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【摘要】中学物理教学和中学物理实验密不可分，传统实验教学会受到各种因素的干扰而阻碍学生对实验的理解和掌握。随着互联网和计算机的飞速发展，虚拟实验平台应运而生。虚拟实验是传统实验的改版和升级，让物理实验教学变得更简单。本文从传统实验和虚拟实验的对比，虚拟实验的设计和应用这两个大方面进行阐述。
【关键词】虚拟实验；传统实验；虚拟实验设计；虚拟实验教学
1.传统力学实验与虚拟力学实验
1.1传统力学实验。多年以来我国不断加大对教育事业的投入，特别是国家对教育事业中的实验部分的投入使得实验条件得到了极大的改善，同学们也有了更多的机会去接触实验，传统实验的直观性和实际性给同学很深刻印象，让同学们对实验知识掌握更牢固。但是，实验器材和耗材的更新只能解决实验教学的一时之困，后期还面临很多问题。传统的实验往往对实验者要求比较高。在中学传统的实验一般都在实验室进行，往往一个中学实验室数量不足，增加实验室成本过于昂贵。所以需要老师和同学大面积的协调上课的时间，要保证实验室和同学上实验课的时间协调一致。
1.2虚拟力学实验。虚拟实验平台拥有许多传统实验不可比拟的方面。虚拟实验平台通过计算机，手机，平板等运行，不需要繁琐，复杂的实验设备，这就很大程度上的降低了实验的成本。虚拟实验解决了传统实验仪器升级更新和淘汰旧仪器之间的矛盾，不会造成环境污染和资源浪费。虚拟实验可以根据同学自己的兴趣，在不同的地方，不同的时间自己进行，将同学和老师从纷繁的实验室中解放出来。不再需要大面积协调时间和实验室，从而解决了实验课时间和空间的限制。虚拟实验平台，对实验的专业要求低，学生可以根据自己的实际情况，利用虚拟实验平台在自己空闲时间进行实验并且不需要专业人员的指导。由于实验平台和互联网相接触，因此虚拟实验可以利用互联网的优势，进行资源共享，也可以将自己的好的实验设计到互联网进行资源共享。
2.虚拟实验在中学物理教学中的潜析
传统实验需要经过繁琐的仪器准备，在搬运的过程中仪器常常受到外界条件的影响而损坏。仪器的校准也为正常演示实验增加了难度。我国采用班级授课制，有些实验现象受教室空间条件的限制，并不是所有的学生可以观察到。有些实验设备损耗高，价格昂贵，并不是每个学校都有条件可以进行相关的实验。首先，设备没有损耗，可以反复进行相同的实验。其次，虚拟实验不受时间和空间限制，所有学生都有机会观看实验的演示。最后，使用终端模拟现实实验，操作的时候不具有风险。虚拟实验满足了教学的要求，互联网的应用整合并节约了公共资源，提高了实验教学质量。
3.虚拟实验的设计及应用
3.1虚拟实验的设计。下面以打点计时器探究自由落体运动为例。在传统的物理实验中，我们一般忽略空气阻力，纸带和打点计时器墨片的摩擦等。在虚拟实验中我们可以将空气阻力直接设置为0，这样就更加逼近实验的理想条件。设计步骤：打开NB物理实验平台，找到打点计时器研究自由落体运动这个实验。在工具栏找到打点计时器B，将其拖至实验平台并摆放好。打点计时器是一套完整的装置，包括交流电源，导线和打点器。然后在工具栏找到竖直的纸带，将其拖至实验平台放置在打点计时器的纸带口处。紧接着从工具栏找到钩码，本实验选用的是50g的钩码。按照实验设计方案将实验仪器逐一进行摆放，根据实际情况进行调整和修正。为了实验数据处理的方便，可以添加处理实验数据的表格，NB物理实验平台已经将表头设计好了。实验结束后将数据导出，然后导入其他专业数据处理软件。点击释放按钮，实验自动进行，实验结束后，纸带会自动处理，数据会分布在纸带上。选择五个点进行记录，并将数据导出进行处理。我们将数据进行分析处理后就可以形成实验报告了。
3.2虚拟实验的应用。虚拟物理实验教学引入到物理课堂教学，将避免传统实验的校准和组装，节约了教学实间，确保了实验的成功率，提高了教学的效率。但是虚拟实验的使用需要老师具有较强的教学设计能力，同时教学内容和实验部分的衔接要做到平滑过渡，不能突兀。还对老师的实验设计能力有一定的要求。虚拟实验引入课堂教学，丰富了教学组织形式，符合新课标的要求，符合现代教育发展。
4.结论与展望
虚拟实验是传统实验的升级，随着科技的进步和互联网的发展，虚拟实验平台将进一步更好更快的完善其功能。虚拟实验和传统实验可以互相弥补对方的不足和发扬自身的优点。这也为实验教学打下了基础。新型虚拟实验教学作为一种新兴的教学方式引入课堂进行应用，可以激发学生的学习兴趣和求知欲望，并且学生在自己设计实验的时候还可以增强自己的动手能力，在学生自己动手动脑，同学之间互相交流、协助和配合的同时，也丰富了学生的课余生活，对学生综合发展有一定的帮助。采取虚拟实验这种教学方式，无论是教学质量还是教学效率都会在一定程度上有所提高，是一种较为理想的新兴的教学方式，具有很大的发展空间。
参考文献：
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作者:柯希? 邹代峰 单位:湖南科技大学
