浅谈初中物理多媒体教学中虚拟实验的作用

何涛

摘 要：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。物理学科教学中的虚拟实验的运用，赋予了物理实验课堂新的载体。文章介绍虚拟实验在初中物理教学中的作用。

一、虚拟真实场景，把问题深入浅出地剖析

以往教学当中，有的演示实验得出的数据往往存在很大的误差，这使得教学遇到一定的阻碍。有了虚拟实验运行环境，以往无法完成的实验都可以在学生面前展示，使得教学更有说服力和针对性。

例如，晶体和非晶体熔化、凝固规律（如图1）一直是初中物理分组操作实验中的难点，因其操作难度较大，实验误差率高，就算是教师反复做，成功率也極低，同时实验时间长、现象效果差，往往一节课下来都无法引导学生完成，教师只好应用一些枯燥的实验数据让学生画图，通过分析得到实验规律，学生缺乏直观的感受，更没有实际参与实验过程。而通过虚拟实验，可以让学生观察到仿真度高的实验过程，而且可以比实际实验观察得更为真切、形象、生动，增强了实验教学效果。

二、实验过程独立化，拉近学生个体能力的距离

传统的电学实验（如图2）中，一般以小组为单位，存在优秀学生操作起来简单顺畅，学困生受于能力所限成为“实验门外汉”现象，而对实验结果更是难以深化为知识。由于学生存在个体差异，分组实验并不是可以使每个学生都得到教科书般的知识果实。

而应用虚拟实验后，可以重复在电脑上做实验，把实验当中一些影响因素加以渗透，使学生把课本的知识重难点牢记在脑中。虚拟实验也可以由学生合作完成，让大家出谋划策，让各类学生都参与到知识结果形成过程中，把课堂变成学生的课堂，把知识学习变成每人都参与的快乐过程。

三、抓住实验时间变化的尾巴，不能一闪而过

在物理实验中，有的实验过程变化较快，用眼睛难以观察。学生对实验结果还是存在一定疑惑，这样的实验操作不利于在实验的基础上进行知识传授。而虚拟实验可以根据实验要求，把实验现象时间做更为细致的分解，还可以重复播放，学生通过观察实验现象认识实验结果，将知识内化，把瞬间实验变成慢动作片段。

例如，有关惯性的实例（如图3），学生无法理解小车上木头为何前倾和后倾的现象，不能准确组织语言表达。而通过播放慢动作的方法让学生看到片断运动，再将片断式运动组织成完整的过程，学生就会加深对惯性的理解。教师将无形的物理知识生动、形象地展示出来，可突破教学的重难点。

四、大数据时代的到来可让学生随时学习和提升自我

课堂是物理学习的主阵地，但物理学习是无所不在的，采用虚拟实验，学生可以在学校、家庭等外部环境借助虚拟实验进行物理探究活动。充分利用大数据云平台的强大功能，布置学习家庭作业，提供丰富的学习资源，学生可以根据自己的时间安排，自行开展实验活动，培养学生的自主探究能力。

五、仿真虚拟实验效果更能让师生享受实验成果

利用虚拟实验室技术，在多媒体计算机上建立虚拟实验室，学习者便可以身临其境般地操作虚拟仪器，使得获得实验结果的途径更安全便捷。虚拟实验不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，减少了实验成本。同时可反复重现过程，直到得出满意结果，颠覆了传统演示实验模式。虚拟实验不仅可以达到真实实验效果，还可以将实验中无法展示的现象根据需要进行调节观察。它能够稳稳当当地达到实验目的，达到教学目的。物理虚拟实验为物理课堂注入了新的活力元素，为学生物理学习过程架设了成功大道，在日后的科学虚拟实验中，可以有效提高学生的物理学习兴趣，有利于学生掌握物理学习方法，服务于所有学生创新与实践能力的提高。

参考文献：

[1]（俄）雅科夫·伊西达洛维奇·别莱利曼.趣味物理学[M].项 丽，译.北京：中国妇女出版社，2015.

[2]谢俊荣.多媒体教学手段在初中物理教学中的作用[J].实验教学与仪器，2008（10）.