初中物理中虚拟实验的应用
陈华汉
【摘要】：随着教学深入，多媒体技术的应用越来越多，如何充分发挥计算机辅助教学的作用呢？做好信息技术与物理学科的整合，可以优化我们的教学，也是新课程标准对我们新的要求。我们只有在教学找好多媒体技术的切入点，充分利用多媒体技术的优势，在应用过程中不断提高自身的水平，才能使我们的教学水平、教学效果得以提高。而多媒体技术的体现除了平时收集我们需要的素材，制作出好的应用课件之外，利用仿真实验软件培养学生信息意识和科学素养不失为一种好办法。
一．序论
物理是一门以实验为基础的科学，实验教学在整个教学过程中占有重要的地位。在教学过程中实验不仅是提供直观素材的手段，而且也是理论研究的基础，它不仅为概念的建立和思维的发展提供了丰富的教材，同时也是各种技能培养的场所。二十世纪九十年代，人类社会由工业社会逐步向信息社会进行过渡，现代信息技术特别是多媒体计算机和互联网给人类的生活、学习、工作等都带来了深远变革，同样它也通过在我们的教学领域的应用而使我们的现代教育发生了重大变革。通过多媒体辅助教学的应用可以对教学内容、教学手段、教学方法进行优化，从而提高我们课堂教学效果。作为物理教师如何把信息技术融合到物理教学中、如何实现信息技术与物理学科的整合，是摆在我们面前新的课题。
伴随着现代信息技术的发展，利用仿真实验软件在虚拟情况下开展实验，探究物理规律，培养学生信息意识和科学素养不失为一种好办法，而仿真实验软件也相继问世，如广东粤教仿真实验室、中学物理电学实验室、NB物理实验pro等等。
二.虚拟实验在初中物理教学中的优点
1.把实验化抽象为直观
依托虚拟实验能够把学生不易接触的、抽象的事物直观、清晰地呈现在学生眼前。例如：现在的家庭电路出于安全、美观的考虑往往走暗线，学生无法通过实地观察研究家庭电路的连接和使用情况，家庭电路220伏的电压对于人体来说是非常危险的，学生也难以对照实物进行探究。在虚拟实验里可以轻松搭建出家庭电路，让学生动手不断地偿试，理解并掌握家庭电路的构成和连接，体现出从物理走向社会的思想，达成学以致用的目标。
此外，在研究力的作用效果时，如果能够通过实验验证压力对桌面、玻璃瓶等物体所造成的微小形变，有利于突破学生的认知盲点，深化对力的作用效果的认识，在NB物理实验里就可通过如图5所示的仿真实验轻松解决这一难题。
2.利用虚拟实验破解安全困局
初中物理中的一些实验具有一定危险性，例如在演示二氧化氮气体在空气中的扩散时，所用的二氧化氮气体是有着刺鼻味道的有毒气体，讲台前的学生吸入少量二氧化氮就有可能出现头晕、恶心等症状。在研究大气压的测量时，演示托里拆利实验要用到水银，水银蒸汽有毒，会影响师生健康。使用NB物理实验则不用担心任何安全方面的问题，可以让学生放开手脚，大胆尝试。
3.利用虚拟实验弥补器材不足
一些学校由于条件限制，缺少很多先进的实验设备，所以一些需要用到贵重仪器的实验无法进行，例如在研究声音的传播时，重要的真空铃实验等等。虚拟实验可以有效弥补实验器材方面的不足，在有限条件下提升课堂教学的有效性。
4.利用虚拟实验提高探究效率
新课标实验教科书非常重视学生的动手探究，但由于客观条件的制约，学生进入实验室的时间非常有限。有些实验操作较为复杂，例如：用天平和量筒测量固体和液体的密度，探究串联电路电压的特点，探究并联电路中电流的特点，用电压表和电流表测量小灯泡的电阻等。多数的学校，需要几个学生一组共用一套实验器材，在有限的时间里很难保证学生人人动手参与，实验教学的效果大打折扣。如果在课前让学生利用虚拟实验在仿真环境下反复进行虚拟操作的练习，进入实验室后的实践操作驾轻就熟，能够极大地提高实验的效率。这样做既有利于对基础知识的巩固，又能有效地提升学生的操作技能。
5.利用虚拟实验自主探究新知
虚拟实验软件除了应用于教师课堂演示实验外，更多是利用于学生自主学习，软件涵盖了中学物理电学、力学、电磁学、光学、热学、声学多种实验器材，并能根据需求设置实验器材参数，打破了传统的以演示为主的实验环境，同学们能够在这个智能化、完开放式的实验环境里自由创建实验、自主探究物理规律，能够超越教师教学进度的限制，甚至超越现有教材的限制，玩转有趣的物理。
三．虚拟实验的不足
随计算机技术的发展，初中物理实验中大部分都可以模拟，但如果把真实的实验都用电脑加以模拟而不亲自动手实验势必降低实验的可信度，也会影响学生的实验能力，这样做有悖于素质教育，与我们进行的“三边”教学是背道而驰的。所以在利用虚拟实验教学时，不能用计算机模拟实验来替代学生实验。
附件3 项目可行性报告 一、基本情况 1．项目单位基本情况： 单位名称：广州大学工商管理学院 地址及邮编：广州市番禺区大学城外环西路230号 联系电话：39366823 经济管理实验室为院级中心实验室，中心实验室下设项目管理实验室、金融证券实验室、电子商务实验室、ERP实验室，物流技术实验室、银行模拟实验室和网络控制室。现有教学实验设备377台套，价值790万元，实验室用房1720m2。 2006年经济管理实验教学示范中心被评为校级“实验示范中心”，2007年1月物流实验平台被授予“中国物流技术仿真实验示范单位”。2007年5月经济管理实验教学示范中心更名为经济管理实验教学示范中心。2010年被评为广州市“实验教学示范中心”，2012年被评为广东省“实验教学示范中心” 实验室主要承担教学实验等教学任务，面向全院所有专业开设了专业基础系列实验、物流技术与管理综合模拟系列实验、工程管理综合模拟系列实验、电子商务模拟系列实验、金融证券模拟系列实验、会计综合模拟系列实验等5个系列实验共49门课程， 3．项目基本情况： 项目名称：虚拟化实验平台建设项目 项目类别、一次性 项目属性、购置类、信息化项目 主要工作内容： 广州大学经济管理实验中心目前拥有17台服务器运行着不同的业务系统，针对中心以及专家提出的规划和期望，建议充分利用已有的较高档次的服务器升级作为虚拟平台服务器，每台服务器上都安装配置VMware虚拟架构套件vSphere企业增强版软件，用于在单个物理服务器实体上，利用服务器强大的处理能力，生成多个虚拟服务器，而每一个虚拟服务器，从功能、性能和操作方
