初中物理虛擬實驗室有效支撐教學(xué)的應(yīng)用分析與探討

肖翔

【摘要】本文將以初中物理中天平的教學(xué)內(nèi)容為例，對虛擬實驗室支撐的初中物理教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行探究，希望為相關(guān)教師提供一些幫助和建議，更好地進(jìn)行物理教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】物理實驗;實驗室;初中物理

引言

新課標(biāo)旨在對學(xué)生科學(xué)探究的水平進(jìn)行培養(yǎng)，需要學(xué)生在進(jìn)行物理實驗時能夠了解實驗的儀器、閱讀使用數(shù)明書、操作簡單實驗儀器、增強(qiáng)實驗安全意識、全面記錄數(shù)據(jù)等，通過虛擬實驗室的應(yīng)用，可以為學(xué)生的各種物理實驗提供所需的支撐，對其進(jìn)行研究具有一定的現(xiàn)實意義。

一、研究內(nèi)容

在物質(zhì)質(zhì)量的知識內(nèi)容中，天平是非常重要的教學(xué)內(nèi)容，其中，通過天平對物體質(zhì)量進(jìn)行測量是初中生一定要進(jìn)行的一項試驗項目，要求學(xué)生能夠借助天平來測量液體、固體等方面的質(zhì)量，提高實驗操作的水平，增強(qiáng)彼此之間合作的能力，熟悉實驗的方法、過程等。不過在一般的實驗室中，實物天平通常很小，而且位于班級后排的很多學(xué)生無法完全、細(xì)致地觀察教師操作，也無法清楚地看到天平分度、刻度的值。因此在初中物理教學(xué)中有必要時虛擬實驗系統(tǒng)進(jìn)行利用，教師借助大屏幕進(jìn)行虛擬的天平實驗，使所有學(xué)生可以更加清楚、明了的觀看并學(xué)習(xí)天平操作方式，增強(qiáng)初中物理課堂教學(xué)的直觀性與互動性。

二、主要教學(xué)目標(biāo)

天平這部分教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)主要包括技能和知識、方法和過程、態(tài)度情感與價值觀這三個教學(xué)目標(biāo)。其中，技能和知識這個教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生對測量的常見工具有一個基本的認(rèn)識，可以對天平進(jìn)行了解、使用與調(diào)節(jié)，通過托盤天平的合理運(yùn)用對物體具體質(zhì)量進(jìn)行測量，能夠?qū)嶋H測量數(shù)值進(jìn)行有效記錄。方法和過程這個教學(xué)目標(biāo)經(jīng)過自己的操作、觀察，掌握使用托盤天平的注意事項、步驟、方法等，可以對稱量最小值與最大值有一個充分的了解，能夠?qū)畲a進(jìn)行正確使用，對測量的數(shù)值進(jìn)行有效讀取，從而使學(xué)生觀察能力與實驗?zāi)芰Φ玫脚囵B(yǎng)。態(tài)度情感與價值觀這個目標(biāo)能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)格按照操作規(guī)范認(rèn)真進(jìn)行實驗的習(xí)慣。通過動手操作天平，增強(qiáng)動手的水平和能力，擁有實事求是的實驗態(tài)度是初中物理實驗所必須的。

三、主要教學(xué)內(nèi)容

在這個階段，學(xué)生已經(jīng)能夠初步掌握初中物理中測量、單位、質(zhì)量等內(nèi)容，也具有自己動手進(jìn)行物理實驗的能力，不過沒有充分了解使用天平的方法與規(guī)則。在天平相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容中，要求學(xué)生對天平結(jié)構(gòu)有一個基本的認(rèn)識，可以借助天平對物體質(zhì)量進(jìn)行測量，經(jīng)過實驗對天平使用能力進(jìn)行充分培養(yǎng)，加深學(xué)生理解質(zhì)量單位、概念的程度，能夠?qū)Σ煌矬w進(jìn)行選取來進(jìn)行稱量，奠定后續(xù)密度相關(guān)知識學(xué)習(xí)的良好基礎(chǔ)。

