高中物理虚拟实验平台的设计与应用研究

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近年来,以数字化、智能化、网络化、虚拟化为特征的信息化教育蓬勃兴起。因此,在信息化社会中,加快实现教育现代化,必须加强教育信息化建设,以信息化驱动现代化,发展教育强国。在实现教育信息化的进程中,利用信息技术促进教育教学是每个教育技术工作者的任务。众所周知,高中物理实验是高中阶段必不可少的自然类学科。物理学科涉及多种物理实验,旨在培养高中生建立正确的逻辑思维模式,加强学生动手实践能力,为后续的自然类学科学习奠基坚实的基础。从目前形势来看,有很多的实验课程在安排与实施上存在很大差距,需要亟待解决的问题包括:首先,实验课在全部课堂中所占比重不大;其次,传统课堂讲解枯燥、乏味;最后,教师在讲台上演示实验操作,距离远的学生难以清楚地观察实验现象。另外,一些实验自身存在缺点,比如实验过程不可逆;实验现象不可控并且发生较快;实验在现实生活中不能用肉眼观察,如人造卫星围绕地球做圆周运动;实验存在深入观察较难,如光的偏振现象;还有些实验具有潜在危险性,例如与电流相关的实验。因此,有必要开发虚拟实验,来弥补实际实验教学中存在的不足。网络化实验学习可以提供多种学习方式,学生容易沉浸其中,积极探索,有利于培养学生的个性化学习习惯。此外,学生在进行课堂真实实验之前,通过虚拟实验平台提前了解实验原理、内容和步骤,还有相关的物理常识和注意事项,以避免发生危险性事件。本文首先介绍了国内外研究现状,分析了相关的理论知识及相关技术,详细地阐述了虚拟实验平台的设计、实现及应用研究。然后,选取具代表性的两个物理实验进行设计开发,进而分析虚拟实验平台在教学中的应用研究。最后,认真总结论物理虚拟实验应用效果,提出论文研究存在的不足及展望后续的研究工作。
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