式上，等同于传统的单台物理服务器。在每个虚拟服务器上，就可以安装配置Windows & linux 操作系统，进而再安装应用软件，这样就可以充分利用现有服务器资源，在服务器层面实现业务系统的整合。 预期总目标及阶段性目标情况； 总目标：通过本项目建设为经济管理实验中心提供所有的基础平台支持，最后形成“云计算”架构的IT基础框架，达到提升IT管理水平的目的。为申报国家级虚拟实验室奠定基础。 阶段性目标：对6台服务器进行虚拟化后，最少虚拟为最少20台完全满足教学逻辑服务器，12T 的存储空间。能提供7x24服务。 主要预期经济效益或社会效益指标； 1）完成实验教学任务 经济管理实验室是专业课教学实验室，实验室主要承担工商管理学院和经济与统计学院的专业实验课程教学任务，涉及到经济学管理学10个本科专业的3000多学生，预计每学年能完成本科实验教学人时数约7万人时。除本科实验教学工作外，实验室还承担技术经济与管理、会计学、企业管理3个专业研究生的教学实验和学生科研，项目建设完成后，预计可以搭建符合经济管理发展趋势的实验室环境，完成实验教学任务。 2）提供符合新兴高技术发展的实践环境 物联网产业和云计算产业是当前国家支持的重点高技术产业，本项目以物联网和云技术为技术支撑平台，并对生产制造企业、房地产企业的生产计划、生产调度、生产管理、产品追踪追溯，对第三方物流企业的仓储管理、配送运输、供应链协作，对国际企业的报关报检、国际货代等相关理论知识有充分的理解，并通过实训掌握制造型企业、房地产企业、第三方物流企业、国际贸易企业的关键岗位的能力，提升整体就业素质。通过更新现有经济管理实验室的实验设备，搭建可进行相关领域基础实验的平台，与2013年本科教学计划相匹配，支持新设定的本科教学实验、学生竞赛、校内实习和高年级本科生、研究生科研，让学生能够了解这些领域所涉及的基础设施，有效提高学生的就业竞争力。 3）提高实验室开放效果 实验室作为实践教学的主要基地，在学生的动手能力培养方面具有不可替代的作用。实验室开放有利于学生科学素质的提高以及实践能力、创新精神和创业精神的培养。在完成教学任务的同时，根据实验室现有条件，为学生开放网络安全虚拟实验，如企业资源计划、房地产经营管理、电子商务等，延伸了实验的时间和空间。并组织学生参加各种学科竞赛活动，如全国大学生企业
初中物理创新实验设计方案 一、实验课题名称：惯性定律演示仪 二、实验设计思路： 运用惯性定律（牛顿第一定律）：物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动（物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是八年级物理第八章第二节内容，在已经学习了牛顿第一定律的基础上，研究所有物体都具有惯性，对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究物体惯性的核心演示实验，一旦学生通过观察本实验仪的演示，必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。 四、实验器材： 长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉 五、实验原型及不足之处: 传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 （如图） 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要；
⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； （如图） 七、实验原理： 通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素，来观察手中的秒表。升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些，单位质量吸收热量的能力更强（即比热容更大一些）。 说明：完成实验时需控制的几个量 ⑴两试管型号相同、质量相等； ⑵试管中的水和食用油质量相等； ⑶试管中的水和食用油初温相同（可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中1～2分钟）； ⑷相同时间内两试管吸收的热量相等； ⑸两试管中的液体升高相同的温度； 改变的量： ⑴升高相同温度时所需要加热的时间不同； ⑵升高相同温度时所吸收的热量不同。 八、实验操作步骤： ⑴将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先准备好的同一烧杯的冷水中1～2分钟，保证两试管中液体的初温相同； ⑵将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上，并放入温度计（同时按下秒表开始计时），观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化； ⑶在温度计达到70℃时分别记下所用的时间； ⑷比较升高相同温度时所用时间的不同； ⑸得出结论：升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量较多，吸收热量的能力较强（比热容较大）。
