虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的应用探讨

牛腾

摘 要：在物理实验教学中，传统的教学模式是教师单纯进行口头讲解，然后完成一些基本的实验，导致学生不能彻底掌握实验的过程，无法有效提升学生的思维能力和动手能力。文章主要探讨虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的应用，指出虚拟仿真实验技术不仅能够提高物理实验教学质量，而且能够提高学生的自主探究能力。

关键词：物理实验教学;虚拟仿真实验技术;动手能力;创新能力

中图分类号：G718.3 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）03-0068-02

随著现代科技的快速发展，计算机和互联网等技术在教育领域得到了广泛推广、普及和应用，这就为传统的物理实验教学注入了新鲜的血液，增强了物理实验教学的效果。虚拟仿真实验技术是前沿技术，可以突破实验仪器和设备不足等限制，帮助学生直观、形象地模拟各种物理实验的操作过程，有利于促进学生积极投入到物理实验教学中，不断提升物理实验教学效率。本文以虚拟仿真实验技术为例，对虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的应用进行探讨。

一、传统物理实验教学的弊端

1.完成实验的模式比较单一

在完成物理实验之前，教师一般会对实验目的、实验原理以及实验过程进行详细的讲解，甚至每个学生都有分发的实验详解材料，材料包括了操作实验的所有步骤和实验连接图，然后学生根据教师的讲解和实验材料完成实验。在这样的实验过程中，虽然每个学生都能够得出准确的实验结果，但是没有注重学生自主探究的过程，他们只是照本宣科地按照教师的指导和材料的要求来完成实验。因此，这种传统的物理实验教学模式没有充分发挥学生的主体作用，学生只是根据资料进行操作，不能培养自主探究能力和创新能力。

2.学生对物理实验课的重视程度不高

通过调查发现，学生对实验课的重视程度远不如对理论课的重视程度高。而且教师在讲解实验时，有的学生基本不听，导致他们在完成实验的过程中也是流于形式，没有亲身去探究。而且由于实验课需要学生通过合作的方式进行学习，因此课堂比较混乱，一些学生会在其中插科打诨。

3.考核方式不合理

传统的物理实验考核方式主要是教师检查学生的实验结果和实验结论是否正确，如果实验结果正确，教师签字后就可以离开了，因而教师不能检查到每个学生的实验操作过程是否正确。在做物理实验的过程中，有的学生甚至抄袭其他同学的数据，因为实验室的仪器配置一样，并且实验原理和操作过程一样，这就使得每个学生得出的实验数据很接近，如果学生根据正确结果进行略微的改动，教师是很难发现的。在完成物理实验的过程中，教师需要指导和解决学生在实验过程中遇到的问题，只能观察和监督个别学生，而不能注意到每一个学生，所以有的学生就滥竽充数，等着抄袭其他同学的实验数据。

二、虚拟仿真实验技术应用于物理实验教学中的优势

1.虚拟仿真实验技术有助于学生的学习

虚拟仿真实验技术是信息技术的产物，它看起来比较复杂，其实是比较简单的，它主要将实验仪器和实验详细的操作步骤整合到网上，然后学生自主预习和操作，从而更加牢固地掌握物理实验。虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学过程中，有助于提高学生的创新能力和自主探究能力，因为学生随时可以通过计算机系统进入虚拟仿真实验系统，然后自主进行探究实验和研究实验。通过将虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学过程中，学生在物理实验的学习中可以不受时间和空间的限制，提高了应用物理知识的能力。

2. 虚拟仿真实验技术有利于激发学生的学习兴趣

在进行物理实验时，学生主要是依靠自己对实验的理解，再根据实验讲义完成实验，这样的过程一般很枯燥，很难保证学生对物理实验感兴趣。而且学生对物理实验的重视程度不够高，在完成实验的过程中也不够认真。但是将虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学过程中，就可以提高学生对物理实验的学习兴趣，因为虚拟仿真实验系统可以让学生亲自操作计算机完成实验，不仅生动形象，而且效果逼真。

