虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺談

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺談

Summary：隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了較快的提高，并在很多行業(yè)中得到了應(yīng)用，農(nóng)村初中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般，學(xué)生動(dòng)手能力較弱，將其用于農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以起到很好的作用，不僅可以輔助實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)效果，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。本文簡單闡釋了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要性，并提出了一些建議性教學(xué)策略，以期為教學(xué)工作者提供幫助。Keys：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；輔助；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；淺談物理是初中階段的一門重要課程，實(shí)驗(yàn)是其中非常重要的教學(xué)內(nèi)容[1]。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以更加直觀、形象地向?qū)W生展示物理現(xiàn)象，對于加深學(xué)生對知識的記憶與理解以及提升學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性有著非常顯著的促進(jìn)作用。然而，經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在一些問題。一方面，受經(jīng)濟(jì)條件所限，實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器材等不達(dá)標(biāo)；另一方面，很多教師受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響比較嚴(yán)重，未能給予實(shí)驗(yàn)教學(xué)充足的重視。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到輔助初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以很好地改變上述現(xiàn)狀，教師可以從知識演示、探究分析以及實(shí)踐操作三個(gè)方面開展教學(xué)，最大限度發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用，以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)質(zhì)量的新發(fā)展與突破。一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性首先，有利于節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。農(nóng)村初中可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展物理實(shí)驗(yàn)可以減少實(shí)驗(yàn)器材的使用次數(shù)，避免實(shí)驗(yàn)設(shè)備的消耗以及損害，為學(xué)校節(jié)省更多的物理實(shí)驗(yàn)成本[2]；其次，有利于實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)，提升教學(xué)效果。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中對于設(shè)備器材的使用、清洗以及保養(yǎng)會(huì)耗費(fèi)一定的人力，這一點(diǎn)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好地避免，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程以及結(jié)果的自動(dòng)化數(shù)據(jù)再處理、再呈現(xiàn)，促進(jìn)教學(xué)效果得到更好的提升；另外，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。農(nóng)村初中學(xué)生由于接觸知識面較狹窄，且動(dòng)手能力較弱，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中往往會(huì)因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而造成器材的損壞，因此會(huì)變得畏首畏尾，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓學(xué)生自由選擇參數(shù)來調(diào)整實(shí)驗(yàn)過程，這對于滿足學(xué)生的心理需求以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與能力有著顯著的促進(jìn)作用。二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用對策（一）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)演示演示型實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)課堂上經(jīng)常出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)形式，其對于吸引學(xué)生在課堂上的注意力以及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著非常顯著的促進(jìn)作用[3]。演示型實(shí)驗(yàn)在很大程度上受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及環(huán)境的影響，農(nóng)村初中的上述條件不佳，這勢必會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好地避免實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的影響，可以有效提升實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性以及時(shí)效性，再現(xiàn)正確的實(shí)驗(yàn)情況。例如，在開展光的反射實(shí)驗(yàn)過程中，為了幫助學(xué)生理解光的反射定律以及原理性知識，教師先通過實(shí)驗(yàn)演示的方式開展教學(xué)。然而，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響之下，光的反射會(huì)受到多種因素的影響，實(shí)驗(yàn)室中光的反射條件會(huì)影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。而現(xiàn)在，教師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件的限制。首先，教師需要在實(shí)驗(yàn)正式開始之前向?qū)W生介紹有關(guān)光的基本概念，讓學(xué)生從概念性相關(guān)知識上對光的反射產(chǎn)生初步的了解，從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后再利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對光的反射現(xiàn)象進(jìn)行模擬，在充分激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性的前提下引導(dǎo)其進(jìn)行自主性探究，讓學(xué)生在親手演示的過程中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與歸納，得出光的反射原理以及規(guī)律，最后由老師進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評。這種實(shí)驗(yàn)方式可以讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生多種角度的觀察，提升學(xué)生對基礎(chǔ)性原理知識的理解。