李文英

(陜西省寶雞市第二發(fā)電有限公司子弟學校 陜西 寶雞 721000)

實驗在物理教學中具有非常重要的作用。隨著信息技術的發(fā)展,計算機和網絡的日益普及,隨著物聯(lián)網大、數據時代的到來，以Nobook為代表的中學物理仿真實驗軟件已悄然應用于物理教學。如何恰當運用虛擬實驗，才能充分發(fā)揮其在教學中的作用呢？下面結合自己的教學實際，談談一些不成熟的做法，與大家交流。

1.充分認識傳統(tǒng)實驗與虛擬實驗的優(yōu)勢，切忌用虛擬實驗全盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗，或排斥虛擬實驗

1.1 虛擬實驗的優(yōu)勢：虛擬實驗具有安全性、仿真性、交互性等特點，得到了廣泛的應用。同時虛擬實驗可以具體化抽象的問題，將微觀的現(xiàn)象放大，方便學生的觀察與理解，在教學過程中采用虛擬實驗可以彌補新課程改革中在實驗教學方面存在的一些不足。且虛擬實驗可以不受時間、空間的限制，方便學生在課下開展實驗，同時，虛擬實驗可以模擬現(xiàn)實不容易達到的實驗場景，給學生提供實驗內容的學習及幫助。

1.2 虛擬實驗存在如下不足：缺少傳統(tǒng)實物實驗的“實物感”。 虛擬實驗中的各個實驗器材，雖然是對現(xiàn)實器材功能的虛擬，但是對于學生來說，對一個只能看到而摸不到的實驗器材，即便是立體感極強的3D實驗，也很難獲得觸覺摸到的真實感，學生只能依靠自己的想象來理解器材的結構、功能或使用方法。

虛擬實驗缺乏傳統(tǒng)實物實驗的真實性。傳統(tǒng)電學實驗中，學生經常在連接完電路閉合開關后會出現(xiàn)燈泡不亮等現(xiàn)象，像燈泡與燈座接觸不良、接線柱有松動等，這些問題的查找、解決，虛擬實驗很難做到。而這些問題也是學生現(xiàn)實生活中經常遇到的問題，這些能力只能在實體實驗中得到培養(yǎng)。

在傳統(tǒng)實驗過程中，難免會出現(xiàn)實驗誤差。如在“探究串聯(lián)電路的電流規(guī)律”時，傳統(tǒng)實驗由于接線柱的接觸是否良好、燈絲溫度等諸多因素的影響，實驗測量電路不同處的電流可能有所不同，這就要求學生學會分析處理實驗數據。而虛擬實驗是理想化實驗，無法獲得這樣的真實體驗。

虛擬實驗教學缺乏傳統(tǒng)實體實驗的嚴謹性。我最初在用NB虛擬實驗進行電學教學時，課堂上實驗器材損壞時的刺耳聲此起彼伏。因為NB物理虛擬損壞的器材可一鍵修復，這使得學生在使用的時候毫無顧忌，學生不用擔心實驗器材損壞，不用擔心實驗過程中會出現(xiàn)什么危險現(xiàn)象，這對學生嚴謹科學態(tài)度的養(yǎng)成會產生一定的消極作用。

可見，用虛擬實驗全盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)實體實驗，或拒絕排斥虛擬實驗的做法都是不可取的。

2.以傳統(tǒng)實驗為主，發(fā)揮虛擬實驗在課前、課中、課后的輔助的作用的

下面以“探究電流與電壓電阻的關系”為例，談談物理虛擬實驗在課前、課中、課后的作用。

2.1 用好虛擬實驗，翻轉實驗課堂。傳統(tǒng)的實驗課教學，由于受時間、空間、實驗器材的限制，學生無法在課外完成實驗過操。在實驗課課前預習時，教師一般給出預習任務、問題，學生完成教師預設的問題，實驗預習往往是“紙上講實驗”，“做”假實驗，缺乏體驗感和互動性，缺少認同感和成功的滿足感，因此很難實現(xiàn)實驗課的翻轉課堂。而NB虛擬實驗多終端、不受時間、空間限制的特點，方便學生在課下開展實驗，實現(xiàn)了實驗教學的真正翻轉。

例如在教學“探究——電流與電壓電阻關系”時，結合班級學生實際情況，課前發(fā)放導學案，從實驗的目的、實驗的器材，電路設計、電路連接、數據分析、結論歸納等方面，全方位深入了解實驗，學生通過在家可通過NB物理實驗在線網絡、Pc端、移動App等多終端進入NB物理實驗室，并自主選擇器材搭建實驗，設置實器材相關參數，完成實驗操作，并分析獲得的數據，得出結論。同時記錄實驗過程中的問題，以便課堂進行交流。NB物理虛擬實驗，增強了實驗預習課的真實性和體驗感，學生可自主設置相關實驗器材參數，大大增強了實驗的交互性、創(chuàng)造性，真正實現(xiàn)翻轉課堂。這樣的課前預習，為后續(xù)傳統(tǒng)實物實驗教學教學奠定了牢固的基礎。

2.2 用好虛擬實驗，輔助傳統(tǒng)實驗，提高實驗教學的深度和廣度。在“探究——電流與電壓電阻關系”課堂教學中，我采用傳統(tǒng)實驗課的形式，由于學生經歷課前虛擬實驗，大大提高了課堂實物實驗的熟練性，為后續(xù)的交流展示環(huán)節(jié)節(jié)約了大量的時間。小組通過協(xié)作完成實驗探究，培養(yǎng)了學生的合作協(xié)作意識和團隊精神。在“交流與反思”環(huán)節(jié)，利用NB物理虛擬實驗易操作、可視性強的特點，小組間從操作的規(guī)范性、實驗的嚴謹性等方面進行展示和評比，并對優(yōu)勝組進行打分獎勵，有效的規(guī)避了虛擬實驗的操作的隨意性，培養(yǎng)了學生嚴謹的科學態(tài)度。

在實驗反思環(huán)節(jié)，采用一個小組提出問題，其他小組進行搶答，并通過NB物理實驗進行答疑，大大提高了學生參與課堂活動的積極性。反思環(huán)節(jié)，不僅從各小組提出問題的普遍性、價值性、有效性進評價打分獎勵，對解答組答案的合理性、科學性也進行評價、打分獎勵。因此，此環(huán)節(jié)學生的參與度、積極性都比較高，在探究“電流與電阻關系”時，提出了諸如如何選取“滑動變阻器最大值”、“如何設定定值電阻兩端電壓”等質量較高的問題，充分體現(xiàn)了學生在實驗課堂教學中的主體地位。

2.3 用好虛擬實驗，輔助課后作業(yè)，提高學生的創(chuàng)新能力的能力?！半娐饭收稀?、“指出并改正電路的連接錯誤”、“按要求設計電路”是學生學習電學的難點。利用NB物理虛擬實驗，學生不必擔心燒壞實驗器材，可以模擬故障電路的真實實驗環(huán)境，找出故障的原因。借助虛擬實驗的靈活多變性性，學生設計實驗方案后，可通過NB物理實驗進行反復修改驗證，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力。

總之，物理教學離不開實驗教學的啟發(fā)和幫助，“適時”和“適度”將傳統(tǒng)實驗與虛擬實驗相融合，使虛擬實驗與真實實驗在物理實驗教學中優(yōu)勢互補，將會優(yōu)化整體物理實驗教學，有利于物理實驗教學效率和教學質量的提升。