，最后和老师一起总结得出的定理。

三、虚拟实验在探究型实验中的应用

在探究型的实验中，学生需要根据实验的现象去得出相应的规律，但是在真正的实验中，如果实验受到来自外界因素的影响，最终学生就爱很难在实验中得出比较准确的结果，则需要利用虚拟实验减小来自外界因素的影响。

例如：在进行凸透镜成像规律探究实验中，实验室的光线会影响到凸透镜成像的结果，导致学生不能得出比较准确的实验，这就需要利用虚拟实验，首先学生在虚拟平台中，在远处放置物体，然后把物体进行远近移动，在移动的过程中观察凸透镜中的成像问题，并且将一种变化的中物体和凸透镜之间的距离进行准确记录。通过这些实验过程中，学生就会比较快速的发现实验中的规律，一旦物距超出两倍焦距，透过凸透镜的成像就会是缩小、倒立的情况，刚好等于两倍焦距的时候，成像会等大，也是倒立的像，在小于两倍焦距时，成像就会放大，然后变成正立的像。在虚拟实验的过程中，学生能够比较清楚的找出其中的规律，然后在老师的引导下进行规律的总结。

四、虚拟实验在设计型实验中的应用

学生在实际的生活和学习过程中，他们会利用一些工具去解决遇到的问题，同样这也适合于物理实验中，学生需要借助实验平台来理解物理现象。

例如：在进行牛顿第一定律的实验过程中，学生很难准确理解力和运动之间的关系，特别是刚刚开始接触这一定律的学生，因此，老师应该利用物体运动受到摩擦力的影响实验让学生理解牛顿第一定律，因为学生很难准确控制摩擦力，最终的实验结果变化较小，学生并不能快速的对实验结果进行精准总结，因此这就需要借助虚拟实验，为了让学生感受到摩擦力，老师可以让学生进行搓手或者是搓脸等活动，以此来让学生感知物体的运动会受到来自摩擦力的影响。

五、虚拟实验在操作型实验中的应用

初中物理中的电学实验一般是老师进行操作，但是这并不便于所有的学生进行实验的观看，甚至很多学生根本不会参观实验，导致学生对物理学习失去兴趣，因此为了让所有的学生都能够对操作型的实验有所了解，能够理解实验结果，就需要借助虚拟实验让学生能够清楚整个实验操作过程。

例如：在进行电阻的连接方式实验中，首先让学生明显串联和并联的连接方式，然后让学生将两个电阻分别进行串联和并联，根据相关的计算方法计算串联或者并联之后的电阻值，最后将这两种连接方式中电阻值的大小作对比，学生就能够会很快的得出实验结果，串联的电阻值比并联的电阻值大。

总结

综上所述，虚拟实验在初中物理实验教学中具有重要的意义，随着科学技术的不断发展和应用，虚拟实验技术也在不断发展，为物理实验教学质量的提升提供有力的技术支撑。初中物理实验教学中，需要依靠学生亲自动手实验，才会提高学生的自主性，但是因为实验教学的局限，导致一部分学生没有参与实验过程，因此需要利用虚拟实验，为每个学生提供实验平台，体会实验过程，为初中学生物理学习打下坚实的基础。

参考文献

[1]姜浩良.运用虚拟实验，提高初中物理实验教学效率[J].新课程·中学，2016，（8）：215-215.

[2]张秀敏.仿真实验室在初中物理虚拟实验中的应用[J].中国教育技术装备，2015，（11）：158-159.

[3]杨成龙.传统实验与虚拟实验教学有效整合的实践与反思[J].新课程导学，2015，（32）：29.

[4]马发辉，李献业，钟永江等.初中物理虚拟实验教学模式研究[J].中国信息技术教育，2010，（9）：48-50.