虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文(共17篇)
虚拟技术在中学物理实验中运用论文

浅论虚拟技术在中学物理实验中的运用当前,虚拟现实技术(简称虚拟技术)的进一步发展与应用为虚拟实验的发展已经带来了新的变化,虚拟技术采用了3d数字化技术与多传感交互技术,可视化技术能够进行高分辨显示,虚拟技术还能够生成逼真的虚拟场景,能够使用户与场景之间进行实时交互与感知以及操作虚拟对象等。
因此,虚拟技术运用到中学物理实验中,其产生的性能于教学效果会更好更佳。
一、虚拟技术与虚拟实验概况虚拟技术的概念最先在1989年的美国提出的,它实质上是一种在计算机领域产生的最新技术。
虚拟技术的特点在于以模拟的方式为需求用户创造特定虚拟的环境,并使用户通过视、听、触等感知行为能够产生一种沉浸于虚拟环境的特殊感觉,用户能够与虚拟环境相互作用并且引起虚拟环境的按照要求实时变化。
目前的虚拟技术已广泛地应用到科研系统仿真与科学可视化以及三维动画等方面。
虚拟技术已经发展为计算机研究的一个新领域,在近年来逐渐引起各界广泛关注,并且在应用领域已经得到进一步发展。
虚拟技术是一系列高新技术的集合,同时汇集了计算机图形学与仿真技术,多媒体技术和人工智能技术,人机接口技术与传感器技术,图形图像实时生成技术与网络技术,同时还汇聚人的行为学研究等多项关键技术。
所有这些技术高层次的集成与渗透必然使虚拟现实技术能够给用户以逼真与奇妙的环境体验,可以使用户通过使用各种特殊装置将自己全部投入到这个特殊环境中,能够去探索宏观世界与微观世界中由于种种原因不能够直接观察的事物运动变化等规律。
虚拟技术可以界定为,是一种逼真地模拟人们在自然环境中产生的视觉、听觉以及运动等行为的人机接口关键技术。
虚拟技术利用3d数字化系统与多传感交互技术和高分辨显示技术的科学可视化技术等,在整体上生成三维逼真的虚拟环境,用户借助于特定设备,就可以进入到特定虚拟空间,并且成为虚拟环境的一员,方便地进行实时交互,进而感知与操作虚拟世界中的各种虚拟对象,真正获得身临其境的感受与体会。
虚拟仿真技术在初中物理实验教学中的应用

学生可以在虚拟环境中尝试各种实验操作,不用担心损坏仪器或造成危险,为学 生提供了更加安全、可靠的实践机会。
提高实验教学的效率与效果
节省时间和资源
虚拟仿真技术可以模拟实验过程,无需真实准备实验器材和 场地,节省了时间和资源,使实验教学更加高效。
重复利用
虚拟仿真技术可以重复使用,可以在不同的班级和学校中多 次使用,提高了实验教学的效率和效果。
用案例
案例一:光的折射实验
总结词
增强实验效果,帮助学生理解光的折射现象。
详细描述
通过虚拟仿真技术,学生可以在模拟环境中观察到光的折射、反射等现象, 从而更好地理解光的传播规律。
案例二:牛顿第一定律实验
总结词
模拟实验条件,降低实验难度直线运动的状态,让学生更好地理解牛顿第 一定律,降低实验难度。
案例三:电路连接实验
总结词
提高实验安全性,帮助学生掌握电路连接技巧。
详细描述
通过虚拟仿真技术,可以在安全的环境下模拟电路连接实验,帮助学生掌握 电路连接技巧,避免实际操作中的危险。
05
虚拟仿真技术在初中物理实验教学中的效
果分析
提高实验教学的安全性
避免实验事故
虚拟仿真技术可以模拟实验过程,学生可以在模拟环境中进行操作,从而避免了 真实实验中可能出现的危险和事故。
02
虚拟仿真技术概述
虚拟仿真技术的定义与特点
虚拟仿真技术的定义
虚拟仿真技术是一种通过计算机技术构建的虚拟仿真环境,用户可以在这个环境 中进行实验操作,观察实验现象,获得实验数据,达到真实实验的目的。
虚拟仿真技术的特点
虚拟仿真技术具有高度逼真性、交互性、灵活性、经济性等特点,可以模拟真实 世界的各种现象,为用户提供身临其境的体验。
虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文.doc

虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文以信息技术为工具,使课程内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革,优化教学过程中的各个要素和环节,这是数字化教学与课程融合的要求。
将信息技术有效融入物理教学过程来营造一种新型的教学环境,可实现既能发挥教师主导作用又能充分表达学生主体地位的“自主、探究、合作”教与学,让学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使创新精神和实践能力的培养真正落到实处。
笔者在探索数字化教学与物理课程融合过程中,发现了许多非常适合新时期物理实验教学的软件应用。
本文主要以NB物理实验为例,阐述教学软件与物理实验教学融合的策略。
NB物理实验全称“NOBOOK虚拟仿真实验”(基于HTML5技术),支持多终端跨平台访问——电子白板、台式机、一体机、平板电脑等终端均可使用,适应Windows、IOS、Android等平台。
不仅支持教师任意组装实验、不受实验步骤的限制,而且所有实验操作均可呈现准确的实验数据以及逼真的实验现象。
NB物理实验分为NB电学实验、电磁学实验、力学实验、光学实验、热学实验和声学实验6个独立的APP。
教师在课堂教学中可以翻开相应的APP,通过投屏展示实验的操作过程,可较为直观地看到实验的一些现象。
在学生终端上可安装这些软件,可以让学生根据自己的需要,自主设计实验方案、自主选择实验器材、自主搭配和组装实验仪器,并记录实验数据。
该应用软件可帮助学生发现实验设计中的问题,以便在真实的实验环境下,减少实验过程中对仪器的损坏。
学生在家里,也可随时通过软件进展相关的实验操作,并做数据分析。
NB物理实验与物理课程融合的优势及条件如下:(1)NB物理实验是一种全新的网络技术与多媒体技术一体化的虚拟实验系统,它载有适用多系统的软件与APP、多类型的虚拟实验器材、多样化的自主操控平台及多终端互动的教学平台,在真实实验的根底上可实现信息技术与物理实验教学的融合,在延续传统的同时弥补了其缺乏;(2)NB物理实验利用虚拟仪器做实验,用户可以自行设置各种参数,以获得理想的效果;(3)虚拟仪器的应用突破了现有实验条件的限制,排除了各种干扰因素对实验的影响(它与数字化实验系统的融合值得深入研究);(4)我国许多地区的教室多为多媒体教室,大都能配备大尺寸多媒体一体机,无线网络全覆盖,有些学校还拥有移动智能手机终端设备,这些都为NB物理实验进入课堂提供了条件。
《2024年虚拟实验与教学应用研究——以大学物理实验教学为例》范文

《虚拟实验与教学应用研究——以大学物理实验教学为例》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,传统实验教学正面临前所未有的挑战与机遇。
其中,虚拟实验技术以其独特的优势,正逐渐成为大学物理实验教学的重要补充。
本文旨在探讨虚拟实验在大学物理实验教学中的应用,分析其优势与挑战,并提出相应的建议与展望。
二、虚拟实验技术概述虚拟实验技术是一种基于计算机模拟、仿真和虚拟现实技术的实验教学手段。
通过虚拟实验,学生可以在计算机上完成实验操作,获取实验数据和结果。
与传统实验相比,虚拟实验具有以下优势:安全性高、操作灵活、资源共享等。
三、大学物理实验教学现状目前,大学物理实验教学主要以传统实验为主,存在着一些问题:实验设备昂贵、维护成本高、实验场地受限等。
同时,传统实验教学往往难以满足学生的个性化需求,缺乏实时互动和反馈。
因此,将虚拟实验技术引入大学物理实验教学具有现实意义。
四、虚拟实验在大学物理实验教学中的应用(一)应用模式虚拟实验在大学物理实验教学中的应用模式主要包括:自主探究式、协同合作式和远程在线式。
自主探究式虚拟实验允许学生自主选择实验内容、操作步骤和观察结果;协同合作式虚拟实验则鼓励学生通过团队合作完成实验任务;远程在线式虚拟实验则突破了地域限制,实现了远程实时互动。
(二)应用案例以力学实验为例,通过虚拟实验技术,学生可以在计算机上完成物体运动轨迹的模拟、力的分析和计算等操作。
这种虚拟实验不仅降低了实验成本,还提高了实验的灵活性和可重复性。