初中物理创新实验设计 新疆巴州尉犁县第二中学芦春莉 一、实验课题名称：探究比较不同物质的吸热能力 二、实验设计思路： 运用控制变量法使水和食用油的质量相等、初温相同、相同时间内吸收的热量相同，观察水和食用油在升高相同的温度时所用时间的多少。在升高相同温度时用时较长的自然吸收热量就较多，表示吸收热量的能力就较强，即比热容较大；反之则然。（吸收热量的能力与时间成正比） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是九年级物理第一章第三节内容，在已知不同物体吸收热量的多少除了与它的质量、温度变化有关外，研究探究不同物质吸收热量的多少还与它的吸热能力有关，对于学生理解、学习、运用比热容的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究不同物质比热容实验的核心实验，一旦学生学会了控制变量，设计对照实验，对后面的知识探究就奠定了良好的基础。 四、实验器材： 铁架台、试管2支（型号相同、质量相等）、试管夹、温度计、细绳、石棉网、冷水、食用油、酒精灯、火柴、秒表等 五、实验原型及不足之处:
传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。 它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要； ⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； 七、实验原理：
初三物理电学实验专题训练 1.当温度降低到—定值时，某些物质的电阻值会变为零，这种物质叫做超导体，如果能够研制出室温下的超导材料，那么下列家用电器可大大提高效率的是：( ) A．电风扇 B．微波炉 C．电饭锅 D．白炽灯 2.现有图9所示的实验器材，其中灯泡的额定电压为2.5伏，额定功率是0.8瓦．要求开关控制电路，电流表和电压表分别测灯泡的电阻和电压；用滑动变阻器调节通过灯泡的电流，且滑片向右滑动时，灯泡电流变大． (1)按上述要求，用笔画线代替导线将它们连成实验电路． (2)闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数如图(a)所示，请在图(b)中标出这时电流表指针的位置． 3.小明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。他在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于于R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关： A 电压 B．电流 C．电阻 D．通电时间 4.小明为了探究电流的热效应，找来了如下器材：12V的电源，开关，一段电炉丝，粗细、长短与电炉丝相同的 铜导线，蜡和导线若干。他设计了一个简单的 实验：把电炉丝和铜导线串联起来接到电源上， 在电炉丝和铜导线上分别滴上几滴熔化的蜡。 如图3-3所示，等蜡凝固后，合上开关，过一 会儿，发现电炉丝上的蜡熔化了，而铜导线上
蜡没有熔化。 (1)他的这个简单实验能不能用来探究电流的热效应? (2)他把电炉丝和铜导线串联在电路中的目的是什么? (3)电炉丝上的蜡能熔化，而铜导线上的蜡没熔化，则此你能得出什么结论? 5.实验桌上备有电流表一只 (量程为0.6A和3A)，电压表一只(量程为3V和15V)，电源—组 (6V)，额定电压为3.8V灯炮一只，其灯丝电阻约20Ω，“10Ω1.5A"和"20Ω1A"的滑动变阻器各一只，若用以上器材测定小灯泡的额定功率，则： （1）为组成实验电路除以上器材，还需要 1只，导线至少根，实验中，电流表应使用______A的量程；电压表应使用_____V 的量程。根据实验要求，他应选择规格为____________的滑动变阻器。若闭合开关之前，发现电压表的指针偏在零刻度线左侧，解决的办法是。 （2）用笔画线代替导线将电路中未连接的部分连接好，使它成为完整的实验电路。 (3) 上表是四位同学在实验中遇 到的现象，请你分别写出造成这些 现象的具体原因。
湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效
初中物理创新实验设计方案 宜宾县双谊乡花古初中陈代秀实验名称：双管实验 实验目的：证明大气压强的存在和浮力存在 设计思路： 随着新课程的改革和教材的改版，要我们改革传统的实验设计理念，通过全新的实验教学，提高学生的观察、探究和创新能力。 人教版八年级物理下册第九章第三节大气压强中，有一些小实验证明大气压强的存在；人教版八年级物理下册第十章第一节浮力中，需要帮助学生认识浮力的存在，由于大气压强和浮力都比较抽象，学生难以理解，这就要求我们教学时，充分利用身边的物体，巧妙地设计实验，对一些实验进行细微的改进与创新，既可以帮助学生理解，又可以提高学生的学习兴趣。于是，我想到了双试管实验，并对其进行改进，为我们物理课堂增光添彩。 实验器材：一段封闭的长直玻璃管，内部染上颜色的小试管，烧杯、漏斗、水槽、水。 实验操作步骤： 1、将小试管插入长直玻璃管中。 2、将玻璃管管口朝下同时倒过来，观察实验现象。（小试管会掉出来。） 3、在长直玻璃管中装入适量的水。 4、将小试管底部朝下插入装水的玻璃管中。 5、将两管管口朝下同时倒过来，观察实验现象。（可以清楚的看到小
