物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗操作是初中物理教學(xué)中的重要組成部分，物理中的許多知識概念及規(guī)律都是從實驗中總結(jié)出來的。教育部通知2023年前要將實驗操作納入初中學(xué)業(yè)水平考試，也表明了實驗教學(xué)的重要性。在新課程大力推廣的今天，物理中強化實驗教學(xué)的需要尤為重要。
實驗教學(xué)中存在的問題
學(xué)生
學(xué)生：老師電流表咋燒了？電燈泡咋不亮呢？
新課標(biāo)實驗教科書重視學(xué)生的動手探究能力，有些學(xué)校由于客觀條件的限制，學(xué)生進入實驗室的時間有限，有些學(xué)校可能沒有什么實驗操作條件，教師通過圖片、視頻、口頭表述等進行講解，以至于學(xué)生沒有對重點操作事項有更深刻的記憶，可以實驗操作的時候可能會失誤導(dǎo)致?lián)p壞實驗儀器。
學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，或認(rèn)為實驗操作不重要，或有畏懼心理害怕實驗失敗，或難度高的實驗操作失敗喪失對實驗的興趣及信心等等，這些都會影響學(xué)生實驗學(xué)習(xí)效果。
教師
教師：“學(xué)生一大意，電流表丟棄”
物理教學(xué)中，實驗器材基本上都比較小一些，在給學(xué)生演示的時候教師只能在講臺上演示，因班級人數(shù)較多，部分學(xué)生可能因距離遠而無法詳細的觀察教師所做的實驗，導(dǎo)致學(xué)生對于物理課及實驗內(nèi)容不感興趣，教師因儀器設(shè)備的問題達不到較好的演示效果。同時帶領(lǐng)學(xué)生操作實驗的時候，擔(dān)心學(xué)生損壞實驗器材要求學(xué)生程式化的操作實驗，無法引導(dǎo)學(xué)生突破思維定式。
學(xué)校
學(xué)校：“學(xué)校里沒有余表了”
有些學(xué)校中學(xué)物理實驗儀器、實驗設(shè)施極度缺乏，部分學(xué)校雖然對物理實驗儀器進行了配備，但部分易損易耗儀器得不到及時修理或補充，致使實驗教學(xué)無法正常開展或很少開展。
虛擬仿真實驗教學(xué)
虛擬仿真技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)前沿技術(shù)，在初中物理實驗教學(xué)中運用，可以突破實驗儀器和設(shè)備不足的教學(xué)限制，幫助學(xué)生直觀形象地模擬各種物理實驗的操作過程，有利于促進學(xué)生積極投入實驗教學(xué)中來，不斷提升實驗教學(xué)效率。
1、創(chuàng)造安全實驗室，給予學(xué)生拓展空間
打造安全教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生自由探索。物理實驗中有一些實驗具有一定的危險性，如大氣壓的測量實驗，實驗中會用到水銀，水銀蒸汽有毒，會影響師生健康。虛擬仿真實驗可以避免這些實驗危害，保障師生安全，給予學(xué)生安全實踐空間。
2、有效幫助教師演示實驗教學(xué)
把實驗化抽象為具體，便于教師直觀教學(xué)。如伏安法測小燈泡電阻，這個實驗比較抽象，需要教師講解實驗原理，教師可以通過虛擬仿真實驗來講述，為學(xué)生演示或者讓學(xué)生自己操作了解其中的原理，在學(xué)生對這個實驗理解之后再進行真實實驗，提升教學(xué)效果。
同時如在探究凸透鏡成像的規(guī)律實驗中，室內(nèi)光線的強弱對實驗現(xiàn)象有影響，虛擬仿真實驗中不僅避免這個情況，還增加虛擬輔助線，幫助學(xué)生理解實驗原理。
3、虛擬仿真實驗器材避免資源損耗，節(jié)約學(xué)校成本
彌補實驗器材不足。一些學(xué)校因為條件的限制，缺少很多復(fù)雜先進的實驗器材，虛擬仿真實驗可以有效彌補實驗器材方面不足，促進課堂教學(xué)豐富性有效性。
避免實驗器材的損耗。初中實驗中很多是電學(xué)實驗，如操作失誤接線錯誤，很容易導(dǎo)致燒壞實驗器材。虛擬仿真實驗器材沒有資源的損耗，可以有效的解決這個問題。
虛擬仿真實驗應(yīng)用
以云幻科教AR仿真實驗室資源安裝為例，大部分安裝在實驗室內(nèi)，教師可以給學(xué)生進行實驗演示。這種由教師來操作的課堂實驗，是一種引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考與分析的實驗教學(xué)方式，可以有效提升學(xué)生的觀察能力與實驗?zāi)芰Α?
實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。如演示練習(xí)使用電流表實驗中，告訴學(xué)生不能將電流表直接接到電源正負極上的知識點，教師可以給學(xué)生用虛擬仿真實驗演示一下后果，讓學(xué)生有個深刻的印象，在做實驗的時候會注意到這個問題。
探究性實驗拓展探究能力。如探究凸透鏡成像的規(guī)律實驗，教師可以先提出探究性的問題，比如物距大小是否會對成像產(chǎn)生影響？具體特點是什么？教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題自主設(shè)計探究性實驗，隨后教師跟學(xué)生一起驗證猜想的內(nèi)容。
虛擬仿真實驗在實驗教學(xué)中有很大的作用，雖還不能完全替代真實實驗，單教師可以在實際的教學(xué)中，根據(jù)實際教學(xué)情況有效運用虛擬仿真實驗與真實實驗，如危險實驗、不明顯現(xiàn)象的實驗、沒有條件做的實驗、抽象實驗等內(nèi)容，用虛擬仿真實驗與真實實驗展示實驗教學(xué)的最大效能。
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