摘要：VR技术与增强现实融合，能够模拟出虚拟和真实世界，以三维、动态等特点，成为教学案例改革新方向，高中物理存在实验时间少、探究少、难以表达等问题，VR课例的出现，对于教学效果来说是极大的进步，本文就VR课例如何在高中理科教育中应用展开论述，试着分析如何设计能让物理教学得到更好的教学效果。
关键词：VR课例；高中理科教育；虚拟教学；增强现实
引言：VR又称虚拟现实技术，出现于二十世纪八十年代，是由人机交换手段构成，采用计算机技术和传感器工艺，虚拟现实技术集多种技术于一体，能模拟出虚拟环境和人进行双向交互。如今随着教学改革，将虚拟现实技术技术应用于高中物理课程当中已迫不及待，因此，需要对虚拟技术在物理教学活动中的应用前景以及性价比进行探究。
一、虚拟现实技术在物理教学活动中的应用前景
虚拟现实技术是建立在不断发展的计算机技术上的复杂技术，虚拟技术本身具有的交互性可以根据人的意愿模拟出虚拟环境，让人有身临其境的感觉，虚拟技术利用计算机技术模拟实验环境和流程，更利于实验进行操作。
将虚拟技术应用在物理教学活动中，不仅可以让实验水平更高，还能通过教学资源分布合理，和现实中实体实验不同，虚拟实验可以模拟任何器具和物质，能消除现实实验出现的数据误差，能应用于物理教学的各个方面，也不会出现现实实验对实验器具造成损耗的问题。这种实验终端来源于计算机技术，能做到实验的准确性和高效性，能应用于多原理的实验中，通过实验提高学生对物理学习的积极性，实验结果可以打印出来数据共享，寓教于乐的同时，让学生处于愉悦的学习氛围中，更利于开展教学活动，实现教学目标。
二、虚拟现实技术在高中物理实验中的具体应用
目前高中物理实验教学大致分为演示型、测量型和研究型实验等。
（一）虚拟现实技术在演示型实验里的应用
在物理教学活动中，教师讲完基础原理知识后，会演示实验给学生验证结果，以便学生对于课堂知识有更好的了解。学生在观看过教师的演示实验后，能激发对物理的求知欲，对物理更感兴趣。由于物理实验自身的特殊性，需要一定因素帮助才能促使实验完成，也就是说演示实验施工与否很大程度受实验室周围环境因素影响，条件不满足实验会导致实验效果不好甚至失败，使实验结果不够准确。 例如在《光的折射和反射》一课中，教师可以用光的折射做演示实验给学生看，通过实验告诉学生光反射现象出现的原理，但是若实验室外界光线条件不满足实验条件，那么实验的效果也会大打折扣，失去实验的科学性。
但是教师如果使用虚拟实验技术就能有效防止这种情况发生，用虚拟技术弥补实验中不可控的因素。
实体实验过程中，平行光无法完全获取，但是用虚拟现实技术能对其进行补充，之后再用虚拟技术进行平面镜对光的反射实验，让学生看清楚光线反射的线路，结合相关知识，边实验边适当提入知识点，让学生知道为什么会出现这种现象，或者这里应该如何做，让同学再自己慢慢领悟，从自己的角度讨论关于实验的结论和规律。还可以让学生轮流自行操作，自行选取一个入射点，根据不同的位置观察光的反射现象，将实验数据记录下来，再将学生分组进行数据对比，根据学生的实验结果，教师综合起来总结光反射的规律和原理。
再例如固体液体的课程中，可以针对晶体、非晶体用虚拟技术进行展示，有些物质不是能轻易弄到手的，可以弄虚拟技术进行展示，让学生对不同物体的形状、物理性质、各向异性等方面特质有一定了解，再用3D模拟单晶体、多晶体的熔点，各种导体性质表现是否一致，用最后的结果进行内容比较，让学生了解到两种固体分类分别有哪些相似和不同之处，对课程知识有更深层的理解。这种虚拟技术融入的演示型实验有利于教师更好的把握课堂教学，让课堂教学更有效率，完成教学目标。
（二）虚拟现实技术在探究型实验里的应用
与演示型实验不同，探究型实验更注重培养学生动手能力，让其在动手的过程中可以自行进行探索，追求对事物的探索精神[1]。教师合理利用虚拟现实技术让学生进行实验操作，不但避免了现实实验过程中出现的不确定因素，而且这种新型技术的实验操作会令学生有新鲜感，激发对实验的实验兴趣。上述过多不确定因素会导致实验走向与预期结果不符。
例如，在讲力学的课程中，可以应用虚拟技术对过山车的环境进行模拟，再让学生轮番进行体验，有些学生因为平时不敢座，通过VR技术能解决这个心理承受能力问题的限制。通过虚拟技术特有的交互性亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，通过亲身体验将物理知识和现实结合在一起，教师再根据过山车原理和学生一起分析过山车最高点和最低点的受力，观察过山车行驶过程中的“力”的变化，分析过山车的轨道对于车体本身有影响吗，让学生思考，最后教师根据相对应的物理知识总结规律，通过自己亲自体验，学生对知识点的记忆力更加深刻。
高中课程紧张，课程安排较满，没有过多的时间让学生进行实验操作，一些知识不结合实验无法让学生在理解的基础上记住它，导致时间长会出现知识点记忆模糊的现象。虚拟现实技术将学生所学知识和难以操作的实验进行结合，使学生在实验过程中学习知识，用学到的知识进行实验，增加对物理科学的兴趣。像物理中电路短路的实验，现实中无法满足实验条件，就可以应用虚拟技术模拟实验，让学生对短路原理有更好的了解，在实验有安全保障的基础上进行实验，激发了学生对于物理的探索、求知的欲望，有利于教学目的的完成。
结论:综上所述，VR技术在高中物理中的应用对于教学案例设计、教学效果等方面都具有现实意义，势必会成为日后教育改革的发展方向，成为辅助教师课堂教学的新手段[2].但是VR作为虚拟教学并不能完全取代实际教学，可以作为实际教学的辅助工具，将两者结合，共同提高教学质量和效果。
参考文献：
[1]刘泽良,张春梅,陈福山.浅析VR技术在STEAM教育中的应用[J].科技传播,2019,11(23):143-144.
[2]李昭仪,康万帅.VR和AR在高中理科教育中的应用研究[J].现代中小学教育,2017,33(07):76-80.