试管在玻璃管中缓慢上升，直至玻璃管顶部。由此可以证明大气压强的存在。） 6、在长直玻璃管中装入适量的水。 7、将小试管底部朝下插入装水的玻璃管中。 5、用手指堵住玻璃管口，再将两管管口朝下同时倒过来，观察实验现象。（仍然可以清楚的看到小试管在玻璃管中缓慢上升，直至玻璃管顶部。由此可以证明浮力的存在。） 实验创新点： 1、小试管内部染色：可以使实验现象更明显，学生观察得更清楚。 2、同一组器材能同时直观的证明大气压强的存在和浮力的存在，最大限度的发挥了它的作用。
初中物理电学实验专题 一、仪器使用 (一电流表 1、观察电流表 (1电流表的表盘上有一个字母____,用此表测量的电流值的单位是________. (2常用的电流表有三个接线柱.其中“-”是公用接线柱,“0.6”或“3”是“+” 接线柱.当使用“-”和“0.6”接线柱时,量程为________,最小分度值为______; 当使用“-”和“3”接线柱时,量程为________,最小分度值为______. 2、使用方法 (1校零:检查电流表的指针是否对准零刻度线,如有偏差,进行较正; (2串联:电流表必须串联在电路中,使电流从标有“0.6”或“3”接线柱流入电流表,从“-”接线柱流出电流 表; (3不允许把电流表直接连到电源的两端; (4使被测电流不超出电流表量程:在已知电路中电流大小时,直接选择合适的量程;若不能判断,则先试用大量程, 然后进行选择.
注:“试触“时,应使用用大量程,且只能把一个接线柱接好,用另一根导线头迅速试触另一接线柱,观察电流表指针的反应…… 3、读数 上图中,若使用的是小量程,示数为________;若使用的是大量程,示数为 ________。两次读数之比为________。 4、理解 电流表本身的电阻很小,通常将电流表看成一根导线,电流表两端的电压忽略不计。 [典型例题] 甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处. 当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况. 请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上. 甲同学的问题:________________________________________; 乙同学的问题:________________________________________;
结合虚拟实验优化初中物理教学 摘要：虚拟实验是当前初中物理教学中的另一个具有独特性且具有实效性的物 理教学方法。虚拟实验具有独特的教学优势，其在很大程度上能够推动和促进初 中物理教学的实效性。在教学中，教师要充分的认识到初中物理实验教学的重要 意义，通过虚拟实验的方式在很大程度上也能够达到相应的教学目的和教学目标，因此优化虚拟实验在初中物理教学中的作用的发挥，并且使得初中物理教学更加 具有实效性，这是极为重要的一点。 关键词：初中物理；虚拟实验；教学方法 引言：在初中物理教学中，充分的发挥虚拟实验的教学功用，需要教师明确 物理教学的基本规律。同时，在实际教学中，教师要恰当地引导学生去认识虚拟 实验的教学作用，使虚拟实验能够真正地贯穿于整个初中物理教学，不断的塑造 更为良好的教学状态，为初中物理教学的教学的实效性的打好基础。在这个意义 上来讲，我们认为应当让虚拟实验发挥更多的物理教学的实质性的意义，使学生 在实验的基础之上对物理学习产生更多的兴趣，并能够不断的锻造属于自己的学 习方法，实现物理学习成绩的提升和物理学习能力的改良。 一、虚拟实验在初中物理实验教学中的优势性分析。 （一）避免了真实性的实验的弊端 虚拟实验在一定程度上，不需要学生在真实意义上拿着实验器械进行实验学习，虚拟实验，在这个意义上来说，就避免了真实性的物理实验的很多弊端。比 如说，真实性的物理实验，需要准备相应的实验器材或检验相应的实验材料，并 且还要在实验完毕之后收拾实验用品，这些都既耗费时间，也会造成一定的实验 所带来的风险。比如，在虚拟实验教学中，学生可以根据虚拟操作读取实验数据、填写实验报告、实验完成后整理实验器材，“练习”模式无时间限制。因此，虚拟 实验在一定程度上就可以避免上述弊端，虚拟实验能够让学生在具有明确化的思 维的前提之下来进行实验过程，所以，虚拟实验相对于真实实验的优势是十分明 显的，它能够在很大程度上避免真实的物理实验所带来的固有弊端，使得初中物 理教学真正的具有实效性。因此，我们应当充分的认识虚拟实验对于初中物理教 学所具有的独特价值和意义，具有这样的认识维度才能够更好的使得虚拟实验的 教学作用得到发挥。 （二）虚拟实验重在锤炼学生的物理逻辑思维和物理思维方法 在初中物理教学中，学生是否具备独特的物理逻辑思维和属于自己的物理学 习的思维方法是检验初中物理教学与学习实效性的观念。因此，从这个意义上来说，虚拟实验摒弃了现实实验中很多繁琐的程序，从而直击物理的实验逻辑，这 对于充分的发挥实验对象物里学习方法的作用是极为关键的。在初中物理虚拟实 验的教学中，通过简洁的实验过程和实验步骤的引导，学生能够更好的领会实验 的精髓，更好的整合实验的思维，使得初中物理的学习过程和教学过程更加简洁，有逻辑也更加符合学生的认知规律，使得物理教学的兴趣性和物理学习的导向性 都会更加符合其学科规律。 （三）虚拟实验有助于加强学生对关键的知识点的记忆和对关键的知识点的 理解 物理教学过程中，最为重要的是学生能否理解和记忆相关的知识点。所以， 在教学的过程中，虚拟实验能够在很大程度上实现上述要求。在初中物理的虚拟 实验教学中，学生能否理解和记忆相关的知识点是极为重要的，而虚拟实验能够