此外,虚拟实验还可以模拟一些危险或复杂的实验环境,如高温、高压、高真空等,保障了学生的安全。
五、虚拟实验的优势与挑战(一)优势1. 提高教学效率:虚拟实验可以随时随地进行,节约了实验场地和设备资源,提高了教学效率。
2. 增强学生体验:通过虚拟现实技术,学生可以更加直观地了解物理现象和规律,增强学习体验。
3. 降低安全风险:虚拟实验可以模拟危险或复杂的环境,降低了学生在实际实验中的安全风险。
虚拟实验技术在物理实验教学中的应用研究

虚拟实验技术在物理实验教学中的应用研究摘要:随着科技的发展,虚拟实验技术在物理实验教学中的应用越来越受到关注。
本文首先介绍了虚拟实验技术的概念和特点,随后讨论了虚拟实验技术在物理实验教学中的应用情况,包括提供实验环境、弥补实验操作和设备的不足、提高学生的实验能力和创新思维等。
最后,本文还提出了在虚拟实验技术应用中需要解决的问题,包括虚拟实验技术的标准化、实验结果的精确性等。
1. 引言在物理实验教学中,实验是培养学生科学精神和实践能力的重要手段。
然而,传统的物理实验教学存在一些问题,包括实验设备有限、实验操作复杂、实验效果难以评估等。
虚拟实验技术的出现为解决这些问题提供了新的途径。
虚拟实验技术利用计算机模拟实验过程,使学生能够在虚拟的环境中进行实验操作和观察,提高了实验教学的效果。
本文旨在探讨虚拟实验技术在物理实验教学中的应用研究。
2. 虚拟实验技术的概念和特点虚拟实验技术是指利用计算机和虚拟现实技术模拟实验过程,提供与真实实验相似的视听感受和交互操作的一种教学方法。
虚拟实验技术的特点主要包括:2.1 模拟真实实验环境:虚拟实验技术通过计算机模拟实验环境,将学生置身于与真实实验相似的虚拟环境中,提供了更真实的实验体验。
2.2 灵活的实验设计:虚拟实验技术可以对实验过程进行灵活的设计和调整,满足不同学生的学习需求。
学生可以自主选择实验的参数和条件,进行多次实验探究。
2.3 实验过程的可重复性:虚拟实验技术可以记录学生的实验过程,方便回顾和再现。
学生可以随时进行实验复习和实验扩展,提高实验探究的深度和广度。
3. 虚拟实验技术在物理实验教学中的应用研究3.1 提供实验环境虚拟实验技术可以提供各种实验场景,包括光学实验、电磁实验、力学实验等,在虚拟环境中进行实验操作和观察。
学生可以通过虚拟实验技术进行实验前的准备工作,熟悉实验设备和实验步骤,提高实验效果。
3.2 弥补实验操作和设备的不足在一些高级的实验中,实验操作复杂,实验设备昂贵且难以操作。
研究论文:虚拟技术在初中物理实验教学中的实践应用

84056 物理学论文虚拟技术在初中物理实验教学中的实践应用1 虚拟技术的含义与其在实验教学中的意义1.1什么是虚拟技术虚拟技术是基于现代网络科技下的一种新兴的各种实验技巧的总和,该技术采取虚构的幻影结构,将现实中真实的场面或事物,以相似的场面或事物用虚拟的造型呈现在你面前,使人感觉到身临其境。
这种手段就叫做虚拟技术。
1.2虚拟技术在初中物理实验教学中的意义将虚拟技术手段运用在初中物理实验教学中,使得其采取更加适合灵活地教学方式,增强学生学习的主动性,以便达成最好的教学和学习效果。
相比较于原始的物理实验,这种虚拟技术的采用显得更加简便快捷,所用的设备没有必要是非常齐全的,采取的数值也很随意,最关键的是,物理中的几乎所有实验都可以采取虚拟技术来完成。
该种技术的使用对于各种设备材质完全没有要求,而且几乎不怎么耗费实验设备,使得做实验所需要的物质资本明显减少。
这种技术是基于现代网络的一种实现方式,该实验的速率很高,操作也很便捷,使得学生更好地保持并提升学习的积极性。
该种技术运用在初中物理实验教学中,能够使得实验更加生动直观,创造出一个完全自在乐观的学习环境,这样对于快速实现学生的素质目标起到很好的促进作用。
2 虚拟技术在初中物理实验教学中的应用2.1在展示型实验中的应用一般情况下,展示型的物理实验最喜欢被运用在物理教学中,展示是否成功甚至可以决定那一堂上学生的收获效率。
这种方法的运用,带动学生的学习氛围,使得其学习物理的兴趣和决心大大增加,是一种比较完美的实验方法。
但是,这种展示型的物理实验,实际操作起来受到很多外界因素的限制,例如,实验室里的环境或者设备器材等,这些因素将严重影响着物理实验是否高效。
