虚拟实验在初中物理课堂教学中的应用策略探究

摘 要：实验教学一直以来都是初中物理教学中重要的环节，是培养学生科学探究思维，加强学生实践操作能力的主要途径。物理教学中的虚拟实验指的是用计算机代替传统实验各操作环节的硬件操作环境，所取得的效果等于或者优于真实环境的实验。随着多媒体技术与信息技术的快速发展，以动画制作软件等构成的虚拟实验演示课件，为学生学习物理实验知识提供了一个新的路径。一些经济能力有限的学校，实验器材和实验设施不够完善，所以将现代信息技术与传统实验相结合，建立虚拟实验室，可以对传统实验进行有效补充。鉴于此，文章主要对虚拟实验在初中物理课堂教学中的应用展开了探究，并且提出了相应的教学策略。

关键词：虚拟实验;初中物理;课堂教学;应用;教学策略

物理是一门能够通过实验检测进行结果验证的学科，物理实验是加深学生对物理知识理解记忆的有效的途径。应用物理实验，能够使学生对物理学科的学习更加深入，在进行实验的过程中，学生也能够学习到更多的知识，掌握更多的操作技能。由于课堂时间紧张，教师很少会让学生进行大量的实验操作，学生接触实验的机会也是少之又少。除此之外，由于经济条件的限制，学校中提供实验设备的条件也非常有限，即使教师有心开展实验，也是“心有余而力不足”。虚拟实验的存在为物理实验教学提供了更多的可能性，为学生自身的实验素质提高奠定了基础。学生能够通过虚拟实验来接触到更多的“实验营养”，这对于他们来讲是弥足珍贵的。

一、 创造实验情境，渲染物理学习氛围

综合以往的教学经验不难发现，教学情境在教学中的作用至关重要，能够为学生提供一个良好的学习环境，让学生在熟知教学内容的前提下进行学习。为了督促学生将注意力都集中在课堂上，教师需要凭借“趣味性”来吸引学生。在初中时期，学生刚刚开始接触物理学习，对此充满了好奇心和求知欲。要想让学生打好物理学习的基础，教师就需要在课堂中营造一种氛围。物理学科对学生而言存在一定的难度，教师要给他们足够的信心。在教学情境营造起来以后，教师的教学步骤也可以按部就班地进行。因此，教师可以创造实验情境，通过各种有效的手段，渲染物理学习氛围。

例如，在教学“视力矫正”这部分内容时，教师可以通过一张视力测试表来测试学生的视力。通过视力测试活动，能够很大的提起学生的兴趣，让学生对当前的物理学习充满热情。值得注意的是，中学生的视力问题不容小觑，即使是通过课堂检测，学生的视力问题也很容易暴露出来。教师应该借助物理课堂教学内容，提醒学生注意保护自己的视力。通过学习相应的视力矫正知识，学生也能够学会如何进行自我保护。这样一来，通过创造实验情境，能够渲染物理学习氛围，让学生怀揣着物理学习的梦想。

二、 结合生活实际，促进知识学以致用

在生活中，存在很多物理知识。教师要善于引导学生从生活中汲取物理智慧，细心观察生活中所存在的事物。综合以往的教学经验不难发现，受传统应试教育的影响，学生学会的知识，往往很难进行灵活的应用。这就使得学生对自己当前所学习的内容产生了怀疑，思考每天日复一日的学习究竟有什么意义。为了让学生的学习尽可能的贴近生活，教师就需要在日常的教学中进行有效的渗透。物理与生活之间存在着密切的联系，许多物理知识都是源于对生活现象的思考，然后反作用于生活，为生活带来更多便捷。因此，教师可以结合生活实际，促进学生将知识学以致用。

