仿真實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的優(yōu)勢

鶴壁市青少年校外活動中心　焦磊

仿真實驗在中學(xué)物理教學(xué)中的優(yōu)勢

鶴壁市青少年校外活動中心焦磊

摘要：在中學(xué)物理實驗教學(xué)中應(yīng)用仿真實驗,能夠重現(xiàn)實驗過程,強化實驗方法,使宏觀、微觀實驗現(xiàn)象可視化,彌補傳統(tǒng)實驗的不足；仿真實驗技術(shù)與多種技術(shù)融合,加大課堂的互動效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進自主學(xué)習(xí)能力,給傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)增添了新的色彩,提高了實驗教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：仿真實驗；物理教學(xué)；優(yōu)勢

中圖分類號：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-864X（2015）03-0092-01

中學(xué)物理是一門實驗科學(xué)，物理知識是在實驗的基礎(chǔ)上得出的，但是，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式中有著明顯的不足。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人機交互、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)資源漸漸應(yīng)用到教育活動中，仿真實驗在教學(xué)中的應(yīng)用符合現(xiàn)代教育技術(shù)信息化教育模式的發(fā)展方向?，F(xiàn)在每所學(xué)校、每個班級都配備了多媒體設(shè)備，將仿真實驗引入物理教學(xué)，不僅克服了傳統(tǒng)實驗所存在的局限性，同時促進了中學(xué)物理實驗教學(xué)的改革和發(fā)展，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高了教育教學(xué)質(zhì)量。

一、利用仿真實驗使抽象知識形象化、具體化,增強了學(xué)好物理自信心

物理學(xué)作為一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在學(xué)習(xí)物理的過程中，學(xué)生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產(chǎn)生一種畏懼的心理，從而阻礙了他們學(xué)習(xí)物理的情趣。如果我們通過仿真實驗的顯示和模擬功能，將宏觀、微觀實驗現(xiàn)象可視化、宏觀物體間相互作用、物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)以及宏觀微觀物體的運動規(guī)律等抽象現(xiàn)象直觀地模擬出來。如：日食、月食的形成，電流的產(chǎn)生，力的相互作用，勻速直線運動，原子的核式結(jié)構(gòu)等，仿真實驗直觀的展示，并解釋其中的物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)的效率。

二、利用仿真實驗輔助教學(xué),增大課堂的信息量

在之前教學(xué)的中，教師經(jīng)?；ㄝ^多時間板書，尤其上電學(xué)課時寫例題、畫圖例，而利用仿真實驗中的顯示文本的功能，這可使本應(yīng)花十幾分鐘完成的內(nèi)容在幾秒內(nèi)呈現(xiàn)學(xué)生眼前，從而大大提高了課堂效率。與此同時，也培養(yǎng)了學(xué)生處理大量信息的能力。

例如做《凸透鏡成像規(guī)律》實驗時，由于學(xué)生層次參差不齊，他們只能通過實驗探究出凸透鏡能成放大像及縮小像、所成的像是倒立的還是正立的，不能總結(jié)出成像的規(guī)律及實像與虛像的區(qū)別。此時可以利用仿真實驗演示凸透鏡成像，課件中演示出凸透鏡的幾個關(guān)鍵點（F與2F點），當(dāng)用鼠標(biāo)拖動“物體”（蠟燭）移動時，所成的像跟著移動變化，所成的像的大小、倒立情況、像距與物距的關(guān)系在電腦上一目了然。如圖

學(xué)生通過自己所做的實驗結(jié)果與仿真實驗演示的效果結(jié)合起來能很快總結(jié)出成像規(guī)律，加深了印象，鞏固了知識點，效果非常明顯，可以豐富學(xué)生對物理情境的感性認(rèn)識，深化對于科學(xué)規(guī)律的理解。

三、仿真實驗加強了課堂的互動效果,激發(fā)學(xué)生的興趣,提高學(xué)習(xí)的效率

使用仿真實驗重現(xiàn)實驗過程和方法時，學(xué)生分成小組，小組成員進行互助模擬實練，也可以上講臺操演，將實驗過程、結(jié)果、問題等演示清晰、分析到位，學(xué)生如身臨其境，印象深刻，互動效果好。如《電路故障分析》一課，根據(jù)中考考點和實驗的重點、難點，以及學(xué)生的疑點、易錯點設(shè)計不同電路故障，讓學(xué)生動手操作，觀察現(xiàn)象，對電路故障有規(guī)律地做總結(jié)分析，避免了教師單純講實驗的枯燥乏味，使復(fù)習(xí)課變得生動活潑。