此时,虚拟技术就在一定程度上补充了展示型的实验在物理教学中的种种不足。
比如,在做光的实验时,老师可以先从最基础的概念谈起,使学生们对光的认识形成一个大概的框架,再使用相关的设备制作光的模型,运用虚拟技术来现场展示光是如何反射的,对学生们一定会有很大的诱惑力。
虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的应用探讨

虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的应用探讨【摘要】虚拟仿真实验技术在物理实验教学中起着重要的作用,能够提供更加安全、便捷和有效的实验环境。
本文探讨了虚拟仿真实验技术的定义、特点以及在物理实验教学中的优势和应用案例。
同时分析了虚拟仿真实验技术在教学中所面临的挑战以及解决方案,并展望了未来的发展方向。
通过对比实际实验和虚拟实验的差异,探讨了虚拟仿真实验技术对物理实验教学的影响。
最后总结了虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的价值,展望未来可能带来的进一步发展和创新。
通过本文的探讨,可以更好地了解虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的重要性和潜力。
【关键词】关键词:虚拟仿真实验技术,物理实验教学,应用案例,优势,挑战,解决方案,未来发展方向,影响,重要性,定义,特点,价值,总结,展望。
1. 引言1.1 虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的重要性虚拟仿真实验技术在物理实验教学中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展和进步,传统的物理实验教学方式已经逐渐无法满足学生们对知识的需求和学习的方式。
虚拟仿真实验技术的出现为解决这一问题提供了全新的可能性。
虚拟仿真实验技术可以弥补传统实验教学中的一些不足之处。
由于传统实验设备和条件的限制,学生们往往无法真实地观察和体验一些复杂现象和实验。
而虚拟仿真实验技术可以模拟出各种复杂的实验情景,使学生们可以在虚拟环境中进行实验操作,增强他们的实践能力和动手能力。
虚拟仿真实验技术可以提高实验教学的效率和效果。
通过虚拟仿真实验技术,学生们可以在任何时间、任何地点进行实验学习,不再受到实验室设备和时间的限制。
虚拟仿真实验技术可以呈现出更加直观和生动的实验效果,激发学生的学习兴趣,提高他们的学习积极性和专注度。
虚拟仿真实验技术在物理实验教学中的重要性不言而喻。
它为学生们提供了全新的学习方式和实验体验,促进了教学教育的不断创新和发展。
随着虚拟仿真实验技术的不断完善和发展,相信它将在物理实验教学中发挥越来越重要的作用,为学生们打开更为广阔的学习之门。
《2024年虚拟实验与教学应用研究——以大学物理实验教学为例》范文

《虚拟实验与教学应用研究——以大学物理实验教学为例》篇一一、引言随着信息技术与教育的深度融合,传统的教育模式正逐渐转型。
尤其在科学实验室的教学中,虚拟实验成为一种新兴的教学手段。
本文以大学物理实验教学为例,探讨虚拟实验在教学中的应用及其优势,并分析其与传统实验的互补关系。
二、虚拟实验技术的概述虚拟实验技术是一种基于计算机模拟和仿真的实验教学手段。
它通过软件模拟真实的实验环境和条件,让学生在计算机上完成实验操作,获取实验结果。
这种技术为学生提供了更为安全、高效和便捷的学习体验。
三、大学物理实验教学现状及挑战在大学物理实验教学中,传统的实验方式占据了主导地位。
然而,传统的实验教学存在着一些局限性,如实验室资源的限制、实验操作的复杂性、安全隐患等。
同时,物理实验中涉及的诸多概念和理论较为抽象,难以仅凭文字或口头解释来理解。
因此,探索新的教学技术是当前大学物理实验教学所面临的挑战。
四、虚拟实验在大学物理实验教学中的应用1. 资源整合与优化:虚拟实验能够有效地整合和优化教学资源,降低实验设备的成本和维护成本。