四、虛擬實驗室支撐的主要教學(xué)方式與策略

（一）教學(xué)方式

在教室中安裝物理虛擬實驗室。由于天平這部分內(nèi)容屬于實驗課，學(xué)生不但要對使用天平的注意事項、方法等有一定的了解和認(rèn)識，還能夠自己動手實際操作。教師應(yīng)使用虛擬實驗室對天平實驗進(jìn)行演示，使學(xué)生們對試驗的注意事項、要求、目的、原理等有一個清晰地認(rèn)識，隨后根據(jù)實驗要求開展具體實驗，當(dāng)學(xué)生對虛擬實驗熟悉到一定的程度后，自己動手實操進(jìn)行測量，獲得相應(yīng)測量數(shù)據(jù)并記錄。因此，教師在對這部分內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時采取實驗的虛擬實驗室演示與學(xué)生自主操作的教學(xué)方式。

（二）教學(xué)過程

教師進(jìn)行初中物理教學(xué)時應(yīng)先對天平的實驗進(jìn)行導(dǎo)入，讓學(xué)生對質(zhì)量的知識進(jìn)行回憶，讓學(xué)生了解物理實驗室中對物體質(zhì)量進(jìn)行測量的常用工具為托盤天平，然后對天平知識進(jìn)行教授。借助虛擬實驗室中天平幻燈片的播放，使托盤天平的虛擬景象得到展示，講授托盤天平的標(biāo)尺、游碼、分度盤、指針、平衡螺母、托盤、橫梁、底座等重要部件，在指針移動至某結(jié)構(gòu)的時候，那個結(jié)構(gòu)就會有名稱出現(xiàn)并不斷閃爍，充分吸引學(xué)生注意力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教授完天平結(jié)構(gòu)后，教師借助虛擬實驗室對實驗加以演示，虛擬實驗室對連續(xù)演示與分步演示進(jìn)行提供，演示時伴有語音講解與步驟提示等。

（三）使用天平的步驟

第一步，將天平放置于方便實驗操作的水平地方，對天平標(biāo)尺與分度盤進(jìn)行觀察，了解一次測量中天平對感量、質(zhì)量測量的最大值;第二步，對天平進(jìn)行調(diào)節(jié)，借助鑷子將游碼撥到零位，對平衡螺母進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，讓橫梁保持水平方向的平衡，當(dāng)指針完全靜止后能夠指向中央刻度線的時候說明橫梁達(dá)到了水平方向的平衡;第三步，天平的使用。在左側(cè)托盤里放入等待測量的物理，對該物體質(zhì)量進(jìn)行枯計，然后借助鑷子將砝碼夾放于右側(cè)托盤，在添加過程中需要遵循重量從大到小的順序，然后輕輕的用鑷子撥動游碼，以中央刻度線為準(zhǔn)讓指針擺動幅度大體一致或是靜止不動，將標(biāo)尺中游碼讀數(shù)與右側(cè)托盤砝碼質(zhì)量相加，便可以獲得物體的具體質(zhì)量，并將單位注明;第四步，學(xué)生自主操作。通過虛擬實驗室的實驗支撐，學(xué)生自己動手對天平實驗進(jìn)行操作，多次練習(xí)和操作一直到對天平熟練使用為止。虛擬實驗室的實驗支撐有多種功能，如：提示步驟、顯示正確答案、判斷對錯、更換物體等，使學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄、實驗探究、選擇自主權(quán)等不同物理學(xué)習(xí)需要得到保證滿足。

結(jié)語

總而言之，將虛擬實驗室作為支撐應(yīng)用于初中物理教學(xué)具有十分重要的意義。物理教師應(yīng)明確課堂教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，把虛擬實驗室當(dāng)作支撐采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式方法，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力與實驗?zāi)芰?，從而幫助學(xué)生掌握物理知識，更好地完成教學(xué)任務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

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