四、仿真實驗促進學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)了自主探索的精神

仿真實驗學(xué)生能自行操作，對操作的成功和失敗都能自動生成現(xiàn)象提示，整個實驗過程快捷方便、省時省力，如在復(fù)習(xí)《測小燈泡的功率》實驗時，讓學(xué)生自主點選器材、組裝實物、連接電路，也可以讓學(xué)生上講臺屏幕接線，顯示學(xué)生常見的錯誤操作、如何接線修改實物圖等。用鼠標(biāo)拖拽移動滑動變阻器滑片，電流表、電壓表的指針隨即發(fā)生相應(yīng)的變化，顯示電流表、電壓表變化的讀數(shù)格，記錄每次測量對應(yīng)的電壓、電流值，求出功率。這樣的自主實驗有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬了學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)的空間。如學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材實驗，或是實驗課對教師的講授不完全理解，不會操作、不敢操作，此時可調(diào)出仿真實驗做實驗向?qū)А?/p>

五、仿真實驗有效彌補了傳統(tǒng)實驗中存在的不足,有力推動了教育教學(xué)

仿真實驗作為一種學(xué)習(xí)軟件，我們嘗試將有難度的實驗（如：滑輪組的效率）在顯示器上預(yù)習(xí)，之后再動手操作實驗，這樣大大提高了學(xué)習(xí)效率。在傳統(tǒng)的實驗室里，有些復(fù)雜的實驗受條件的影響無法將實驗過程重現(xiàn)，這樣很容易忽略重要的細(xì)節(jié)，而仿真實驗的重現(xiàn)能力，讓一個實驗多次重現(xiàn)，直至學(xué)生掌握該實驗為止。仿真實驗室還能實現(xiàn)一些傳統(tǒng)實驗室無法實現(xiàn)的功能，中學(xué)物理的光學(xué)實驗部分，仿真實驗不但能夠?qū)崟r顯示測量結(jié)果，而且還能提供多種實驗方法和設(shè)計平臺，培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計思考能力和比較判斷能力，可以達(dá)到操作實驗難以實現(xiàn)的效果。

六、仿真實驗無時空局限性,讓每個學(xué)生都參與到實驗中

在以往的傳統(tǒng)分組實驗中，不可避免有學(xué)生濫竽充數(shù)。教師在課堂上既要維持教學(xué)秩序，又要實時監(jiān)控學(xué)生實驗進度和答疑，這不但增加了教師的工作強度，而且影響到實驗教學(xué)的效果。仿真實驗作為一種教學(xué)軟件，易于攜帶和傳播，學(xué)生可根據(jù)自己的時間安排實驗的學(xué)習(xí)。

在以往的物理實驗中通?；ㄙM時間較長，教師一般是把實驗教學(xué)和理論教學(xué)分開，而實驗的現(xiàn)象和結(jié)論總是貫穿在整個物理教學(xué)中，不利于學(xué)生及時應(yīng)用實驗在物理學(xué)習(xí)中。將仿真實驗帶進課堂后，實現(xiàn)了實驗教學(xué)輔助理論知識的學(xué)習(xí)，使理論知識得到加深和鞏固。這樣把中學(xué)物理的理論知識和實驗教學(xué)有機結(jié)合起來，提高物理理論知識學(xué)習(xí)效率和實驗觀察能力。

仿真實驗和傳統(tǒng)實驗在教學(xué)中各有優(yōu)勢，教師應(yīng)充分利用兩者的優(yōu)勢來服務(wù)于教學(xué)。要求學(xué)生掌握實驗現(xiàn)象的演示實驗，采用仿真實驗并沒有不妥。如光學(xué)實驗部分可以達(dá)到實驗教學(xué)的目的。探究性實驗、研究性實驗，應(yīng)該采用真實的實驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。實驗現(xiàn)象復(fù)雜的探究性實驗，可先進行傳統(tǒng)實驗室，然后利用仿真實驗的可控性來觀察實驗的細(xì)節(jié)。物理實驗加試、實驗復(fù)習(xí)中可根據(jù)具體的情況，仿真實驗和傳統(tǒng)實驗的有效結(jié)合和交替，可以優(yōu)化中學(xué)物理實驗教學(xué)，改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]林筑英《多媒體教學(xué)應(yīng)用原理與開發(fā)技術(shù)》電子工業(yè)出版社

[2]李友興《計算機輔助教學(xué)與中學(xué)物理教學(xué)》中國電化教育