牛騰

摘 要：在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師單純進(jìn)行口頭講解，然后完成一些基本的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生不能徹底掌握實(shí)驗(yàn)的過程，無法有效提升學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力。文章主要探討虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，指出虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)不僅能夠提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，而且能夠提高學(xué)生的自主探究能力。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù);動(dòng)手能力;創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2020）03-0068-02

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在教育領(lǐng)域得到了廣泛推廣、普及和應(yīng)用，這就為傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入了新鮮的血液，增強(qiáng)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)是前沿技術(shù)，可以突破實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備不足等限制，幫助學(xué)生直觀、形象地模擬各種物理實(shí)驗(yàn)的操作過程，有利于促進(jìn)學(xué)生積極投入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。本文以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)為例，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端

1.完成實(shí)驗(yàn)的模式比較單一

在完成物理實(shí)驗(yàn)之前，教師一般會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)的講解，甚至每個(gè)學(xué)生都有分發(fā)的實(shí)驗(yàn)詳解材料，材料包括了操作實(shí)驗(yàn)的所有步驟和實(shí)驗(yàn)連接圖，然后學(xué)生根據(jù)教師的講解和實(shí)驗(yàn)材料完成實(shí)驗(yàn)。在這樣的實(shí)驗(yàn)過程中，雖然每個(gè)學(xué)生都能夠得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是沒有注重學(xué)生自主探究的過程，他們只是照本宣科地按照教師的指導(dǎo)和材料的要求來完成實(shí)驗(yàn)。因此，這種傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式?jīng)]有充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，學(xué)生只是根據(jù)資料進(jìn)行操作，不能培養(yǎng)自主探究能力和創(chuàng)新能力。

2.學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課的重視程度不高

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度遠(yuǎn)不如對(duì)理論課的重視程度高。而且教師在講解實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生基本不聽，導(dǎo)致他們?cè)谕瓿蓪?shí)驗(yàn)的過程中也是流于形式，沒有親身去探究。而且由于實(shí)驗(yàn)課需要學(xué)生通過合作的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此課堂比較混亂，一些學(xué)生會(huì)在其中插科打諢。

3.考核方式不合理

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)考核方式主要是教師檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確，教師簽字后就可以離開了，因而教師不能檢查到每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程是否正確。在做物理實(shí)驗(yàn)的過程中，有的學(xué)生甚至抄襲其他同學(xué)的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的儀器配置一樣，并且實(shí)驗(yàn)原理和操作過程一樣，這就使得每個(gè)學(xué)生得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很接近，如果學(xué)生根據(jù)正確結(jié)果進(jìn)行略微的改動(dòng)，教師是很難發(fā)現(xiàn)的。在完成物理實(shí)驗(yàn)的過程中，教師需要指導(dǎo)和解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，只能觀察和監(jiān)督個(gè)別學(xué)生，而不能注意到每一個(gè)學(xué)生，所以有的學(xué)生就濫竽充數(shù)，等著抄襲其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

1.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)是信息技術(shù)的產(chǎn)物，它看起來比較復(fù)雜，其實(shí)是比較簡(jiǎn)單的，它主要將實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)詳細(xì)的操作步驟整合到網(wǎng)上，然后學(xué)生自主預(yù)習(xí)和操作，從而更加牢固地掌握物理實(shí)驗(yàn)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主探究能力，因?yàn)閷W(xué)生隨時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，然后自主進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)和研究實(shí)驗(yàn)。通過將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中可以不受時(shí)間和空間的限制，提高了應(yīng)用物理知識(shí)的能力。

2. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生主要是依靠自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義完成實(shí)驗(yàn)，這樣的過程一般很枯燥，很難保證學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣。而且學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視程度不夠高，在完成實(shí)驗(yàn)的過程中也不夠認(rèn)真。但是將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，就可以提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，因?yàn)樘摂M仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以讓學(xué)生親自操作計(jì)算機(jī)完成實(shí)驗(yàn)，不僅生動(dòng)形象，而且效果逼真。

3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)有利于轉(zhuǎn)變單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式比較單一，形式也比較固定，教師是實(shí)驗(yàn)過程中的主體，學(xué)生的主觀能動(dòng)性得不到發(fā)揮。而將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式就從根本上發(fā)生了轉(zhuǎn)變，學(xué)生可以自主預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、自主探究實(shí)驗(yàn)、自主總結(jié)實(shí)驗(yàn)，有助于提高綜合素質(zhì)。學(xué)生在通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅不需要擔(dān)心儀器的損壞，而且不用擔(dān)心實(shí)驗(yàn)儀器存在的危險(xiǎn)。而且學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)之后，就可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，在一定程度上也減輕了教師的工作量。因此，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有助于提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

4.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)有助于客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式主要是教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行評(píng)判，無法關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的具體操作過程，因此就無法正確判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。教師如果不知道學(xué)生的具體情況，或者學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，那么就不能發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中不僅包括了教師指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器設(shè)備，而且包括實(shí)驗(yàn)過程分析和數(shù)據(jù)處理，因此學(xué)生可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用多種方法來完成同一實(shí)驗(yàn)。另外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)會(huì)記錄學(xué)生的每一個(gè)過程，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后也可以對(duì)自己的操作過程進(jìn)行分析，進(jìn)而知道自己實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤，這有助于其更加全面地掌握物理實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的考核方式中，教師無法對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)，而學(xué)生通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試，可以有效避免他們作弊的現(xiàn)象，能有效提高他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視程度。

5. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)有利于提高教學(xué)質(zhì)量，彌補(bǔ)學(xué)校硬件方面的不足

建立物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不僅實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，而且在很大程度上加強(qiáng)了虛擬實(shí)驗(yàn)的模型設(shè)計(jì)，能建設(shè)與理論考試相結(jié)合的在線實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)境。當(dāng)前，一些學(xué)校處于發(fā)展建設(shè)的過程中，師資力量不充足，資金也不充足，而建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以從根本上解決實(shí)驗(yàn)儀器狀況及師資力量不足的問題。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式需要學(xué)生抄寫實(shí)驗(yàn)步驟或者打印實(shí)驗(yàn)講義，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以代替學(xué)生按書本抄寫實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理的過程。另外，學(xué)生可以在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)原理和儀器的使用方法，實(shí)現(xiàn)了從預(yù)習(xí)到操作到評(píng)價(jià)的完整學(xué)習(xí)過程。因此，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，而且可以提高學(xué)生的自主探究能力。

三、結(jié)語

綜上所述，在中職物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛擬的“真實(shí)”的實(shí)驗(yàn)操作情境，有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于轉(zhuǎn)變單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有助于客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。因此，物理教師在中職物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要合理應(yīng)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不斷提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾魈骄磕芰?，進(jìn)而提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)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