2. 灵活性和自主性:学生可以根据自己的时间安排进行虚拟实验,增强了学习的灵活性和自主性。
3. 安全性:虚拟实验可以模拟真实的实验环境,但无需使用真实的化学物质或设备,从而大大降低了安全风险。
4. 抽象概念可视化:通过三维模拟和动画技术,虚拟实验能够将抽象的物理概念和理论以直观的方式呈现出来,帮助学生更好地理解和掌握。
五、虚拟实验与传统实验的互补关系虚拟实验与传统实验并非替代关系,而是互补关系。
传统实验能够提供真实的操作体验和直观的感受,而虚拟实验则能够弥补传统实验的不足,如资源限制、安全风险等。
同时,学生可以通过虚拟实验进行预实验或复习,再结合传统实验进行实践操作,从而提高学习效果。
六、教学实践案例分析以大学物理力学实验教学为例,教师可以通过虚拟实验软件模拟出真实的物理场景,让学生在计算机上完成力学的测量、计算和分析。
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虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文(共17篇)篇1:虚拟仿真技术在物理实验教学应用论文虚拟仿真技术在物理实验教学应用论文【摘要】本文主要从目前大学物理实验教学现状出发,探讨了虚拟仿真实验教学模式的特点与优势,简单介绍了仿真实验在大学物理实验教学中的应用问题,进而培养创新型人才具有重要的参考价值。
【关键词】大学物理实验;虚拟仿真实验;应用问题1.引言大学物理实验是一门面向理工科学生开设的基础课程,在培养学生动手能力和科学研究方面发挥着重要的作用。
但由于实验仪器复杂、精密、昂贵等原因往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器,不利于学生自行设计实验参数、反复调整仪器、剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法。
而仿真实验的引入能突破课堂实验教学时空条件的限制与约束,相对于传统实验教学能更加容易揭示物理现象与其他重要的内在规律,能给学生提供独立创新的实验平台,充分发挥学生的积极主动性。
实际教学中,由于实验室和师资力量等限制,很难提供给学生大面积实验预习的环境,使学生无法对实验环境建立直观认识;由于教学时间和手段限制,教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查。
这样导致实验教学中长期存在“走过场”,严重影响了教学质量的提高。
目前,我校已购买科大奥锐科技有限公司开发的实验预习和自动评判系统和大学物理仿真实验教学平台,有效地弥补了传统实验教学中存在的不足。
2.大学物理实验教学现状学生基础薄弱,动手能力差,并且大学物理实验理论性较强。
另外,实验仪器陈旧,内容笼统,多数仪器经过多年的使用过于老旧,易受损。
实验项目也大都趋向于验证性的实验,缺少设计性和综合性的实验项目,与先进的科学技术和实际应用脱轨,对培养学生的科学素养和动手能力作用甚微,导致学生学习的积极性和主动性下降。
目前,专职实验教师稀缺,这就导致了实验仪器设备维护,实验教学效果欠佳。
3.仿真实验在大学物理实验教学中的应用3.1仿真实验的主要优势。
(1)自由性高。
学生可根据实验方案选择合适的仪器自主完成实验,激发各层次学生学习兴趣。
(2)互动性强。
仿真实验具有高度的开放性,学生可以随时进行访问站,完成系统当中现有的验证性实验,也可自行设计实验。
通过系统模拟出真实的实验环境,有助于学生创造力和想象力的开发。
(3)效率高。
虚拟仿真大大提高了工作效率,学生可以通过实验平台进行预习,实验操作等,教师通过系统能够查询学生完成实验项目情况,有利于实验教学的良好有序进行。
3.2实验预习和自动评判系统。
预习是物理实验教学的.重要环节,通过预习环节,学生实验中才有目的、有指导地进行操作和观察,独立思考,利用掌握的知识对现象进行合理分析讨论,解决实验问题。
学生通过物理实验预习和实验报告自动判卷系统用户截面上通过学号登录,下载升级实验预习大厅软件进行考试。