3.虚拟仿真实验技术有利于转变单一的实验教学模式

传统的物理实验教学模式比较单一，形式也比较固定，教师是实验过程中的主体，学生的主观能动性得不到发挥。而将虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学过程中，学生的学习方式就从根本上发生了转变，学生可以自主预习实验、自主探究实验、自主总结实验，有助于提高综合素质。学生在通过虚拟仿真实验系统完成实验时，不仅不需要担心仪器的损坏，而且不用担心实验仪器存在的危险。而且学生在完成实验之后，就可以通过虚拟仿真实验系统对自己的实验进行全面的评价，在一定程度上也减轻了教师的工作量。因此，将虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学中，有助于提高教学质量和教学效率。

4.虚拟仿真实验技术有助于客观评价学生的实验能力

传统的物理实验评价方式主要是教师对学生的实验数据和结果进行评判，无法关注到每个学生的具体操作过程，因此就无法正确判断学生的实验能力。教师如果不知道学生的具体情况，或者学生在实验过程中遇到的问题，那么就不能发挥物理实验教学的作用。虚拟仿真实验系统中不仅包括了教师指导、实验内容、仪器设备，而且包括实验过程分析和数据处理，因此学生可以通过虚拟仿真实验系统，利用多种方法来完成同一实验。另外，虚拟仿真实验系统会记录学生的每一个过程，学生在完成实验后也可以对自己的操作过程进行分析，进而知道自己实验中的错误，这有助于其更加全面地掌握物理实验。传统的考核方式中，教师无法对学生的实验过程进行正确的评价，而学生通过虚拟仿真实验系统进行实验考试，可以有效避免他们作弊的现象，能有效提高他们对物理实验的重视程度。

5. 虚拟仿真实验技术有利于提高教学质量，弥补学校硬件方面的不足

建立物理虚拟仿真实验平台，不仅实现了学生的自主学习，而且在很大程度上加强了虚拟实验的模型设计，能建设与理论考试相结合的在线实验预习环境。当前，一些学校处于发展建设的过程中，师资力量不充足，资金也不充足，而建立虚拟仿真实验平台，可以从根本上解决实验仪器状况及师资力量不足的问题。传统的物理实验教学方式需要学生抄写实验步骤或者打印实验讲义，而虚拟仿真实验系统可以代替学生按书本抄寫实验步骤、实验原理的过程。另外，学生可以在虚拟仿真实验系统中对实验进行预习，熟悉实验原理和仪器的使用方法，实现了从预习到操作到评价的完整学习过程。因此，将虚拟仿真实验技术应用到物理实验教学中，不仅可以提高物理实验教学质量，而且可以提高学生的自主探究能力。

三、结语

综上所述，在中职物理实验教学中应用虚拟仿真实验技术，可以为学生创设一个虚拟的“真实”的实验操作情境，有助于学生的学习，有利于激发学生的学习兴趣，有利于转变单一的实验教学模式有助于客观评价学生的实验能力，有利于提高教学质量。因此，物理教师在中职物理实验教学中要合理应用虚拟仿真实验技术，不断提高学生的实验能力和自主探究能力，进而提升物理实验教学质量。

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Discuss on the Application of Virtual Simulation Experiment Technology in Physics Experiment Teaching

Niu Teng

（Tongwei Secondary Vocational School of Gansu Province， Tongwei 743300， China）

Abstract： In physics experiment teaching， the traditional teaching mode is that teachers simply give oral explanations and then complete some basic experiments， which leads to students not being able to fully grasp the process of experiments and effectively improve students' thinking ability and practical ability. This paper mainly discusses the application of virtual simulation experiment technology in physics experiment teaching， and points out that virtual simulation experiment technology can not only improve the quality of physics experiment teaching， but also improve students' independent inquiry ability.

Key words： physics experiment teaching; virtual simulation experiment technology; practical ability; innovation ability