在传统的物理课堂上,老师们常常面临这样的尴尬:电路实验器材不够用,光学实验现象看不清,水沸腾实验要等半天才出结果……物理实验是物理学习的重要部分,却常因器材限制、操作条件等问题,让课堂演示与自主探索受阻。
然而,在陕西省略阳县西淮坝镇九年制学校,物理教师王军礼用一款自主研发的“初中物理仿真实验库”,改变了这一切。
一个乡村教师的“实验室”革命
王军礼是略阳县西淮坝镇九年制学校的物理教师,也是一位善于运用信息技术服务于教学的探索者。在日常教学中,他敏锐地发现,许多初中物理实验在传统课堂上面临着共同的困境:实验器材不足、演示效果不明显、操作条件受限。
能否让物理实验摆脱器材和场地的束缚,随时随地触手可及?带着这个想法,王军礼利用课余时间潜心开发,于2026年3月正式上线了《初中物理仿真实验库》。这款轻量化仿真实验数据库平台,以新课标为纲,以实用功能为基,以便捷操作为核心,为初中物理教与学打造了全新的实验体验。
2026年6月,该作品荣获略阳县第十届中小学微课与信息化教学创新大赛课件类一等奖。近日,又从陕西省教育信息化管理中心传来好消息:在2026年陕西省中小学(中职)教师数字素养提升实践活动中,王军礼老师的《初中物理仿真实验库》荣获省级三等奖。
打开网页,就能做实验
你可能会好奇:一个仿真实验库,究竟能做什么?
它的核心原理并不复杂。物理仿真实验是通过计算机软件模拟真实实验环境和物理过程的技术,它利用数学模型和算法,将物理规律转化为可视化、可交互的数字化实验场景。与真实实验相比,仿真实验的优势在于可以克服传统实验中难以观察和控制的弊端,实现高度仿真、实时采集和记录数据、动态可视、定量探究等目的,增强学生的体验感和理解深度。
打开《初中物理仿真实验库》的网页,无需安装任何APP,也无需繁琐的注册登录流程,即开即用,完美适配手机、电脑等多种终端设备。平台围绕初中物理教学核心需求打造了多元实用功能:
课堂演示功能还原真实操作流程与实验现象,可一键投屏、分步演示。教师可根据教学进度灵活控制实验环节,将抽象的物理原理转化为直观、动态的实验过程,轻松突破教学难点。自主探索功能则满足学生个性化学习需求,学生可随时随地在线操作实验,自主调节实验参数、重复模拟实验过程,在交互式操作中观察实验现象、验证物理规律,无需担心实验器材损耗或操作失误。
平台已收录32个核心仿真实验,覆盖光学、力学、声学、热学、电磁学五大物理核心板块。从平面镜成像、光的反射定律、凸透镜成像规律等光学重点实验,到测量平均速度、探究浮力大小的因素、探究杠杆平衡条件等力学难点实验,再到探究真空能否传声的声学实验,以及探究水沸腾、晶体熔化特点的热学实验,新课标要求的核心实验一网打尽。
以“探究水沸腾”实验为例,在真实课堂中,一壶水从加热到沸腾往往需要十几分钟,且温度变化的细节难以全程捕捉。而在仿真实验库中,学生可以实时调节加热功率、观察温度随时间变化的完整曲线,将漫长过程“压缩”到几十秒内呈现,还能随时暂停、回放、对比不同参数下的实验结果。这正是仿真实验“可控变量调整”优势的生动体现——它突破了传统物理实验的时空局限,让学生像科学家一样“操控”实验条件,在反复试错中理解物理规律。
让每个孩子都能“触摸”科学
虚拟仿真实验的价值,远不止于课堂教学的便利。
研究表明,虚拟仿真实验能够显著缩小城乡学生之间的学习差距。一项针对农村和城市学生的对比研究发现,使用仿真实验后,农村学生的学习增益达到43.8%,城市学生为44.5%,两者几乎持平,这表明仿真实验可以成为推动教育公平的有力工具。在实验条件匮乏的偏远地区,仿真实验让每个孩子都能“做实验”,不再因器材不足而错过动手探究的机会。
从更宏观的视角来看,教育部等五部门联合印发的《“人工智能+教育”行动计划》明确提出深化虚拟仿真实验建设,丰富数字教育资源形态。王军礼老师的《初中物理仿真实验库》正是这一政策方向在基层教学中的生动实践。它的“轻量化”设计——无需安装、无需注册、纯网页运行——极大地降低了使用门槛,让优质教育资源真正做到了便捷化和普惠化。
科学教育的未来:虚实结合
当然,仿真实验并非要取代真实实验。正如教育专家所言,“能实不虚、虚实结合、相互补充”才是正确路径。仿真实验解决的是“看不见、摸不着、做不了”的难题,而真实实验培养学生的动手能力和科学态度。两者相辅相成,共同构建完整的科学教育体系。
王军礼老师的探索告诉我们:一位乡村教师,凭借对教育的热爱和对技术的钻研,就能开发出惠及广大师生的教学工具。当数字技术与物理教学深度融合,物理实验不再是课本上枯燥的步骤和公式,而是每个孩子都能亲手“操作”、亲眼“看见”的科学探索之旅。
正如《初中物理仿真实验库》的愿景所言:让初中物理教师都能拥有高效的实验演示工具,让每一位学生都能享受自主探究的物理学习乐趣。这,或许就是科学教育最美好的模样。
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