根据教学要求自动形成预习安排,学生在线预习、模拟操作、完成对实验原理、仪器原理的理解,做到课前胸有成竹。
系统自动记录学生预习情况,通过专家系统自动评判,教师通过系统了解学生的预习情况,针对性的调整教学要点。
另外,每个学生实验操作的初始状态和测量值都是随机产生,所对应答案各不相同,从根本上避免了考试中实验操作的作弊现象。
同场考试可调用多分卷子,可安排学生对应不同的试卷,有效避免书面试题的作弊现象,从而对实验教学质量的提高具有重要的作用。
3.3大学物理仿真实验平台。
大学物理仿真实验平台的引入,很大程度上加强了虚拟实验的模型设计,建设与理论考试相结合的在线实验预习环境,从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题。
仿真实验代替了学生按书本抄袭实验步骤、实验原理的过程。
促使学生在做真实实验前了解实验过程和仪器操作,能够完成一完整的学习链过程,提高实验教学质量,同时很大程度上减少教师批改预习的工作量,使课堂教学实现自主学习、有利于实验教学的良好有序进行。
4.结语仿真实验的引入能够有效地解决目前实验教学中存在的约束和弊端,它具有良好的设计性、研究性、为学生提供了网络自主学习的实验平台,为提高物理实验教学质量具有重要的应用价值。
篇2:虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文以信息技术为工具,使课程内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革,优化教学过程中的各个要素和环节,这是数字化教学与课程融合的要求。
将信息技术有效融入物理教学过程来营造一种新型的教学环境,可实现既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的“自主、探究、合作”教与学,让学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使创新精神和实践能力的培养真正落到实处。
笔者在探索数字化教学与物理课程融合过程中,发现了许多非常适合新时期物理实验教学的软件应用。
本文主要以NB物理实验为例,阐述教学软件与物理实验教学融合的策略。
一、虚拟实验与物理课程融合的缘由NB物理实验全称“NOBOOK虚拟仿真实验”(基于HTML5技术),支持多终端跨平台访问——电子白板、台式机、一体机、平板电脑等终端均可使用,适应Windows、IOS、Android等平台。
不仅支持教师任意组装实验、不受实验步骤的限制,而且所有实验操作均可呈现准确的实验数据以及逼真的实验现象。
NB物理实验分为NB电学实验、电磁学实验、力学实验、光学实验、热学实验和声学实验6个独立的APP。
教师在课堂教学中可以打开相应的APP,通过投屏展示实验的操作过程,可较为直观地看到实验的一些现象。
在学生终端上可安装这些软件,可以让学生根据自己的需要,自主设计实验方案、自主选择实验器材、自主搭配和组装实验仪器,并记录实验数据。
该应用软件可帮助学生发现实验设计中的问题,以便在真实的实验环境下,减少实验过程中对仪器的损坏。
学生在家里,也可随时通过软件进行相关的实验操作,并做数据分析。
NB物理实验与物理课程融合的优势及条件如下:(1)NB物理实验是一种全新的网络技术与多媒体技术一体化的虚拟实验系统,它载有适用多系统的软件与APP、多类型的虚拟实验器材、多样化的'自主操控平台及多终端互动的教学平台,在真实实验的基础上可实现信息技术与物理实验教学的融合,在延续传统的同时弥补了其不足;(2)NB物理实验利用虚拟仪器做实验,用户可以自行设置各种参数,以获得理想的效果;(3)虚拟仪器的应用突破了现有实验条件的限制,排除了各种干扰因素对实验的影响(它与数字化实验系统的融合值得深入研究);(4)我国许多地区的教室多为多媒体教室,大都能配备大尺寸多媒体一体机,无线网络全覆盖,有些学校还拥有移动智能手机终端设备,这些都为NB物理实验进入课堂提供了条件。
二、基于数字化实验系统的物理实验融合应用NB物理实验等数字化实验系统为我们提供了一个新的实验探究平台。
