仿真軟件助力物理課堂提升的研究

武似梅

【摘要】在開展高中物理教學活動的過程中，受實際環境制約，教師很難開展部分實驗演示活動，難以提升物理課堂的教學質量，不利于學生的學習發展.借助仿真軟件，教師不僅能更好地展示部分實驗過程，還能引導學生加強對部分物理知識重難點的理解，提升學生的學習興趣和學習主動性.如此教師也能運用仿真軟件實現物理教學效率的提升，讓學生通過直觀的認知加強對物理現象、物理知識的理解，促進學生學習能力的發展.本文主要從物理課堂教學存在的問題以及仿真軟件助力物理課堂提升的研究等方面進行論述.

【關鍵詞】仿真軟件；高中物理；實驗教學

借助物理實驗教學活動，教師能夠幫助學生更好地理解部分物理知識與現象，加快學生理解掌握的速度.但部分實驗會受實際條件的制約，無法較好地展現，因而教師也需要借助信息技術進行實驗教學優化.但在運用信息技術開展實驗視頻教學活動的過程中，很多教師都忽視了與學生之間的有效互動，加上實驗視頻的局限性，教師很難運用物理實驗視頻引導學生加強對物理知識的理解，進而使得學生不能快速掌握物理實驗知識，也影響了學生實踐能力的發展.結合學生存在的問題，教師需要深入思考，借助仿真軟件嘗試解決物理課堂存在的教學問題.

1 物理課堂教學存在的問題

許多物理教師在開展物理教學活動時都會出現輕視實驗教學的情況，并難以結合物理實驗教學內容開展直觀化、趣味化的實驗教學活動.在這樣的情況下學生很難提高自身的實驗操作能力水平，無法快速地理解物理實驗原理.在實際的教學活動中，部分教師運用視頻教學或者圖片講解的方式引導學生加強對物理實驗的理解，但這樣的方式往往難以加深學生的印象，并且難以促進學生動手能力的發展，學生也會因物理實驗學習難度較大而出現畏難心理，難以靈活地運用所掌握的物理知識解釋物理實驗過程中出現的部分現象.這樣導致學生很難在理解的基礎上開展實驗創新活動，進而不利于自身物理核心素養能力的提高.長期以往，學生會出現輕視物理實驗學習的問題，并很難通過物理實驗強化對物理知識的理解.

不僅如此，部分教師也會出現盲目引導的情況，運用抽象化的文字內容引導學生加強對物理實驗原理、實驗過程的理解，使得部分學生錯誤的運用死記硬背方式記憶物理實驗知識.這樣的方式雖能幫助學生記憶實驗步驟和過程，但卻很難靈活的運用、掌握物理實驗知識.既會增加學生的學習壓力，也會影響學生的發展，學生將很難樹立正確的物理實驗學習觀念.

許多教師會出現盲目使用物理實驗教學視頻的情況.受實際環境制約，很多物理教師較難還原某些物理實驗，因而，部分物理教師運用物理實驗視頻引導學生加強對物理實驗的理解.但物理實驗視頻教學活動存在一定的局限性，學生可能出現跟不上節奏的情況.而且教師很難運用物理實驗視頻教學加強與學生的互動交流，學生容易忽視部分實驗細節.針對部分實驗重難點內容，教師也只能通過反復播放實驗視頻的方式引導學生強化認知.但會讓學生產生厭煩心理，不利于學生學習活動的開展.并且很多物理實驗視頻會出現拍攝不夠細致、清晰化的問題，教師將運用物理實驗視頻解決物理實驗教學存在的問題.

此外，許多教師出現過度依賴物理實驗教學視頻的情況，難以結合實際情況組織學生開展實驗操作活動.不僅如此，許多教師沒有結合物理實驗教學加強對學生的指導與啟發，使得學生難以結合物理實驗視頻畫面來鞏固物理理論知識，并且無法促進學生觀察、認知能力的發展.而缺乏教師的引導，學生難以快速理解物理實驗過程現象，并無法結合視頻學習內容鞏固物理理論知識，也無法理解物理規律與原理.

2 在物理課堂引入仿真軟件的意義

通過引入仿真軟件，物理教師將能更好地開展物理實驗教學活動，并能夠將物理課程的教學內容以更加直觀的形式展現出來，實現物理教學質量的提升.如此一來，學生可以結合直觀的學習內容強化對物理知識的理解，并在理解的基礎上更靈活地運用物理知識，實現自身物理運用能力的提升與發展.以仿真軟件為基礎，教師將能更好地展示物體的運動軌跡，并引導學生對比不同的軌跡，找到產生差異的原因，啟發學生主動思考，讓學生積極地思考、解決各種學習問題，實現學生學習思維能力的提高，為學生的更好發展奠定良好的基礎.

在仿真軟件的幫助下，學生可以從多角度出發加強對物理學習內容的認知，并結合實際的物理現象加強對物理學習方法的理解，讓學生通過探究、總結找到高效率的物理學習方法，助力學生學習能力水平的提高.借助仿真軟件，教師可以運用偏真實化的內容指導學生分析、探索，將物理課堂的抽象化知識以更加生動、形象的方式展現出來，引導學生增強認知與理解能力.偏真實化的物理現象能夠激發學生的學習興趣，保持注意力的集中，并結合部分細節問題增強對物理理論知識的理解.如此學生將在理解、掌握的基礎上更加靈活地運用掌握的物理學習知識，實現自身物理學習效率與物理核心素養的提升.

3 仿真軟件助力物理課堂提升的研究

3.1 強化物理重難點知識教學

教師利用仿真軟件強化物理重難點教學活動，以直觀形式幫助學生鞏固基礎理論知識，加快學生的學習理解速度.

