物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗操作是初中物理教學中的重要組成部分，物理中的許多知識概念及規律都是從實驗中總結出來的。教育部通知2023年前要將實驗操作納入初中學業水平考試，也表明了實驗教學的重要性。在新課程大力推廣的今天，物理中強化實驗教學的需要尤為重要。

實驗教學中存在的問題

學生

學生：老師電流表咋燒了？電燈泡咋不亮呢？

新課標實驗教科書重視學生的動手探究能力，有些學校由于客觀條件的限制，學生進入實驗室的時間有限，有些學校可能沒有什么實驗操作條件，教師通過圖片、視頻、口頭表述等進行講解，以至于學生沒有對重點操作事項有更深刻的記憶，可以實驗操作的時候可能會失誤導致損壞實驗儀器。

學生沒有養成良好的實驗習慣，或認為實驗操作不重要，或有畏懼心理害怕實驗失敗，或難度高的實驗操作失敗喪失對實驗的興趣及信心等等，這些都會影響學生實驗學習效果。

教師

教師：“學生一大意，電流表丟棄”

物理教學中，實驗器材基本上都比較小一些，在給學生演示的時候教師只能在講臺上演示，因班級人數較多，部分學生可能因距離遠而無法詳細的觀察教師所做的實驗，導致學生對于物理課及實驗內容不感興趣，教師因儀器設備的問題達不到較好的演示效果。同時帶領學生操作實驗的時候，擔心學生損壞實驗器材要求學生程式化的操作實驗，無法引導學生突破思維定式。

學校

學校：“學校里沒有余表了”

有些學校中學物理實驗儀器、實驗設施極度缺乏，部分學校雖然對物理實驗儀器進行了配備，但部分易損易耗儀器得不到及時修理或補充，致使實驗教學無法正常開展或很少開展。

虛擬仿真實驗教學

虛擬仿真技術是當前科學前沿技術，在初中物理實驗教學中運用，可以突破實驗儀器和設備不足的教學限制，幫助學生直觀形象地模擬各種物理實驗的操作過程，有利于促進學生積極投入實驗教學中來，不斷提升實驗教學效率。

1、創造安全實驗室，給予學生拓展空間

打造安全教學環境，讓學生自由探索。物理實驗中有一些實驗具有一定的危險性，如大氣壓的測量實驗，實驗中會用到水銀，水銀蒸汽有毒，會影響師生健康。虛擬仿真實驗可以避免這些實驗危害，保障師生安全，給予學生安全實踐空間。

2、有效幫助教師演示實驗教學

把實驗化抽象為具體，便于教師直觀教學。如伏安法測小燈泡電阻，這個實驗比較抽象，需要教師講解實驗原理，教師可以通過虛擬仿真實驗來講述，為學生演示或者讓學生自己操作了解其中的原理，在學生對這個實驗理解之后再進行真實實驗，提升教學效果。

同時如在探究凸透鏡成像的規律實驗中，室內光線的強弱對實驗現象有影響，虛擬仿真實驗中不僅避免這個情況，還增加虛擬輔助線，幫助學生理解實驗原理。

3、虛擬仿真實驗器材避免資源損耗，節約學校成本

彌補實驗器材不足。一些學校因為條件的限制，缺少很多復雜先進的實驗器材，虛擬仿真實驗可以有效彌補實驗器材方面不足，促進課堂教學豐富性有效性。

避免實驗器材的損耗。初中實驗中很多是電學實驗，如操作失誤接線錯誤，很容易導致燒壞實驗器材。虛擬仿真實驗器材沒有資源的損耗，可以有效的解決這個問題。

虛擬仿真實驗應用

以云幻科教AR仿真實驗室資源安裝為例，大部分安裝在實驗室內，教師可以給學生進行實驗演示。這種由教師來操作的課堂實驗，是一種引導學生觀察、思考與分析的實驗教學方式，可以有效提升學生的觀察能力與實驗能力。

實現預期的教學目標。如演示練習使用電流表實驗中，告訴學生不能將電流表直接接到電源正負極上的知識點，教師可以給學生用虛擬仿真實驗演示一下后果，讓學生有個深刻的印象，在做實驗的時候會注意到這個問題。

探究性實驗拓展探究能力。如探究凸透鏡成像的規律實驗，教師可以先提出探究性的問題，比如物距大小是否會對成像產生影響？具體特點是什么？教師引導學生根據問題自主設計探究性實驗，隨后教師跟學生一起驗證猜想的內容。

虛擬仿真實驗在實驗教學中有很大的作用，雖還不能完全替代真實實驗，單教師可以在實際的教學中，根據實際教學情況有效運用虛擬仿真實驗與真實實驗，如危險實驗、不明顯現象的實驗、沒有條件做的實驗、抽象實驗等內容，用虛擬仿真實驗與真實實驗展示實驗教學的最大效能。