[自然百科]为什么松树能长在石缝里？石缝中生长对于树木来说是很困难的事情，但是由于松树本身的良好适应能力，以及松树的树叶是针叶形，蒸发的水分也就比较少，所以在恶劣的环境下，一样可以生存。这就应了那句话，适者生存！
奇异的魔鬼三角区 百慕大三角（英语：Bermuda Triangle，又称魔鬼三角，有时又称百慕大三角洲；但此区域并不是三角洲地形，且不合语源），位于北大西洋的马尾藻海，是由英属百慕大群岛、美属波多黎各及美国佛罗里达州南端所形成的三角区海域，据称经常发生超自然现象及违反物理定律的事件，面积约390万平方公里（150万平方英里）。另有电影等以 此为名。 太阳黑子（sunspot）是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本、最明显的。一般认为，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度
大约为4500摄氏度。因为比太阳的光球层表面温度要低1000到2000摄氏度，所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动，常是成群出现。黑子的活动周期为11.2年，活跃时会对地球的磁场产生影响，主要是使地球南北极和赤道的大气环流作经向流动，从而造成恶劣天气，使气候转冷。严重时会对各类电子产品和电器造成损害。 通古斯大爆炸是怎么回事？ 通古斯大爆炸，是1908年6月30日上午7时17分（UTC 零时17分）发生在俄罗斯西伯利亚埃文基自治区的大爆炸。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800公里处，北纬60.55度，东经101.57度，当时估计爆炸威力相当于10～15百万吨TNT炸药，超过2150平方公里的6千万棵树焚毁倒下。通古斯爆炸事件距今已届满一世纪，目前当地的森林与生态环境已恢复。此事件与3000多年前印度的死丘事件及1626年5月30日的王恭厂大爆炸并称为世界三大自然之谜。
初中物理实验课教学设计 一、实验题目：《探究浮力大小与什么因素有关》 二、实验目的： 1，通过观察和亲自实验，感知浮力的存在和方向，培养一定的观察能力和分析概括的能力。 2、通过实验，知道浮力跟物体排开的液体的体积和液体的密度的关系，培养一定的动手能力。 3、体验用控制变量法探究物理问题，对学生进行科学方法的渗透。 三、实验设计思路： 本设计的内容包括两方面：一是认识浮力，二是探究影响浮力大小的因素。其基本思路是：从学生纸船比赛开始，通过师生互动游戏后教师引导分析，认识浮力的存在；以实验探究为基础，通过动手操作、观察、分析，得出影响浮力大小的因素，运用科学的探究方法，培养学生观察、分析、归纳、探索物理规律的能力和动手操作、自主探究的能力并在小组合作中培养合作学习、互帮互助的意识。 四、实验方法和原理： 运用了控制变量法，即在保持液体的密度不变的条件下，改变物体排开的液体的体积；保持物体排开的液体的体积，改变液
体的密度。原理是物体挂在弹簧测力计浸没在水中时，所受的拉力、浮力与重力平衡，即F+F浮=G。 五、实验器材：纸船、沙子、石块、细线、水、鸡蛋、食盐、水槽、外型完全相同的铁、铝圆柱体、弹簧测力计。六、实验步骤： （一）创设情景，引出新课，让学生通过实验探究认识浮力 1、将纸船放入水槽中，待纸船静止后，提出问题：（1）纸船怎么会浮在水面上？（因为乒纸船受到水的浮力）（2）试分析它的受力情况（纸船受到重力和浮力这对力的作用）（引导学生从平衡力的角度推理出物体受到的浮力等于它受到的重力，浮力的方向总是竖直向上。） 2、将小石块投入水中，小石块沉下。提出问题：（1）小石块受到水的浮力吗？给你一弹簧测力计，你能否设计一个实验来证明？学生思考、讨论以后，请一位学生上台演示。（启发学生：用弹簧秤先测出石块的重量，然后用弹簧秤拉着石块慢慢浸入水中，观察弹簧秤的读数的变化，就可以判断是否受到浮力的作用。）（2）在上面的实验中，石块受到哪些力的作用？浮力大小怎么计算？（3）由上面的实验，你能否想出一个测量浮力大小的方法？ （二）通过实验探究，帮助学生理解影晌浮力大小的因素 1、创设情景，让学生体验影响浮力大小的因素（1）比赛：让学生用自制的纸船装沙，看谁的船装得多？（2）向水中按矿泉
初中物理电学实验专项练习 一、串、并联电路电流、电压的规律 1．小明利用如图1所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“． （1）探究串联电路中电流的关系． ①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中．（要求：只闭合开关S3后，R1、R2以及电流表串联；导线不许交叉） ②小明将S3闭合后，发现电流表均无示数．于是他用一只电压表对电路故障（电路中只有一处故障）进行了检测，将电压表接在R1两端时，电压表与电流表均无示数；接在R2两端时，电压表有示数，电流表无示数．电路中的故障是．小明排除故障后继续实验，读出了电路中各电流表的示数，得到了串联电路中电流的关系是：串联电路中各处电流相等． （2）完成上述实验后，小明继续探究并联电路中电流的关系． ①各开关的连接情况是（填写各开关断开或闭合）． ②分析实验中各电流表的读数（如图2所示），可知并联电路中电流的关系是：． ③电阻R1：R2=． （3）为了验证结论的普遍性，你可以采用的方法是：． 