计算机虚拟技术在物理实验教学系统中的应用

摘要：在虚擬技术全面发展的时代背景下，要结合虚拟仿真应用方案提升教学质量，建立科学的课堂教学模式和流程，全面提高物理实验教学的水平。本文分析了物理实验教学中应用虚拟仿真实验技术的价值，并针对教学实际方案提出了几点建议。

关键词：计算机虚拟技术;物理实验;教学建议

在计算机技术不断发展的时代背景下，互联网得到了广泛的普及和推广，这对于教学工作而言具有重要的价值，借助前沿技术能有效突破传统设备组织以及仪器先进程度不足等问题，打造更加合理高效的实验课堂教学模式，为教学效率的提高奠定基础。

一、物理实验教学中应用计算机虚拟技术的价值

要想发挥计算机虚拟技术优势的价值，就要落实对应的物理实验教学指导模式，提升综合教学质量。

第一，虚拟仿真实验技术能最大程度上打造多元实验教学模式。相较于传统单一化的实验结构，教师对实验仅仅是“照本宣科”的讲解，引导学生获得实验结果，缺乏互动性和参与度。而利用虚拟仿真实验技术，能充分发挥学生的主体作用，指导学生在探索资料和仿真环境的基础上，激发创新意识，从而更好地掌握实验流程，在自主探索实验的过程中收获知识和学习经验[1]。

第二，虚拟仿真实验技术能建构更加和谐的师生互动体系，借助技术流程，教师能充分观察和监督学生的操作水平，并且结合学生的操作效果给予适当的评估。在传统的实验模式下，学生掌握了原理和操作工序，使得学生的实验数据非常接近，就算是一些学生“滥竽充数”的篡改数据，教师也很难迅速判断真伪。而借助虚拟仿真实验技术，教师可以在对学生实操过程进行监督的基础上，借助技术内的相关模块了解学生的学习效果，能建立更加完整的实验流程监督模式。在全面提高学生参与度的同时，推进物理教学工作的发展进程，也为师生良性互动提供保障。

综上所述，物理实验教学中应用虚拟仿真实验技术具有重要的实践教学意义[2]。

二、物理实验教学中应用计算机虚拟技术的教学建议

在明确虚拟仿真实验技术优势和作用的基础上，要整合具体的教学工序，确保教学模式和教学流程匹配学生的学习需求，从教学内容、教学方法、教学评价、教学资源等方面入手，在激发学生学习主动性的同时，还能优化学生的学习效果。

（一）优化教学内容

为了发挥虚拟仿真实验技术的优势，教师要将技术应用规范和课程设计结合在一起，从而有效建构完整的教学流程[3]。

第一，教师要将实验流程、实验用设备以及实验具体操作重点等内容集中整理，然后设置在网络资源中，学生利用预习的方式自主了解相应操作，有效掌握物理实验的重点。这种方式不仅仅能提高学生的兴趣和参与度，还能激发学生自主探究意识，配合教师课堂讲解和实训就能优化学生的知识学习效果。

第二，利用虚拟仿真实验技术还能突破时间和空间的限制，引导学生应用所学的物理知识解答相应的问题，并夯实实验基础。加之虚拟仿真实验软件是计算机系统模式，学生能随意进入并开展练习，这就大大提高了学生的操作熟练度。

第三，配合实验讲解，教师可以在实验设计过程中整合教学流程，激发学生的学习兴趣和主动参与度，确保学生能在应用知识的同时，进一步明确实验步骤、实验目的，甚至可以在技术软件基础上对衍生物理知识有更加明确的认知。

（二）升级教学方法

相较于传统单一化的教学体系，虚拟仿真实验技术流程能有效升级教学体系和应用模式，在新的物理实验教学结构中，教师作为辅助能突出学生的主体地位。

一方面，教师可以采取多元化教学机制，借助虚拟仿真实验技术指导学生自主探索，且教师无需担心实验危险等问题，教师可以配合学生进行跟踪评估，提高学生的自信心[4]。

另一方面，在虚拟仿真实验技术支持下的教学模式，教师能更好地利用教学资源，教师可以引导学生自主完成原理学习、重点学习、仪器识别等，然后在教师辅助讲解的基础上“反复”进行实验操作，并不断总结知识点，这对于提高教学质量和教学效率具有一定的优势。

（三）建立多元教学评价

借助虚拟仿真实验技术时，可以利用教师指导模块、实验内容模块、仪器设备模块以及实验过程完成对应的教学工作，并且了解学生的具体操作过程，从而展开更加具有针对性的教学评价。最关键的是，虚拟实验技术的应用系统能及时记录学生的实际情况，并且汇总分析，这就能辅助学生在实验操作过程中及时了解错误并纠正，提高学生掌握实验操作的整体水平[5]。

借助虚拟仿真实验技术能建立更加精准的测试环节，减少作弊问题，一定程度上提高学生的操作参与度，也为全面优化学生的实验水平提供保障。

（四）整合教学资源

虚拟仿真实验技术能更好地维护物理学科的改革，打造更加多元且规范的实验教学模式，并且匹配互联网技术和计算机分析技术，建构完整且多样的教学平台，确保实验更新的及时性和科学性。

首先，教师可以借助虚拟实验技术还原物理的本质，并且突破传统单一化的教学方式，引导学生从枯燥的观摩实验教学体系中走出来，而重新获取主动权，更好地参与实验，这对于提高教学资源利用率具有重要的意义。并且，教师可以将一些较为经典的实验利用现代化计算机技术模式呈现出来，提高资源的利用效率。

其次，针对一些典型物理实验，教师可以借助虚拟仿真 实验技术引导学生掌握过程技能，并且匹配思维导图教学机制，提高学生利用物理知识完成物理实验的能力，大大提高学生的物理综合素养，将知识、学习策略等基础资源融合在一起，为学生全面优化学习效果奠定基础[6]。

最后，教师借助虚拟仿真实验技术还能建立激发学生对教学资源的多重认知，引导学生“举一反三”的开展物理学习，保证学生综合素质得以提高。

结束语：

总而言之，在网络技术不断发展的时代背景下，物理实验教学要充分关注新型技术模式和课堂教学体系的融合效果，打造更加科学规范的教学体系，引导学生掌握学习策略，从而提高学生的综合水平。结合技术应用要点，将创新意识、自主学习意识等作为人才培养的关键，完善教学转型升级方案，促进学生物理综合素养的全面进步。

参考文献：

[1]曾俊菱，王仲来，宫雪， 等.虚拟仿真实验在刑事科学技术专业物理实验教学中的应用展望[J].甘肃科技，2019，35（3）：79-80，106.

[2]安红，母小云，陶欧， 等.基于虚拟仿真技术物理实验教学模式的创新实践[J].中国中医药现代远程教育，2020，18（23）：6-8.

作者简介：王娟（1969.07-），女，湖北钟祥人，湖北警官学院副教授，教育学学士，研究方向：大学本科实验教学

湖北警官学院 湖北 武汉 430034