例如，在教学“影响水蒸发快慢的因素”这部分内容时，教师可以让学生结合生活经验来进行思考。教师可以举出“烧热水”的例子，让学生来猜想影响水蒸发快慢的因素。学生大致会给出相应的几个答案，然后教师就可以通过虚拟实验的形式来促进学生进行进一步的探究。最终，学生会得出“表面积”“空气流速”“温度”是影响水蒸发快慢的主要因素。在已有知识的基础上，教师可以鼓励学生到生活中去进行探索，验证自己实验的结论，并且应用到生活当中。这样一来，通过结合生活实际，有利于促进知识学以致用，给学生提供更多的思考和实践机会。

三、 观看虚拟实验，展开交流与探讨

让学生通过虚拟实验进行物理学习是一种有效的手段，为了让学生能够及时地整理自己所学习到的知识，开展交流与探讨便成了一种必要的手段。对初中生来说，他们对同伴和集体的概念比较在意，适时地开展一些交流活动，能够开拓他们的思维，增强他们的集体荣誉感和责任感。教师应该注意课堂教学的互动性，以此在班里营造良好的学习气氛。上文中提到，由于物理学科的难度较高，学生在学习过程中可能会遇到许多困难，而教师又无法每时每刻都待在他们身边，为他们解决疑问，所以学生之间的互帮互助就显得格外重要。因此，教师可以组织观看虚拟实验，并且展开交流与探讨。

例如，在教学“探究凸透镜成像的规律”这部分内容时，教师可以在组织模拟实验的过程中，让学生进行交流和探讨。随着实验的展开，学生能够逐渐把握凸透镜成像的一些规律。教师一定要通过交流与讨论来打开學生的思维，并且在课堂上与学生进行及时互动。教师与学生之间的互动，能够让学生感觉到课堂的乐趣，也能够提高他们的注意力。教师可以让学生尝试着来推测凸透镜成像的规律，以鼓励他们展开思考与想象。这样一来，通过观看虚拟实验，展开交流与探讨，有利于促进学生思维的开拓，让学生对当前的物理学习产生更多的想法。

四、 建设仿真实验室，促进虚拟实验的开展

仿真实验室是进行虚拟实验的重要场所，虚拟实验的展开，也需要仿真实验室的支持。虚拟实验在物理课堂发挥着重要的作用，能够让学生通过动画来对实验进行第一视角的观察，了解实验开展的一些步骤和技巧。实验室从理论上来说，应该是每个学校都配备的，但是受种种因素的限制，学生并没有机会走进实验室去进行实验操作。长此以往，学生在物理实验这一方面的学习始终带有很大的局限性。仿真实验室具备了常规实验室的一些优点，还能够减少资金开支，达到“开源节流”的目的。因此，教师可以建设仿真实验室，为学生提供良好的实验条件，进一步促进虚拟实验的开展。

仿真实验室的建设离不开学校和家长的支持。在学校方面，应该关注学生实验素质的提高，不能只让学生进行文化知识的学习，而忽视了实验方面的发展。为学生提供基本的物质保障是一方面，而学生是否能够真正从中受益又是另一方面了。教师要及时督促学生实验教学的学习，确保虚拟实验的效果能够落实到学生身上。家长也应该对学生进行积极的引导，让学生对实验的开展保持一个积极的态度。这样一来，通过建设仿真实验室，有利于促进虚拟实验的开展，为学生提供了更多进行实验学习的途径。

五、 通过微课资源，指导学生学习

微课也是当前教学中应用非常广泛的一种教学方式，凭借其短小而便捷的特点广受欢迎。如果教师在教学中遇到一些学生理解起来比较困难的知识点，那么就可以利用微课来进行。教师应该根据自己的教学现状进行筛选，做出合理的选择。为了使微课在教学中发挥更大的作用，教师可以动用手头上的一切资源。值得注意的是，微课的实施只是起到一个辅助作用，不能过度占用正常课堂教学的时间。这一点也需要教师在多次实践中逐渐把握好。因此，教师可以通过微课资源，指导学生学习，发挥现代信息技术的作用。