【拓展】在电源电压不变的情况下，小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大：P最小=．2．小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验． （1）图甲是他们设计的电路图，图乙是他们测量电流时连接的实验电路，此时电流表测量的是（选填“A”“B”或“C”）处的电流． （2）请在图乙中移动一根导线，测量另外一处的电流．在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路．移动后电流表测量的是（选填“A”“B”或“C”）处的电流． （3）测出A、B、C三处的电流如表所示，由此得出初步结论：（只写表达式）．小梅指出：为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验．操作方法是：．
虚拟仿真实验在初中物理教学中的应用 当今社会，随着科技的飞速发展，信息技术不断地走进 了人们的日常生活。伴随着信息技术的发展，课堂教学也在 不断发生变化，于是教育部提出新一轮基础教育课程改革。新 课程的实施在很大程度上给物理教学带来了诸多新变化，要求 在教学过程中转变教学方式和学生学习方式，强调突出教师的 主导作用，学生的主体作用，由被动的学习方式转变为合作探 究式的学习。因此，物理教学中培养学生的实验探究能力尤为 重要，实验探究是学生学习物理的重要手段。然而，如果仅 仅照搬传统的实验教学方式，虽然能够探究得出相应的结论，但是由于实验条件等因素的限制，不可能开展每一个探究实验。综合传统实验教学的利弊，结合虚拟仿真实验在实际教学中的应用，我来谈谈我的一些看法。 一、传统实验教学中的局限性 在传统的实验教学中，由于实验器材的限制，通常的分组实验是以 4 至 6 人为一个小组开展实验探究，有时小组的人数会超过 6 人，动手操作实验只有少数学生参与，其余学生实验操作机会几乎没有。并且在实验操作的过程中，有些器材在使用的过程中，难免会损坏，
从而影响实验。有些演示实验，由于实验条件的设置（如：密封、干燥等），在实验条件不充足时进行演示时，不能很直观 的观察到现象，调动不了学生的学习兴趣，导致实验失败，如《真空铃实验》、《电荷间的相互作用》等。一些探究实验，为 了学生和教师的安全，教材安排的是观看实验录像，如《托里拆利实验》，由于水银有毒，出于学生安全的考虑，教材中安排 的是观看实验录像。借助虚拟仿真实验，学生可以亲自进行 实验操作，观察标准大气压下水银柱的高度差是多少，不受实 验器材和安全的限制。下图为虚拟仿真实验下的探究《托里拆 利实验》。 二、虚拟仿真实验的在实验教学中的优势 在初中物理教学中，主要用到的虚拟仿真实验工具有《互 联教学助手》下的虚拟实验室和《西宁市教育公共服务平台》 下的虚拟仿真实验室，它们是为打造绿色实验环境而设计，提 供初中阶段教材所有章节的物理实验。虚拟仿真实验是一款高 效的实验学习资源，它不仅有高真实度的实验器材与实验步骤，
虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：
虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，一般有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示
初中物理电学实验练习题 226．如图112所示，现有一个电池组，两只电流表Ａ１和Ａ２，两只小灯泡Ｌ１和Ｌ２（灯Ｌ１的电阻Ｒ１大于灯Ｌ２的电阻Ｒ２），一个开关，导线若干条（用笔画线代替导线）．请你设计一个电路，要求开关闭合后，灯Ｌ１与灯Ｌ２并联，两只电流表接在电路中，且电流表Ａ１的示数大于电流表Ａ２的示数． 图112 （1）请在虚线框中画出你所设计的电路图． （2）按照你所设计的电路图，将图中的元件连接起来．（导线不要交叉） 227．在做“决定电阻大小的因素”实验时，为了便于研究，采取控制变量法，即每次挑选两根合适的导线，测出通过它们的电流，然后比较其大小，最后得出结论． （1）为了研究电阻与导体横截面积的关系，应选用的两根导线是Ａ和Ｄ； （2）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是_________； （3）为了研究电阻与导体长度的关系，应选用的两根导线是_________． 228．现有一个电池组，一个电流表，一个开关，一个已知阻值的电阻Ｒ０，导线若干．用上述器材测定待测电阻Ｒｘ的阻值，要求： （1）画出实验电路图； （2）简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量（电流）； （3）写出待测电阻Ｒｘ阻值的表达式． 229．现有三个定值电阻Ｒ１、Ｒ２和Ｒ３（已知电阻值Ｒ１＝Ｒ２＝2Ｒ３），导线若干，它们分别与如图113所示虚线框中标有Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ的有关接线柱相连接．用一个供电电压为Ｕ且保持不变的电源接在Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ中的有关接线柱上进行测试，结果发现： （1）当电源接在Ａ、Ｃ间时，电流表Ａ２的示数是电流表Ａ１示数的1．5倍； （2）当电源接在Ｂ、Ｃ间时，电流表Ａ１的示数是电流表Ａ２示数的2倍．
