趙本君

自2011年年末我校參與省級實驗課題《理化生虛擬實驗軟件在農(nóng)村初中的應(yīng)用》實驗小組以來，我在常規(guī)教學(xué)中適當(dāng)?shù)丶尤肓颂摂M實驗來輔助真實實驗進行教學(xué)，經(jīng)過三年的實驗，有了一些心得，現(xiàn)分享如下：

實驗是初中物理教學(xué)中最能發(fā)揮學(xué)生主動性和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法。在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，往往有一部分學(xué)生由于動手能力較差而導(dǎo)致實驗進度緩慢、實驗效果不明顯、誤差較大等結(jié)果，從而失去了實驗教學(xué)的意義。在虛擬實驗輔助實驗教學(xué)中，我總結(jié)了三種使用方法及優(yōu)點，還有軟件的一些不足之處，在此加以說明。

一、虛擬實驗軟件輔助教學(xué)的三種模式

1.預(yù)習(xí)式的虛擬實驗

在非數(shù)據(jù)測量的實驗中，我們經(jīng)常需要通過實驗過程來觀察物理過程和實驗效果。在真實實驗中，如果直接做實驗，在沒有實驗器材的預(yù)習(xí)過程中，學(xué)生對實驗器材沒有一定的認(rèn)識，導(dǎo)致預(yù)習(xí)達(dá)不到預(yù)期效果，課堂實驗進度緩慢，總結(jié)歸納不到位，實驗失敗的幾率增加，導(dǎo)致失去了實驗的意義，實驗反倒成了部分學(xué)生的

負(fù)擔(dān)。

在課題實驗過程中，我采用虛擬實驗輔助預(yù)習(xí)，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，在觀察水的沸騰實驗中，使用虛擬實驗預(yù)習(xí)的優(yōu)點如下：

（1）節(jié)約時間

教材上本實驗由于圖上的裝置都已經(jīng)組裝好，學(xué)生就不可能對組裝實驗器材的過程有感性的認(rèn)識，因而直接組裝實驗器材就會有順序不清、距離不好把握的缺點，導(dǎo)致組裝器材浪費了一定的時間。使用虛擬實驗軟件，安裝操作過程簡潔明了，用兩三分鐘就可以給學(xué)生一個非常直觀的印象，再進行真實的實驗器材組裝，往往可以省去三分鐘以上的時間，因此，使用虛擬實驗軟件的第一個優(yōu)點就是能夠節(jié)約時間。

（2）直接體現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)

如果直接做實驗，觀察水沸騰過程中的現(xiàn)象，測量時間、溫度和數(shù)據(jù)記錄同步進行，多數(shù)學(xué)生感覺忙不過來，先觀察虛擬實驗的現(xiàn)象，學(xué)生就可以在頭腦中建立有序的觀察記錄過程，從而在真實實驗中心里能夠有預(yù)見性，就會直接按照預(yù)定學(xué)習(xí)目標(biāo)去進行實驗、

觀察和記錄。

（3）分析實驗現(xiàn)象能夠直奔主題

物理學(xué)習(xí)往往要進行仔細(xì)觀察和分析。可是很多時候，要觀察的現(xiàn)象稍縱即逝，沒等學(xué)生反應(yīng)過來，該過程的物理特征已經(jīng)消失，又沒有時間重復(fù)或者重復(fù)具有不合理性。比如，水沸騰前氣泡的變化，這個時間很短暫，學(xué)生還沒有觀察清楚，水就已經(jīng)沸騰了，這個過程中由于需要記錄時間和溫度，重復(fù)就不可取了。而使用虛擬實驗軟件直接建立觀察目標(biāo)，在真實實驗中學(xué)生就可以進行直觀的對比。

2.驗證式的虛擬實驗

一般在數(shù)據(jù)測量的實驗中，往往由于實驗器材、學(xué)生的操作精度等客觀條件的影響，導(dǎo)致實驗結(jié)果的誤差很大，而使用虛擬實驗進行驗證性實驗來補償，可以彌補這一缺陷。

在測量鐵塊的密度實驗中，測出的鐵的密度往往比實際的鐵的密度小一些，一般達(dá)到7.6 g/cm3左右，學(xué)生往往會誤以為是鐵塊不純導(dǎo)致的，其實這是由于測量質(zhì)量時天平精度、砝碼質(zhì)量不標(biāo)準(zhǔn)，測量體積時細(xì)線占有體積、量筒精度以及讀數(shù)時的誤差綜合導(dǎo)致的差異，我們可以用虛擬實驗進行驗證，可以比較明確地解釋誤差產(chǎn)生的原因。

3.復(fù)習(xí)式的虛擬實驗

每個實驗的真正操作一般只有一次，在復(fù)習(xí)過程中涉及實驗就只能憑學(xué)生的印象理解，最近做過的實驗還好一點，時間久了的實驗過程早已淡忘。這時，虛擬實驗軟件的強大威力就發(fā)揮出來了，它幾乎真實地再現(xiàn)了當(dāng)時的實驗。下面我以“探究電阻上電流跟兩端電壓的關(guān)系”的實驗加以說明。

本實驗是電學(xué)部分重點實驗，拓展的題型很多，單純依靠講解，已經(jīng)失去了說服力，講完題型，學(xué)生理解不到位，效果很差。這時適當(dāng)加入虛擬實驗，學(xué)生可以一目了然。比如，說明電壓表和電流表指針同步擺動，本來需要公式推導(dǎo)，現(xiàn)在只需要觀察現(xiàn)象就可以了?；蛘哒f明滑動變阻器滑片移動時對電壓表和電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的影響，也是很直觀的，教師只要在觀察現(xiàn)象的時候加以簡短解釋，學(xué)生理解的效果就很好了。

二、使用虛擬實驗軟件的誤區(qū)

1.完全代替實驗操作

這是一大忌諱，如果虛擬實驗完全替代了真實實驗，就會抹殺物理實驗的客觀性，并且無法培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

2.每課必用

我們使用虛擬實驗軟件，是基于以下幾種前提條件：（1）實驗過程比較復(fù)雜的。（2）實驗結(jié)果不具有說服力的。（3）需要重復(fù)的。（4）實驗條件不具備的。（5）實驗具有危險性的。除了這五種類型的實驗，比如聲音的產(chǎn)生，是很常規(guī)的簡單實驗，就沒必要使用虛擬實驗軟件里的敲鼓實驗了。

三、使用虛擬實驗軟件的意義

物理實驗教學(xué)中，我們的目的在于鍛煉學(xué)生的手腦結(jié)合能力。使用虛擬實驗軟件并不能取代真實實驗，它只是真實實驗的補充，只能在學(xué)生學(xué)習(xí)有困難的時候使用，如果學(xué)生學(xué)習(xí)能力普遍很高，那么不用也可以。但是農(nóng)村初中學(xué)生學(xué)習(xí)能力平均水平較低，在農(nóng)村初中使用虛擬實驗軟件才能真正發(fā)揮它的作用。

參考文獻：

馬發(fā)輝，李獻業(yè)，鐘永江，等.初中物理虛擬實驗教學(xué)模式研究[J].中國信息技術(shù)教育，2010（09）.

編輯 趙飛飛