例如 在學習“速度變化快慢的描述——加速度”這部分內容時，許多學生會因加速度概念的抽象而出現理解方面的問題.以仿真軟件為基礎，教師可以通過模擬真實速度變化的圖象，引導學生從視覺角度出發，加強對加速度概念的認知與理解[1].不僅如此，教師在設計相應的課堂練習內容時，也可借助仿真軟件展示動態變化的數據信息，讓學生結合自己掌握的加速度知識進行靈活的運用和探究活動，引導學生深入思考，學會逐步解決學習問題.高中生已經具備了一定的學習能力，因而教師需要給予學生更多的自由學習探索空間，讓學生運用掌握的物理知識探尋高效率的物理學習方法，實現學生思維能力的發展.在仿真軟件的幫助之下，學生也可以仔細自行分析數據，并結合仿真軟件展示的運動圖象與痕跡進行多角度思考，鍛煉自身的多方面能力.如此，教師也能指導學生進行自主化學習探究活動，實現學生自主學習能力的較好發展.

3.2 解決物理實驗環境影響問題

在實際環境中，受多方面因素的影響，部分物理實驗活動很難進行，而仿真軟件則能夠解決物理實驗環境的影響問題，打造一個理想的物理實驗環境，為物理實驗創造適宜的環境基礎，確保物理實驗的正常進行[2].

例如 在開展“自由落體運動”部分的學習活動時，教師在指導學生開展實踐探索學習活動時，其探索學習結果很容易受外界因素的影響而出現誤差.在仿真軟件的幫助下教師將能更好地組織學生開展“自由落體”實踐探究活動，引導學生強化對“自由落體”問題的認知與理解.如此一來，學生也能排除外界因素的干擾，就實踐探究結果進行分析、總結活動，加快認知、理解的速度.其次，仿真軟件也能解決物理實驗實踐活動中的安全問題，并且將肉眼無法觀察到的現象以更加直觀的形式展現出來，進一步幫助學生認知理解物理知識.如在學習電路相關知識點時，教師便可以運用仿真軟件引導學生開展電路實驗學習.當學生出現錯誤時，仿真軟件能夠快速地提醒學生，并減少實驗設備的磨損，避免因實驗操作錯誤引發的各種實際問題.不僅如此，仿真軟件還能展現出電荷的實際運動軌跡，引導學生找出電路設計存在的問題，降低電路部分的學習難度.如此學生借助直觀的圖象加強認知，并從微觀角度出發，理解電路電荷運動規律，鞏固物理基礎理論知識，逐步提升自身的物理核心素養.

3.3 開展小組合作學習探究活動

結合仿真軟件，物理教師能夠為學生創造更好的學習環境基礎，引導學生開展小組合作學習探究活動，促進學生自主學習能力的逐步發展[1].如此學生以仿真軟件為基礎，通過互相討論、思考、探究，增強對相關物理知識的理解.

例如 在學習“摩擦力”這部分內容時，教師便可以讓學生結合仿真軟件開展物理實驗探究活動，指導學生找出影響摩擦力的因素.在仿真軟件的幫助下，學生可以自由地控制變量，并針對不同的實驗結果做出分析和記錄.綜合多次實驗的結果，互相討論、分析導致某些結果出現的原因.而在這一過程中，學生也能在仿真軟件的幫助下減少干擾因素的影響，并提升對實驗活動的專注度，主動解決實驗活動中遇到的問題.結合小組探索學習得到的知識會為學生留下深刻的印象，學生將能加速理解，并逐步掌握實驗學習方法，實現自身綜合學習能力水平的提高，為自身的更好成長發展奠定基礎.在仿真軟件的幫助之下，教師進一步打造適合學生的小組學習活動，引導學生主動學習、探索，鍛煉學生的實踐能力與動手能力.

3.4 促進學生創新能力的萌芽

仿真軟件將能較大程度上減弱環境條件的制約問題，并給予學生更多的自由探索學習空間，因而教師也可以仿真軟件為基礎，鼓勵學生進行創新學習活動，為學生的創新能力萌芽奠定良好的基礎[3].運用仿真軟件，學生可以更大膽的進行想象創造活動，并在此基礎上加強對創新概念的理解，逐步樹立創新思維.

例如 在開展“生活中的圓周運動”這部分學習活動時，教師便可以鼓勵學生從生活角度出發，嘗試運用建模的方式展現生活中的圓周運動，并運用物理的形式展示出其運動規律.結合教師的建議，學生開展主動化的學習探索，并增強對生活物理現象的認知，學會從細節角度出發探索物理學習規律.如此一來，學生慢慢擁有創新意識，并結合自己的認知、理解進行創新學習、研究活動，實現自身創新能力的逐步發展.這樣教師引導學生正確的認知“創新”含義，為學生的全面均衡發展奠定良好的基礎.

4 結語

運用仿真軟件，教師將能更好地開展物理教學活動，提升物理教學活動效率，打造更適合學生的多樣化物理課堂.結合仿真軟件的優越性，教師實現物理實驗教學改革優化，幫助學生強化對物理知識、物理現象的理解，實現學生物理實驗素養能力的發展，為學生的更好成長奠定良好的基礎.在仿真軟件的幫助下，學生逐步掌握物理學習方法，加快學習理解速度，打下良好的物理學習基礎.

參考文獻：

［1］歐陽建偉.虛擬仿真軟件在中學物理教學中的應用[J].西部素質教育，2019，5（20）：118.

［2］童妍心，李貴安.虛擬仿真技術在中學物理教學中的應用[J].科學咨詢（科技·管理），2021（08）：255-256.

［3］孫曉麗.淺談仿真實驗在物理教學中應用的重要性[J].科學咨詢（科技·管理），2020（07）：278.