仿真實驗在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究

施正華

摘 要：高中物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，借助仿真實驗輔助高中物理教學(xué)，能打破時間和空間上的限制，并在真實的實驗?zāi)M環(huán)境下，增強學(xué)生對物理知識的體驗，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。文章結(jié)合教學(xué)實踐，對仿真實驗在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進行研究。

關(guān)鍵詞：仿真實驗;高中物理;實驗教學(xué);教學(xué)質(zhì)量;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2019）14-0062-01

實驗是物理教學(xué)的重要組成部分，提高物理實驗教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量是物理教師深入思考和探究的問題。而仿真實驗的應(yīng)用，可以給學(xué)生帶來全新的實驗體驗。因此，教師在課堂教學(xué)中可以仿真實驗為途徑傳授物理知識，使枯燥的物理知識變得生動形象，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高物理教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。本文結(jié)合教學(xué)實踐，對仿真實驗在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進行研究。

一、仿真實驗在高中物理實驗教學(xué)中的優(yōu)勢

在信息化時代背景下，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。在高中物理教學(xué)中，應(yīng)用仿真實驗輔助教學(xué)具有以下幾個方面的優(yōu)勢。首先，可以保證學(xué)生接觸實驗的數(shù)量。在以往物理實驗教學(xué)開展過程中，往往會出現(xiàn)儀器和器材短缺而導(dǎo)致實驗無法進行的情況。而仿真實驗?zāi)艽蚱七@種限制，可以對儀器和器材進行模擬，為學(xué)生接觸物理實驗的數(shù)量提供保障。其次，可以保證實驗的安全。仿真實驗不僅生動形象，還能避免實驗危險。仿真實驗還可以模擬學(xué)生肉眼看不見的一些物理現(xiàn)象，如磁感線、電流等，這樣既可以取得更好的實驗效果，又能做到生動逼真。第三，可以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。仿真實驗在智能手機、平板電腦上都可以進行操作，因而能激發(fā)學(xué)生實驗興趣，調(diào)動學(xué)生實驗的積極性和主動性，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

二、仿真實驗在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

仿真實驗輔助高中物理實驗教學(xué)，能夠取得事半功倍的教學(xué)效果。下面從創(chuàng)設(shè)情境、實驗假設(shè)、教師引導(dǎo)等方面探究仿真實驗在高中物理教學(xué)中的有效應(yīng)用，以提高物理教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

在使用仿真實驗輔助高中物理實驗教學(xué)的過程中，為了能夠更好地激發(fā)學(xué)生的探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生提出實驗假設(shè)，教師在教學(xué)過程中可以采用情境創(chuàng)設(shè)的方式，讓學(xué)生在真實、生動的情境中自發(fā)地提出物理實驗問題。例如，在進行“能量守恒定律”這一物理實驗時，教師可以通過播放動畫的方式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)如下兩個情境：一是有兩個雞蛋從同一高度的桌面上落下，一個落到水泥地面上摔碎了，另一個落在沙土地上，完好無損;二是兩個小朋友在玩碰碰車，碰碰車的四壁裹上了一層厚厚的膠皮。這樣的情境創(chuàng)設(shè)，能培養(yǎng)學(xué)生問題意識，引發(fā)學(xué)生主動思考，并提出質(zhì)疑：為什么兩個雞蛋一個完好無損，而另一個卻摔碎了？車輛碰撞時，動能會發(fā)生怎樣的變化？學(xué)生主動思考，并提出問題，這樣的教學(xué)別開生面，激發(fā)了學(xué)生主動探究的欲望。

2.實驗假設(shè)，明確探究任務(wù)

應(yīng)用仿真實驗輔助高中物理教學(xué)過程中，教師要在學(xué)生生成疑問后趁熱打鐵，讓學(xué)生在問題的驅(qū)動下，做出實驗假設(shè)，明確探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生對物理知識進行更加深入的探討。還以“能量守恒定律”這一物理實驗為例，在學(xué)生提出問題后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用仿真實驗軟件，把現(xiàn)實生活中的物體（雞蛋和碰碰車）抽象成小球，通過設(shè)置不同的變量，觀看小球會發(fā)生怎樣的變化，并通過計算探究小球的動能變化規(guī)律，從而推導(dǎo)出“能量守恒定律”。學(xué)生在仿真實驗的情境模擬中，能很容易理解動量守恒定律及其原理。仿真實驗輔助高中物理實驗教學(xué)，能為學(xué)生的認知提供幫助，能提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

3.教師引導(dǎo)，探索真知

在應(yīng)用仿真實驗輔助高中物理實驗教學(xué)過程中，教師既要突出學(xué)生的主體地位，也要重視自身的引導(dǎo)作用。要在學(xué)生實驗過程中，及時進行引導(dǎo)和點撥，從而促使學(xué)生在仿真實驗中探索真知。例如，在進行“能量守恒定律”這一物理實驗時，仿真實驗的步驟是選擇小球→設(shè)置小球質(zhì)量、參數(shù)→設(shè)置軌道摩擦因數(shù)為0、軌道長度為30m→進行實驗碰撞→記錄小球碰撞后的初速度→改變實驗參數(shù)→再次驗證。在學(xué)生獨立完成實驗后，教師可以組織學(xué)生進行合作探究，讓座位相鄰的四個學(xué)生為一組，分別對照各自的實驗結(jié)論進行探討，共同總結(jié)出“能量守恒定律”。教師要密切關(guān)注學(xué)生的實驗過程，對學(xué)生遇到的困難、出現(xiàn)的疑問及時進行點撥和引導(dǎo)，使學(xué)生的實驗得以順利進行。

三、結(jié)語

總之，將仿真實驗應(yīng)用于物理教學(xué)，有助于提高學(xué)生的實驗興趣，調(diào)動學(xué)生實驗的積極性，能促進物理實驗教學(xué)的創(chuàng)新，實現(xiàn)實驗教學(xué)質(zhì)的飛躍，對提高物理教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量、提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)具有重要作用。高中物理教師要對仿真實驗的應(yīng)用進行深入探究，以更好地發(fā)揮其作用，促進物理教學(xué)的發(fā)展。

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