探究“仿真物理實驗室”軟件在物理教學中的運用
——真實情景再現

張 飛

(江蘇省南京航空航天大學附屬初級中學 210001)

對于從未系統接觸過物理知識的初中生來說，在物理學習過程中，很多物理知識點具有抽象性，理解起來具有一定的難度.受現實條件限制，物理教師在教學過程中只能將一些難以實現的物理實驗省略實踐環節，而是直接將相關的物理知識點傳授給學生，如此一來不僅物理教學效果難以保證，還會讓學生逐漸失去對物理知識的學習興趣.為此，將物理仿真物理實驗室軟件應用到初中物理教學中，可以有效彌補物理實驗難以達成的缺陷.

一、將仿真物理實驗室應用到初中物理教學中的作用

1.提升物理課堂教學效率

在初中物理教材中，涉及到很多物理實驗教學內容，在有限的物理課堂時間內實踐起來有一定的難度.例如，針對蘇科版初中物理教材中，凸透鏡成像規律進行實驗演示的過程中，會受到外界因素影響，難以達到理想的實驗效果，在光線達不到標準的情況下，會影響到學生最終的觀察效果，而且無法保證班級中所有位置的學生能夠清晰的觀察到物理實驗.而利用仿真物理實驗室軟件能夠為學生建立透鏡成像光路圖，讓學生清晰的看到物理實驗想象，從而幫助學生降低物理知識的學習難度，提升物理課堂教學效率.

2.有利于物理知識整合

隨著信息技術水平的高速發展，教育信息化成為教育發展的必然趨勢，引用仿真物理實驗教室正符合信息化教育的發展方向，在物理教學過程中，教室能夠利用仿真物理實驗教室軟件設計出合適的教學軟件，為學生呈現出生動形象的物理實驗情景，從而激發學生對物理知識的學習興趣與好奇心.在此過程中，學生能夠將所學的物理知識與實驗內容結合在一起，并不斷更新學生對物理知識的認知與理解，并掌握更多的物理知識.仿真物理實驗室軟件的應用，實現了信息技術與初中物理教學的融合，有利于物理知識整合與應用.仿真物理實驗室教學軟件的開發與利用為初中物理教學起到了積極的輔助作用.在實踐中有較強的操作性，能夠模擬真實的物理實驗情景進行數據采集仿真運算，從而幫助學生更好的理解物理知識，加深對物理知識的印象，激發學生對物理知識的探究欲望，激發學生在物理學習過程中的主觀能動性.

二、在初中物理教學中應用仿真物理實驗室軟件的策略

1.利用虛擬實驗解決教學中的重點與難點

在初中物理教學過程中，通過實驗演示的方式能夠幫助更好的理解物理知識，讓學生感受到物理知識的魅力，吸引學生的課堂注意力.但在實際教學中，受時間、地點、設備等因素影響，物理實驗教學難以開展.而隨著信息技術的高速發展，這一教學缺憾能夠得以彌補，利用仿真物理實驗室教學軟件能夠通過模擬實驗的方式，解決物理教學中的重點與難點.例如，在蘇科版初中物理教材中，當教師在講授電流相關知識時，判斷電流方向、計算電流大小是教學重點與難點，由于電流在導體中不可見，加大了學生理解的難度，使得學生難以掌握電流分路和電流計算這部分知識內容，特別是電荷流動對學生來說難以理解.此時，教師可以利用仿真物理實驗室軟件，為學生設計電流的動態實驗，為學生呈現出導線中正、負電荷流動的畫面，通過放大微觀的方式，給學生直觀的視覺體驗，從而降低學生對物理知識的理解難度.在初中物理教學過程中，通過虛擬實驗能夠幫助學生更好的理解物理課程中的重點與難點內容，從而提升物理課堂教學效率.

2.彌補傳統實驗的不足

初中物理教師在教學的過程中，可以先利用虛擬實驗向學生介紹物理實驗的目的、要求及實驗原理，從而讓學生根據實驗要求與實驗注意事項進行虛擬實驗操作，并對得到的實驗數據進行處理，反思實驗過程與結果，在完成虛擬實驗后，學生能夠在真實的物理實驗中避免出現不必要的錯誤與失誤.例如，在蘇科版初中物理教材中，當教師在知道學生做電路連接相關實驗時，如果學生經常操作出錯，軟件會自動發出提醒，需要學生重新連接電路進行實驗，在這樣的模式下，學生能夠保持清晰的實驗思路，提高了學生實踐操作物理實驗的質量與效率.還有些物理實驗難以在課堂中實踐完成，教師可以利用仿真物理實驗教室軟件為學生呈現虛擬實驗，從而解決那些由于實驗難度較大無法保證實驗結果，需要一定經濟成本支持及具有一定危險性的物理實驗.可見虛擬物理實驗能夠彌補傳統物理實驗的不足之處.例如，在做托里拆利實驗時，實驗原料水銀具有一定的危險性，難以操作完成，教師可以利用仿真物理實驗教室軟件為學生呈現物理實驗，從而解決物理實驗有危險，操作難度大的問題，從而幫助學生更好的理解相關物理知識，并了解了相關的實驗過程與實驗結果.

3.培養學生的創新能力

新課程改革背景下，要求初中物理教學過程中培養學生具備創新思維與創新能力，而興趣是學生最好的學習動力，動手實驗是激發學生創新能力的重要途徑.為此，初中物理教師要鼓勵學生積極主動的參與到科學探究中.由于物理實驗中經常會運用到一些實驗儀器，學生害怕損壞實驗儀器，經常不敢放開手腳操作，進而緊固了學生的創新能力.而仿真物理實驗教室軟件為學生營造了打破時間、空間限制的物理實驗探究條件，學生可以根據自己天馬行空的想象力進行物理實驗，從中感受物理科學探究的樂趣，從中了解更多的物理知識，激發學生對物理知識的學習興趣，從而培養學生具備科學探究精神.以變阻器改變燈泡亮度實驗中，教師可以為學生在課上進行實驗演示，讓學生在課后通過仿真物理實驗教室軟件進行實驗探究，為學生提供課后物理實驗探究的機會，教師根據學生的實驗結果予以學生評價與指導，還可以讓學生以小組合作的方式一同探究物理實驗.很多原本對物理知識并不感興趣的學生通過仿真物理實驗教室軟件，逐漸燃起了對物理知識的探究興趣，并逐漸將自己的創新想法應用到物理實驗中，對其學習物理知識起到了積極的輔助作用，同時培養了學生的創新意識與創新能力.

綜上所述，初中物理實驗是物理教學中的重要環節，新課程改革背景下，重視培養學生的核心素養與綜合素質，物理實驗教學成為當下教學的重要環節.但是，受諸多因素影響，初中物理實驗教學在實踐中并未取得令人滿意的教學成效，而仿真物理實驗教室軟件的應用，能夠有效彌補傳統物理實驗的不足之處，有效提升初中物理教學效率，幫助學生更好的整合物理知識點，為初中物理實驗教學起到了積極輔助作用，能夠有效激發學生對物理知識的學習興趣與探究欲望，提升物理教學的質量與效率.