摘要：虚拟现实与增强现实技术的应用，将虚拟世界与现实世界进行了有机整合，具有双向信息交互、实时三维教学等优良特点，是现阶段中学理科实验教学发展的新趋势。本文以互联网+、虚拟现实与增强现实技术在中学理科实验教学特点为依据，对基于互联网+，虚拟现实与增强现实等新技术在中学物理实验教学模式构建中的应用进行了简单的分析。

关键词：互联网+；AR/VR，中学物理实验

中学物理实验具有实验时间少、探究性实践少、费用高、无法表达、实验效果差、不良风险多等特点。而应用互联网+、虚拟现实与增强现实技术，可以帮助中学物理实验课程优化提升，提高物理实验教学效果。因此，对基于互联网+，虚拟现实与增强现实技术在中学物理实验教学中的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

一、基于互联网+，AR/VR等新技术在中学物理实验教学特点

互联网+，虚拟现实与增强现实等新技术是21世纪以来科学技术进步的主要成果，将计算机图形学、人体工程学、人机交互理论、传感技术等多领域先沿成果进行了有机整合[1]。互联网+，虚拟现实与增强现实等新技术均以计算机技术为基础，通过计算机等基础设备应用，可组建一个虚拟的三维场景，在教育领域，它使得优质教育资源得以更加广泛的传播，为中学生提供了更多元化、个性化的学习路径。

互联网+，虚拟现实与增强现实技术具有沉浸性、想象性、交互性等特征。其中沉浸性主要是通过真实情感世界模拟，让中学生在视觉上、听觉上甚至触觉上都感受到强烈的真实感，帮助中学生全身心投入虚拟空间；想象性主要是通过虚拟现实及增强现实应用系统的合理设置，以生动形象的模式，反映中学物理实验思想，提高中学生在物理实验教学中主导地位；交互性主要是依据虚拟现实与增强现实技术开放性，在中学物理实验课堂构建一个信息输入、输出一一对应的场景，为中学生提供实时信息反馈。

它们不仅丰富了教学手段，提高了教学效果，更重要的是，它们为中学生创造了一个充满探索与发现的虚拟世界，激发了他们的学习兴趣和创新精神。随着这些技术的不断发展和完善，我们有理由相信，未来的中学教育将更加丰富多彩、高效便捷。

二、基于互联网+，AR/VR等新技术的中学物理实验教学模式构建

1、基于互联网+，AR/VR等新技术的中学物理实验教学理论

基于互联网+，虚拟现实与增强现实的中学物理虚拟实验主要理论依据为认知主义学习理论、自主学习理论及探究性学习理论。其中认知主义学习主要是通过主客体信息交互，将知识经验与实践活动有机整合。在虚拟实验中，基于认知理论的中学物理实验主要包括观察性动画演示、虚拟实验设备使用及操作等内容。

自主学习理论主要是以中学生自主学习意愿为入手点，鼓励学习人员根据自身状况进行学习目标制定及学习方法选择。在虚拟现实与增强现实技术创建的物理实验环境中，中学生学习自主性可充分发挥。

探究性学习理论主要是在中学物理实验开展过程中，借鉴科研人员科学探究方式，进行知识建构。通过探究过程模拟，可提高中学生理论联系实践的能力。基于探究性学习的中学物理实验教学主要包括提出问题、收集数据、形成解释、评价结果、检验结果几个模块。

2、基于互联网+，AR/VR等新技术的中学物理实验教学模式设计

首先，为保证基于互联网+，虚拟现实与增强现实技术的中学物理实验教学效力，可对中学物理虚拟实验需求进行分析。以往以传统实验室为实验平台，以分组实验指导方式的实践方式，严重制约了中学生自主性实验意识及能力。依据《全日制义务教育物理课程标准》的相关要求，为提高全体中学生科学素养，可依据物理实验教学学科特点及实验内容，进行物理虚拟实验教学目标、教学内容分析。并进行中学物理虚拟实验逻辑模型的制定。

其次，中学物理虚拟实验主要以中学师生物理实验开展时间为依据，进行虚拟实验库的设置。中学物理虚拟实验总库主要包括各年级实验分库，而各年级实验分库又包含各课题实验案例及实验方式。在总体物理逻辑模型一定的情况下，设定以中学生为核心的新型实验功能体系，主要包括实验开始、实验辅助、实验阐述、实验演示、实验仪器应用及处理等几个模块。其中实验开始主要是中学生依据实验辅助及实验阐述的相关内容，依据自身理解进行实验假说设置，并通过具体实验验证前期实验假说的正确性；实验辅助主要以实验基本操作方式为依据，如实验物体选择、实验物体位置改变、相机速度设置等；而实验阐述主要是对实验内容的进一步诠释，如实验有关历史资料等；实验演示主要通过规范实验操作视频播放，组织中学生根据自身实验开展情况进行正确实验方法探究；实验仪器应用及处理主要是通过虚拟物理仪器工具箱的开口的设置，为中学生开始实验及总结分析提供帮助[2]。

3、基于互联网+，AR/VR等新技术的中学物理实验教学模式开发

首先，组织结构设计，基于虚拟现实与增强现实的物理实验室组织界面主要包括实验界面、实验辅助、实验阐述、实验演示、实验设备应用及处理、实验退出等几个模块。

其次，控制界面设计。控制界面设计主要包括色彩设计、布局设计两个模块。依据物理学科的严谨性，可选择蓝色为主色调，淡紫色为副色调；而在布局设计模块，可以上下、左中右为主要排列方式。

最后，初中物理虚拟实验开发制作。在虚拟实验开发模块，主要采用ZBrush、Maya技术创建三维模型。并将三维实验仪器零件组合为三维实验场景。

综上所述，基于互联网+，虚拟现实与增强现实等新技术的中学物理实验教学模式，可脱离以往中学物理实验实验效果差、实验条件不足的困境。而通过真实中学物理教学实验环境的构建，可提高中学生物理自主实验意识及能力。因此，物理教学人员应合理利用互联网+、虚拟现实与增强现实技术，进行中学物理实验教学平台的搭建。为中学物理实验教学质量提升提供依据。

参考文献：

[1]杨梦琪， 陈红. 探讨VR和AR技术在初中物理教学中的应用前景[J]. 中学理科园地， 2018（1）：255-256.

[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（7）：76-80.