应用此平台能让学生从数据读取、公式运算和图像描绘等烦琐的劳动中解脱出来,让学生有充足的时间和精力对物理现象进行多角度的感知和多视角的探究。
同时,我们要认识到数字化实验系统与物理课程的有效融合需要先进的教育思想介入,它的合理应用本身就要求同步变革传统教育观念、教育思想与教育模式,代之以尊重人的主动性、首创性、反思性、合作性的全新的教育观念、教育思想与教育模式。
笔者认为,NB物理实验优越性的充分发挥应基于新的实验教学理念。
物理课堂是物理教学的主阵地,任何教学方式的改进都应该首先能够服务于课堂教学,数字化教学与物理课程的融合也不例外。
高中阶段所有实验按内容可分为由教师演示的演示实验、由学生验证或测量数据的操作性实验和以探究潜在物理规律的探究性实验三类。
(一)NB物理实验对演示实验的融合在物理实验中最常见、最普通的实验就是演示实验。
物理教师在讲解概念的时候,因班级人数较多,空间相对较大等客观因素,导致很多学生对物理现象观察不清晰,影响学习。
虚拟实验则能很好地解决这个问题。
以光学实验为例,由于白天教室实验用光线可辨识度低,光学演示实验往往达不到预期效果。
虚拟实验中实验光路图都能被实时展现在一体机屏幕上,实验效果直观。
这样,大大地提高了学生对光学规律的理解能力。
例如,利用NB光学实验进行光学折射定律与全反射规律的演示操作时,教师可添加装水的玻璃水槽用于观察同一光束在不同材料中的偏折情况,让学生清晰地观察到折射角度不同,从而使他们加深对光的折射现象的理解。
(二)NB物理实验对操作实验的融合操作实验是为了培养学生的动手能力和理论联系实际的能力,一般在操作实验中不主张用虚拟实验代替真实实验。
在高中物理教学中,很多电学实验都是操作实验。
电学实验仪器数量较多且容易因错误操作造成损坏。
所以在教学中要让学生借助虚拟实验观察实验过程,掌握正确的操作方法,避免在实验中出现过失。
在实验中要把真实实验与虚拟实验结合,这样既解决了真实实验的困难,又弥补了虚拟实验的不足。
另外,电学实验中仪器众多,只能允许学生在实验室进行短暂的电路连接等练习,造成学生的操作能力得不到有效提高。
在真实实验的基础上,学生可通过NB物理实验不断练习,同样可以加深对该实验的理解。
教师布置虚拟实验题目,让学生利用NB物理实验APP 进行仿真实验,并将实验过程形成的NB文件发送给教师。
教师通过电脑接收运行学生实验,检查掌握程度。
具体操作如下。
①选择需要的实验仪器,合理布局。
②根据电路图,进行导线的连接练习,连接好后闭合开关。
如果电路连接正确,平台中会显示电流方向(这样可加深学生对电路的理解)。
③滑动滑动变阻器滑片改变阻值,读取数据,并点击“记录”,调出表格做记录。
完成数据记录后,在表格下点击显示图像,在图像上点击鼠标右键选择连线,形成伏安特性曲线。
(三)NB物理实验对探究实验的融合探究实验的目的就是培养学生透过现象看本质的能力和发现问题的意识,所以实验情境是很重要的。
但在真实试验中,许多事物的现象会受外界因素影响,导致实验误差过大而影响实验效果,这就需要借助虚拟实验。
虚拟实验在某种意义上也能起到学习引导作用,让学生更加容易发现物理规律,从而激发学习的兴趣。
由于虚拟实验器材的添加不受现实条件限制,学生可根据实验需要同时进行多项实验,大大提升了探究的效率。
以“探究影响导体电阻大小的因素”实验为例,该实验需要学生从控制变量的方法入手,探究导体的取材、导线长度、导线横截面积等对电阻的影响。
对一般实验室来说,实验仪器有限,教师只能安排分组探究,这势必导致有些学生只能旁观。
笔者的解决方案:学生在移动端利用NB电学实验进行虚拟探究,完成仪器的选择并连接电路,继续实验。
为了提高探究效率,可再配上相同实验套件,同时进行控制变量实验。
三、总结与反思NB物理实验作为一种新型实验工具,可以从多个角度与物理实验教学融合拓展。
结合具体实验引导学生多角度、全方位地认识物理规律不仅有助于学生掌握实验仪器的使用规律和物理学的研究方法,还能形成线上线下的教学互动,逐渐形成新的教学思想方法,促使其推而广之,将上述思想方法应用于其他学科的学习以及日常的生产、生活之中。