（二）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究物理是一門非常有趣的學(xué)科，其所包含的知識內(nèi)容可以對很多自然界現(xiàn)象進(jìn)行解釋，滿足學(xué)生的內(nèi)心需求[4]。為了提升學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的體驗(yàn)感，教師需要注重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性地位，需要將更多的課堂時(shí)間留給學(xué)生，讓學(xué)生依靠自己的力量逐步完成課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)，這是教學(xué)體制改革下新課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求，也是提升學(xué)生物理綜合素養(yǎng)的必經(jīng)之路。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行探究。例如，在教學(xué)“凸透鏡成像”課程內(nèi)容的時(shí)候，單純的口述式教學(xué)以及黑板板書難以達(dá)到良好的教學(xué)效果，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在結(jié)果呈現(xiàn)方面存在一定的欠缺，難以讓學(xué)生形成直觀的體驗(yàn)。對此，教師可以采取虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)：首先，可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解物體成像的特點(diǎn)，教師可以借此對學(xué)生提出問題，引發(fā)學(xué)生的主動(dòng)思考。然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散自己的思維并設(shè)計(jì)出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程及步驟，通過在電腦前拖動(dòng)鼠標(biāo)來完成虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過任意調(diào)整實(shí)驗(yàn)物體與凸透鏡之間的距離，并將不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行記錄、分析、歸納，最終總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。圖1凸透鏡成像（三）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助開展實(shí)驗(yàn)操作物理本身就是一門實(shí)踐操作性較強(qiáng)的學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的操作應(yīng)用能力也是新課程標(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)要求，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往比較注重利用實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生理解所學(xué)知識，對于學(xué)生操作能力培養(yǎng)方面的重視程度有所欠缺[5]。對此，教師可以引用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生依靠所學(xué)知識對實(shí)驗(yàn)的過程以及流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在操作中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，以達(dá)到實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)目的。例如，在教學(xué)“電路的短路”內(nèi)容時(shí)，教師可以根據(jù)所涉及到的知識內(nèi)容，將其實(shí)驗(yàn)分成不同的任務(wù)，讓學(xué)生提前了解什么是短路，讓其在實(shí)際操作中認(rèn)識造成短路的因素有哪些以及短路之后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。學(xué)生們可以用鼠標(biāo)將所需要的元件拖到相應(yīng)的位置，組成自己想要設(shè)計(jì)的電路，然后閉合開關(guān)來觀察最終的電路運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果……通過一次次的嘗試，學(xué)生們對于電路短路的知識理解會(huì)更加深刻，其自身逐漸會(huì)了解到短路對于電器造成的危害，進(jìn)而不斷提升自身的生活性經(jīng)驗(yàn)。（四）利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對農(nóng)村初中學(xué)生進(jìn)行思維開發(fā)在農(nóng)村初中，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和思考能力較差，為了使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中掌握對應(yīng)的知識點(diǎn)，老師會(huì)先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生按方案統(tǒng)一完成實(shí)驗(yàn)，從而得到對應(yīng)的結(jié)果，把探究實(shí)驗(yàn)變成了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的主動(dòng)性沒有得到發(fā)揮，思維沒有得到拓展[6]。所以教師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生自行通過平板或電腦對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行各種探究，通過主動(dòng)的思考和操作得出實(shí)驗(yàn)的探究方法和總結(jié)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，由此使農(nóng)村初中學(xué)生提高了思維能力。例如，在做“電路的串聯(lián)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓學(xué)生自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，完成不能在實(shí)操中的情況（短路情況、連線時(shí)的開關(guān)閉合、電池正負(fù)極的連接），并自我探究各種情況的產(chǎn)生原因和結(jié)果，學(xué)生思維能力得到提高。再進(jìn)行實(shí)操時(shí)就能提高動(dòng)手能力和分析能力，并做好的掌握知識點(diǎn)。三結(jié)束語：綜上所述：時(shí)代在進(jìn)步，社會(huì)在不斷發(fā)展，農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)亦不能停滯不前。身為農(nóng)村初中物理教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)緊跟時(shí)代發(fā)展的潮流，積極發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的特點(diǎn)與優(yōu)勢，為學(xué)生帶來更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生物理綜合能力以及課堂教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升?！綬eference】[1]吳長城.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用——以《探究凸透鏡成像規(guī)律》為例[J].學(xué)苑教育，2019(13):73-73.[2]吳元軍.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)融合初探[J].課程教育研究，2019(30)：47.[3]鄭明祥.“虛實(shí)”融合初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探究與實(shí)踐[J].少男少女，2019,003(036):52-53.[4]丁志遠(yuǎn).初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常見問題和對策[J].天津教育，