例如，在教学“探究影响摩擦力大小的因素”这部分内容时，教师可以通过微课视频来展示实验的过程。教师可以让学生对影响摩擦力大小的因素展开猜想。经过一番激烈的讨论，学生会有许多奇妙的想法，教师可以留下悬念，先不告诉学生答案。经过微课视频的观看，学生对实验操作的思路会逐渐清晰起来。最终，学生会得知，主要有“粗糙程度”“压力”这两个因素会影响到摩擦力。微课还有一个优点，就是在时间上不受限制，教师可以将资源分享给学生，让他们自己选择时间进行重复观看，巩固知识。这样一来，通过使用微课资源，能够有效指导学生学习。

六、 利用互联网大数据，丰富教学资源

在教学资源方面，教师应该广泛利用互联网来展开整理和收集。教师可以到一些课堂网站上去进行教学资源的学习，作为优化自己课程设计的重要依据，这也是教师个人教学素质不断提高的过程。教师要有坚定的教学信念，谦虚的教学态度，一定要在实践中去吸取教学经验，不断丰富自己的教学储备。在传统教学中，教材是教师主要的教学资源，课程教学的内容也主要围绕着教材进行。现如今，随着信息技术的发展以及教学领域发生的变化，教师可以利用互联网大数据，实现教学资源的丰富。

教师可以到一些网站上来获取教学资源，通过分析教案、学案以及练习题，教师能够重新产生教学的灵感，涌现出新的教学思想和理念。除此之外，教师要根据物理学科的特点来进行教学，强调虚拟实验在学生学习过程中的重要性。教师可以在网站上观摩其他教师的教学视频，从中汲取经验，找到自身教学存在的不足，并且及时地改正。这样一来，通过利用互联网大数据，有利于丰富教学资源，让虚拟实验在物理教学中发挥作用。

七、 教学创新，构建科学合理的教学模式

虚拟实验在物理教学中的应用目前正处于发展阶段，还会存在很多的问题与隐患。为了防患于未然以及解决现实问题，教师有必要进行教学创新。在教学的过程中，学生与教师是相互促进、共同成长的关系。学生随着学习增长见识和本领，教师也需要随着教学增长个人技能和素质。在初中时期，学生对物理学习始终处于一种比较懵懂的状态，在接触物理学科的真谛时，仿佛总是缺少一些“催化剂”。因此，教师可以实施教学创新，探索构建科学合理的教学模式。

教师可以从类似“教师工作坊”这样的组织中吸取经验，听取一些处于前沿的教学理念与方法，并且通过观摩实训课，了解虚拟实验在物理课堂当中的应用情况。除此之外，教师还应该参与到教学培训当中去。每个学期，学校都会组织相应的教学培训活动，促进学校之间的教育交流。教师应该积极地参与其中，并且与其他教职人员进行交流，及时地进行教学反思，以实现自身教学技能的发展。这样一来，通过实施教学创新，有利于构建科学合理的教学模式。

八、 结语

综合上文可以看出，在初中物理课堂教学中，虚拟实验的应用能够弥补实验设施不足的缺陷，并且节省时间，提高效率。其一，教师可以创造实验情境，构建一个良好的环境，从而渲染物理学习氛围。其二，教师可以结合生活实际，让学生汲取生活中的智慧，从而促进知识学以致用。其三，教师可以组织学生观看虚拟实验，然后展开交流与探讨，使学生的思维不断运转。其四，教师可以建设仿真实验室，与虚拟实验一起作为进行物理实验的“物质基础”，从而促进虚拟实验的开展。其五，教师可以通过微课资源，注意重难点的切入，指导学生进行学习。其六，教师可以利用互联网大数据，浏览线上素材，丰富教学资源。其七，教师可以实施教学创新，从而构建科学合理的教学模式。

参考文献：

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作者简介：

邵喜，江蘇省南京市，南京市溧水区东屏中学。