【正文】物理学是一门以实验为基础的科学，而无论是探索性实验还是验证性实验，都以了解、掌握物理现象背后的物理规律为主要目的。在揭开规律的层层面纱之前，人们对其真正的面目会有多种多样的假设、猜想，其中，有的描述是接近的、比较准确的，有的则与“真理”相去甚远——这些，正是“虚拟”的特征。
　　中学物理教学过程，实际上是以一种情景再现的方式去揭示物理规律的过程。在教学中如何引导学生的思维进入特定情景之中，在特定的场境与氛围中通过创设不同教学情景，进行学习的教法模式。教学实践中，我教师们可以根据不同的教学目标与要求创设各种不同的教学情景，如问题情景、释疑情景、演示情景，赏析情景、探究情景，矛盾情景、交际情景、讨论情景等。这些情景实际上是可组合、可变换的场境与氛围，每一个教学情景都由时间、空间、参与对象、研究对象（事件）等要素组成，这些情景中，只要某些要素是虚拟的，就可以认为是虚拟情景。
　　中学物理新课程标准，强调了学生在学习中的自主、合作、探究的学习方式，对物理教学中的情景再现提出了更高的要求。虚拟化的教学情景在教学实践中得到了越来越多的运用。物理新课程标准中，引入了科学探究的内容，其目的是体现学科知识与社会生活、生产实际的紧密结合，强化知识在实际问题中的灵活应用，而虚拟的教学情景是否适合并有益于科学探究活动？中学物理教学如何结合现实的学校环境并创设虚拟情景开展探究活动？如何把握运用虚拟的“度”？这些都是值得我们物理教师思考和研究的课题。
　　一、虚拟——研究物理问题的传统方法
　　中世纪伽利略提出了“科学实验法”，使虚拟的方法成为近现代科学研究程序中不可或缺的重要一步。爱因斯坦在建立广义相对论的过程中，虚拟的“升降梯”实验起到了重要的作用。现代物理学中的假说实验，将情景虚拟过程发挥到了“淋漓尽致”的地步。物理研究离不开虚拟，“虚拟”是物理教学内容的一部分。
　　二、情景虚拟——物理教学的实用手段
　　在物理新课程标准中，科学探究是十分重要的内容。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。虚拟是一种物理探究的方法，也是探究过程的一部分。使用虚拟教学情景是引导学生感受虚拟、学会假设、学会想象的一种直接的途径。虚拟情景一般通过虚拟某个或几个情景要素来创设。
　　1、虚拟时间。可以“放慢时间的脚步”，通过慢镜头展示物理过程的细节，也可“加快时间的脚步”，着重比较始末变化，如水滴石穿等。
　　2、虚拟空间。新课程标准指出，物理教学离不开现实的物理情景。学生的直接经验、学校的实验条件，都是有限的，也不可能让学生做太多的现场参观。因此，结合学习实际的音像资料是十分必要的。我们常把课堂外发生的物理情景“搬”进课堂，观察空间的“坐标变换”，使学生能观察到许多有重要物理意义的现象，或进入微观世界了解原子、分子，或置身天外，上星球、穿宇宙、坐上炮弹看风景。
　　3、研究对象虚拟。如把运动的汽车当成质点，把原本并不能独立的研究对象“隔离”出来进行研究，把某种研究的问题转换为另一种问题来研究。有的时候还可以忽略研究对象的某些相互作用关系。
　　这种虚拟的研究对象其实是带有理想化特征的现实研究对象的化身，虚拟处理之后，为构造物理模型、总结物理规律带来极大便利。探究活动中，把某个对象、某个问题当成另一个对象、另一个问题来思考，可以极大限度地打开思路，促进学科间知识的交叉、渗透。
　　4、参与对象虚拟。把自己置身于某个物理变化的过程面前、某个需要解决的物理问题面前，扮演有影响力的角色，是领略自然现象的美妙与和谐、体会物理的有趣与有用的最好办法。
　　采用虚拟教学情景，可以分解、简化复杂现象；放大、显化局部现象。还可以对抽象的概念与规律借助具象来丰富感性认识。如通过多媒体将自由落体过程中物体的动能、势能及机械能的值用不同色柱标示出来，就可以“看到”动态的动能与势能的转化过程和机械能的守恒。
　　三、在虚拟情景中发掘探究课题
　　用虚拟的方法改变情景要素，教学情景能够不断出新。更重要的是，随情景要素的改变，时时有问题，处处有应用，人人可参与，探究的课题源源不断地呈现在我们面前。科学探究的课题，可以是学生提出的，也可以是教师提出的，也可以是有关教材或辅导书中的要求内容；可以是本学科的，也可以是跨学科的；可以是课堂内的，可以是课堂外的。毫无疑问，学生自己发现并提出问题，最有兴趣、最有动力去深入探究。教师的指导工作，重点应放在设计让学生发现并提出问题的情景上，而不是在设计问题本身上，这样有助于学生养成良好的思维习惯，勇于置疑、大胆创新。教学中，适时提出一些适合而又感兴趣的问题让他们参与研究，在情景中体验，培养他们自觉参与物理教学的积极性，将对他们今后的工作、学习、生活大有好处。
　　四、虚拟与现实的切换
　　虚拟情景在探究活动中能发挥比较好的作用，其创设的情景必须符合科学原理与教育教学原理为前提，不能远离观察、验证和应用的现实根基。虚拟教学情景必须以与现实情景可交互、切换为度。
　　（一）让学生在虚拟情景中能担当主动的角色。情景必须有能激发、保持学生探究兴趣的新意。当学生不是只作为旁观者，而是融入情景之中，成为要素，其情感、态度、行为可以影响情景的发生、发展，这种教学情景就增添了许多变数，就会新意迭出。
　　（二）尽可能多地利用实物、实事构建虚拟情景，避免所有的情景要素都虚拟。
　　（三）留有切换的通道，让学生“出得去、回得来”。我们可以借助实验教学软件，让学生有一些违反正确操作步骤会产生哪些后果的感性认识，避免实验仪器的损失或发生危险，但仍要让学生回到现实的实验环境中进行实际操作。
　　（四）创设虚拟情景并不只是借助电子技术、网络技术把课堂变成一种充满各种信息的虚拟的场境，探究活动大多数发生在课堂之外，教师要带领学生走向社会大课堂，课堂以外的任何东西都是虚拟情景中的素材。
　　总之，创设虚拟教学情景是适合物理学科特点的有效教学手段，对开展科学探究活动、发现、发掘探究课题有特别重要的意义，但注意与现实情景切换为度，做到虚实结合。我们中学物理教师一定要在新课标的指引下，认真钻研探究式的教法学法，有针对性地创设虚拟情景，为物理学科的探究式教学服务。