关键词:
高中物理
VR技术
虚拟实验
实验教学
摘要:
《普通高中物理课程标准》中指出,实验作为物理教学的重要组成部分,是培养和发展学生物理核心素养的重要途径,并且鼓励广大教师要积极创造条件,善于利用新型手段开发实验。《国家中长期教育改革发展和规划纲要》要求:要充分利用优质资源和先进技术,整合现有资源,加强优质教育资源开发与应用,加强网络教学资源体系建设。在物理实验教学中,虚拟实验往往可以凭借其“沉浸性、构想性、实时交互性”等特点,发挥其独特优势,有助于学生更好的理解实验,缓解学校实验室实验器材因损耗、缺失等不能及时满足教学的问题,对于增强学生的动手能力、实验操作水平有所帮助。重要的是,在虚拟实验室中,能把平时许多看不见摸不着的抽象的物理现象和概念,通过虚拟现实技术,呈现在学生面前,更加便于学生理解,还能避免实验中的一些危险、意外发生。将VR技术引入教学,对提高高中物理教学效果、提升学生物理核心素养具有重要的理论意义与实践指导意义。在研读和梳理相关文献的基础上,基于问卷调查法和统计分析法等,对安顺市第二高级中学高一年级的师生进行了“物理实验教学现状”相关情况的问卷调查。通过对调查问卷的研究分析发现:师生都支持多动手多实验,对实验的积极性非常高,但是实际开展的过程中,由于实验设备老旧、缺失,会出现实验效果不理想,数据不准确,学生动手能力得不到提升等问题。鉴于此,师生都认可将VR技术引入教学,结合传统实验,帮助学生更好的理解实验,提升教学效果,培养学生核心素养。通过阅读相关文献,并与一线教师、导师讨论,结合自己的思考,反复论证,提出了基于VR技术高中物理实验课的设计策略,主要步骤:(1)选定传统实验器材不能实施课程内容;(2)与传统实验对比;(3)教学流程设计;(4)教案的实施;(5)反馈。结合拟定的实施步骤,并与老师深入探讨后,最终选定了“探究平抛运动的规律”、“利用双缝干涉测光的波长”、“行星的运动”三部分较抽象内容作为案例进行教学探究,对其进行教学案例的设计。并选择了高一(1)班和高一(3)班作为实验班,高一(5)班与高一(13)班作为对照班,带领实验班学生进行了5个课时的虚拟实验课程教学。教学环节结束后,对实验班与对照班成绩进行分析,并利用问卷调查法,对学生的学习态度、学习效果等方面进行了统计分析。经调查分析发现,虚拟实验课实施前,实验班与对照班的成绩差异显著性分别为0.649和0.365,虚拟实验课实施后,实验班与对照班的成绩差异显著性分别为0.001和0.009,实验班成绩由60.62和57.85提升到67.16和63.04,并且实验班的平均成绩要高于对照班。这说明,虚拟实验对学生的成绩有提升作用,并且学生对物理的喜爱程度更高了,动手能力也有所增强,十分期待再次进行虚拟实验。可见利用VR技术在课堂中进行物理实验,为学生学习物理实验提供了帮助,能帮助学生对相关物理知识理解更加深刻,记忆更加轻松,对学生的学习起到了推动作用,并且也深受学生们的喜爱,在学生中产生了不错的影响,达到了在实验教学中培养学生核心素养的目的。