电学专题 一、伏安法测电阻 伏安法定义：用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 ※知识点一：伏安法测定值电阻Rx的阻值 1、实验目的用电流、电压表测定值电阻的阻值。 2、实验原理：R=U/I 3、需要测量的物理量定值电阻R 两端的电压通过它的电流 4、实验电路 5、实验器材：电源、开关、导线若干、电流表、电压表、电阻、滑动变阻器 （滑动变阻器的作用是：改变被测电阻两端的电压，同时又保护电路） 6、步骤： ①：按电路图连接电路（断开开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处）。 ②：检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电压表的指针指到合适的位置读出电压表、电流表的示数，计算出测得的电阻值并将测量数值填入表格中。 ③：调节滑动变阻器，另测几组电流和电压，计算出测得的电阻值并将测量数值填入表格中。 ④：求出电阻的平均值。 ⑤：断开开关，整理器材。 7、将实验数据记录在下表 ※知识点二：伏安法测小灯泡电阻 1、实验目的用电流、电压表测小灯泡L的电阻 2、实验原理：R=U/I 3、需要测量的物理量小灯泡两端的电压和通过它的电流 4、电路图：
5、实验器材：电源、开关、导线若干、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器 （滑动变阻器的作用是：改变被测电阻两端的电压，同时又保护电路） 6、步骤： ①：按电路图连接电路（断开开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处）。 ②：检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电压表的指针指到合适的位置读出电压表、 电流表的示数，将测量数值填入表格中。 ③调节滑动变阻器，另测几组电流和电压的数值并将测量数值填入表格中。 ④：计算出每次测量得的电阻值并填入表格中。 ⑤断开开关，整理器材。 7、记录表格： ◆实验中注意事顼： （1）连接实物时，连线不能交叉，开关应断开；滑动变阻器滑片置于阻值最大处，目的是防止短路引 起电流过大保护电路。 （2）测定值电阻Rx的阻值时，三次电压、电流值，算出三次Rx的阻值，目的是为了求平均值减少误差。（3）测小灯泡L电阻时要测出三次电压、电流值，算出三次小灯泡的阻值，但不能求平均值，因为小灯 泡的亮度电流、电压变化时、温度是变化，从而使电阻变化。测量三次的目的是为了观察当电流、电压变化时，小灯泡的电阻随温度变化情况。 二、串并联电路的电压、电流、电阻的规律 1、串联电路中电压分配特点：在串联电路中，导体两端的电压跟导体的电阻成正比，即。在串联电路中，根据欧姆定律I=U/R的变形公式U=IR可得：电阻R1两端的电压U1=IR1，电阻R2两 端的电压U2=IR2所以，即，该式表明串联电路的电压分配特点。 2、串联电路中总电阻和各部分电阻的关系：设串联电路的分电阻阻值分别为R1、R2,串联后的总电阻为R,通过这个电路的电流都是I,根据欧姆定律,可得U=IR,U1=IR1,U2=IR2；由于U=U1+U2,因此 IR=IR1+IR2,由此得出R=R1+R2。
毕业设计（论文） 2012 届 题目初中科学虚拟实验平台的研究 专业科学教育 学生姓名xxxxxx 学号 指导教师xxxx 论文字数10245 完成日期2011年11月 教务处印制
初中科学虚拟实验平台研究 摘要：虚拟实验室是一种基于Web技术，虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。本文主要阐述了初中科学虚拟实验平台的构建和设计，并在此基础上，对一些初中科学（物理、化学）实验进行虚拟化设计制做，从而提高了学生的学习兴趣和学习效率。最后讨论了虚拟实验平台中存在的一些问题以及解决问题的个人感觉有效的方法。 关键词：虚拟实验，初中理科，引擎
The junior middle school scientific research on Virtual Experimental Platform shenjianfu Abstract:Virtual laboratory is a technology based on Web, virtual simulation technology of construction of the open networked virtual experimental teaching system, is the existing each kind of teaching laboratory digital and virtualization. Virtual laboratory experiments are made by virtual library, virtual equipment and the open laboratory management systems. This paper describes how to build and virtual design the junior school science experiment platform .In order to improve the students' learning interest and learning efficiency,thus design the number of junior high school science (physics, chemistry) virtual experiment system on this basis. Finally,the paper discusses the virtual experiment platform in some of the problems and the solution to the problem of personal feeling and effective method. Key words:Virtual Experiment, Science of High School, Engine
