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【摘要】中學物理教學和中學物理實驗密不可分，傳統實驗教學會受到各種因素的干擾而阻礙學生對實驗的理解和掌握。隨著互聯網和計算機的飛速發展，虛擬實驗平臺應運而生。虛擬實驗是傳統實驗的改版和升級，讓物理實驗教學變得更簡單。本文從傳統實驗和虛擬實驗的對比，虛擬實驗的設計和應用這兩個大方面進行闡述。

【關鍵詞】虛擬實驗；傳統實驗；虛擬實驗設計；虛擬實驗教學

1.傳統力學實驗與虛擬力學實驗

1.1傳統力學實驗。多年以來我國不斷加大對教育事業的投入，特別是國家對教育事業中的實驗部分的投入使得實驗條件得到了極大的改善，同學們也有了更多的機會去接觸實驗，傳統實驗的直觀性和實際性給同學很深刻印象，讓同學們對實驗知識掌握更牢固。但是，實驗器材和耗材的更新只能解決實驗教學的一時之困，后期還面臨很多問題。傳統的實驗往往對實驗者要求比較高。在中學傳統的實驗一般都在實驗室進行，往往一個中學實驗室數量不足，增加實驗室成本過于昂貴。所以需要老師和同學大面積的協調上課的時間，要保證實驗室和同學上實驗課的時間協調一致。

1.2虛擬力學實驗。虛擬實驗平臺擁有許多傳統實驗不可比擬的方面。虛擬實驗平臺通過計算機，手機，平板等運行，不需要繁瑣，復雜的實驗設備，這就很大程度上的降低了實驗的成本。虛擬實驗解決了傳統實驗儀器升級更新和淘汰舊儀器之間的矛盾，不會造成環境污染和資源浪費。虛擬實驗可以根據同學自己的興趣，在不同的地方，不同的時間自己進行，將同學和老師從紛繁的實驗室中解放出來。不再需要大面積協調時間和實驗室，從而解決了實驗課時間和空間的限制。虛擬實驗平臺，對實驗的專業要求低，學生可以根據自己的實際情況，利用虛擬實驗平臺在自己空閑時間進行實驗并且不需要專業人員的指導。由于實驗平臺和互聯網相接觸，因此虛擬實驗可以利用互聯網的優勢，進行資源共享，也可以將自己的好的實驗設計到互聯網進行資源共享。

2.虛擬實驗在中學物理教學中的潛析

傳統實驗需要經過繁瑣的儀器準備，在搬運的過程中儀器常常受到外界條件的影響而損壞。儀器的校準也為正常演示實驗增加了難度。我國采用班級授課制，有些實驗現象受教室空間條件的限制，并不是所有的學生可以觀察到。有些實驗設備損耗高，價格昂貴，并不是每個學校都有條件可以進行相關的實驗。首先，設備沒有損耗，可以反復進行相同的實驗。其次，虛擬實驗不受時間和空間限制，所有學生都有機會觀看實驗的演示。最后，使用終端模擬現實實驗，操作的時候不具有風險。虛擬實驗滿足了教學的要求，互聯網的應用整合并節約了公共資源，提高了實驗教學質量。

3.虛擬實驗的設計及應用

3.1虛擬實驗的設計。下面以打點計時器探究自由落體運動為例。在傳統的物理實驗中，我們一般忽略空氣阻力，紙帶和打點計時器墨片的摩擦等。在虛擬實驗中我們可以將空氣阻力直接設置為0，這樣就更加逼近實驗的理想條件。設計步驟：打開NB物理實驗平臺，找到打點計時器研究自由落體運動這個實驗。在工具欄找到打點計時器B，將其拖至實驗平臺并擺放好。打點計時器是一套完整的裝置，包括交流電源，導線和打點器。然后在工具欄找到豎直的紙帶，將其拖至實驗平臺放置在打點計時器的紙帶口處。緊接著從工具欄找到鉤碼，本實驗選用的是50g的鉤碼。按照實驗設計方案將實驗儀器逐一進行擺放，根據實際情況進行調整和修正。為了實驗數據處理的方便，可以添加處理實驗數據的表格，NB物理實驗平臺已經將表頭設計好了。實驗結束后將數據導出，然后導入其他專業數據處理軟件。點擊釋放按鈕，實驗自動進行，實驗結束后，紙帶會自動處理，數據會分布在紙帶上。選擇五個點進行記錄，并將數據導出進行處理。我們將數據進行分析處理后就可以形成實驗報告了。

3.2虛擬實驗的應用。虛擬物理實驗教學引入到物理課堂教學，將避免傳統實驗的校準和組裝，節約了教學實間，確保了實驗的成功率，提高了教學的效率。但是虛擬實驗的使用需要老師具有較強的教學設計能力，同時教學內容和實驗部分的銜接要做到平滑過渡，不能突兀。還對老師的實驗設計能力有一定的要求。虛擬實驗引入課堂教學，豐富了教學組織形式，符合新課標的要求，符合現代教育發展。

4.結論與展望

虛擬實驗是傳統實驗的升級，隨著科技的進步和互聯網的發展，虛擬實驗平臺將進一步更好更快的完善其功能。虛擬實驗和傳統實驗可以互相彌補對方的不足和發揚自身的優點。這也為實驗教學打下了基礎。新型虛擬實驗教學作為一種新興的教學方式引入課堂進行應用，可以激發學生的學習興趣和求知欲望，并且學生在自己設計實驗的時候還可以增強自己的動手能力，在學生自己動手動腦，同學之間互相交流、協助和配合的同時，也豐富了學生的課余生活，對學生綜合發展有一定的幫助。采取虛擬實驗這種教學方式，無論是教學質量還是教學效率都會在一定程度上有所提高，是一種較為理想的新興的教學方式，具有很大的發展空間。

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作者:柯希? 鄒代峰 單位:湖南科技大學