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 构建虚拟试验平台 本章要点 2 认识虚拟机软件 5 安装Virtual PC 7 配置Virtual PC 12 虚拟机的磁盘分区与格式化 小魔女：魔法师，你在那儿忙什么呀？ 魔法师：没看见我正在安装操作系统吗？ 小魔女：啊？听说安装操作系统得很小心，安装不当电脑就不能用了。 魔法师：是的，电脑要发挥作用，就得依赖于操作系统的正常运行，没有安 装操作系统的电脑相当于一堆废铁。尽管安装操作系统有一定难度， 但是我可以教你构建虚拟机，在一个虚拟的环境中运行操作系统的 安装对主机没有影响，同时又可以熟悉安装操作系统的过程。 小魔女：哦，真的？还有这种软件？赶快教我吧，我也好学习安装操作系统。 魔法师：好的。下面我们就一起进入构建虚拟机的学习吧！ 1.1 认识虚拟机软件 虚拟机是在真实的电脑上模拟出一台或多台虚拟的电脑，在虚拟的电脑上，用户可以 为它配置需要的硬盘、内存、光驱以及网卡等一切真实电脑所具备的硬件设备，并可以像 真实的电脑一样进行任何操作，如设置BIOS、安装操作系统及应用软件等。如图1-1所示 为虚拟机的运行界面。如图1-2所示为在虚拟机环境中运行操作系统。 图1-1 虚拟机主界面图1-2 安装操作系统后的虚拟机 1.1.1 Virtual PC的应用 目前主流的虚拟机软件有Vmware和Virtual PC两种。本章主要讲解Virtual PC的使用。Virtual PC功能相当强大，只要涉及需要使用电脑的职业，虚拟机都能派上用场，如 教师、学生、程序员和编辑等，都可以利用虚拟机来解决一些工作中相应的难题。 1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
几种常见初中物理实验课的案例设计 【案例一】“漫反射”的演示实验 实验仪器：白纸、平面镜、手电筒、胶水等 演示过程： 师：（教师先把小平面镜贴到白纸上，在把白纸和平面镜一起贴到黑板中央，小平面镜在外）如果我用手电来照射小平面镜和白纸，这两个哪个看起来更亮一些呢？ 生１：小平面镜更亮。 生２：白纸更亮。 学生意见不统一，争执不下。 师：下面我开始照射，同学们请认真观察。 （教师在前面，从一个侧面用手电照射白纸和平面镜。 不同位置的同学观察到的结果不一样，有的观察到的和自己猜想的一样，有的观察到的和自己猜想的不一样，同学们疑惑了。） 师：有的同学观察到小平面镜更亮，有的同学观察到白纸更亮，到底哪个结果对呢？我建议观察到不同现象的同学可以相互交换一下位置再来看一下。 （观察到不同现象的同学们相互交换位置。 同学们交换位置后，看到和原来不同的现象。这下学生更疑惑了。到底哪个结果正确呢？） 师：同学们这时看到了什么现象？ 生：在一些位置看着小平面镜更亮，在一些位置看着白纸更亮，老师这到底是怎么回事啊？ 师：这个问题我先不解释，同学可以阅读课本41页的“漫反射”部分，就能明白原因了。（人教版教材） 学生阅读课本，然后讨论，教师点拨，让学生明白哪个更亮的基本原理，既而把这个知识学习到位。 二、学生实验
学生分组实验是学生在教师的指导下，以小组为主体，在实验室里进行实验的教学形式。在学生分组实验过程中，教师要善于启发学生实验的主动性和积极性，实验时要让学生明确实验目的，理解实验原理，在理解实验方案的前提下，自己选择实验器材，组合实验装置，自主进行实验。同时，教师一定要避免把实验步骤罗列给学生，或代替学生设计各种表格等。 【案例二】“平面镜成像的特点”教学设计 【教学设计思路】 1、通过探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，领略物理课教学的特点和魅力。 2、本课的重点是：在“探究”的过程上，通过探究平面镜成像的特点，有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，培养其发散思维能力。 【教学目标】 （一）知识与技能 1、了解平面镜成像的特点。 2、了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 （二）过程与方法： 1、经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。 2、观察实验现象，感知虚像的含义。 （三）情感态度与价值观： 1、在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。 2、培养实事求是的科学态度。 【教学重点】平面镜成像的特点；实验探究的方法与合作学习。 【教学难点】平面镜成像的原理；虚像是怎样形成的。 【教法】实验探究法 【学法】观察法；小组讨论法；交流法；实验法；实验分析法 【教学准备】