仿真實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

鶴壁市青少年校外活動(dòng)中心　焦磊

仿真實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

鶴壁市青少年校外活動(dòng)中心焦磊

摘要：在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn),能夠重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方法,使宏觀、微觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可視化,彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足；仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)與多種技術(shù)融合,加大課堂的互動(dòng)效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力,給傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)增添了新的色彩,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：仿真實(shí)驗(yàn)；物理教學(xué)；優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2015）03-0092-01

中學(xué)物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的，但是，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中有著明顯的不足。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)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(dòng)中，仿真實(shí)驗(yàn)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(gè)班級(jí)都配備了多媒體設(shè)備，將仿真實(shí)驗(yàn)引入物理教學(xué)，不僅克服了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所存在的局限性，同時(shí)促進(jìn)了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)使抽象知識(shí)形象化、具體化,增強(qiáng)了學(xué)好物理自信心

物理學(xué)作為一門以觀察和實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)的顯示和模擬功能，將宏觀、微觀實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，原子的核式結(jié)構(gòu)等，仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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)常花較多時(shí)間板書，尤其上電學(xué)課時(shí)寫例題、畫圖例，而利用仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)驗(yàn)時(shí)，由于學(xué)生層次參差不齊，他們只能通過實(shí)驗(yàn)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(shí)像與虛像的區(qū)別。此時(shí)可以利用仿真實(shí)驗(yàn)演示凸透鏡成像，課件中演示出凸透鏡的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（F與2F點(diǎn)），當(dāng)用鼠標(biāo)拖動(dòng)“物體”（蠟燭）移動(dòng)時(shí)，所成的像跟著移動(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)，效果非常明顯，可以豐富學(xué)生對(duì)物理情境的感性認(rèn)識(shí)，深化對(duì)于科學(xué)規(guī)律的理解。

三、仿真實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)了課堂的互動(dòng)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(shí)驗(yàn)重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程和方法時(shí)，學(xué)生分成小組，小組成員進(jìn)行互助模擬實(shí)練，也可以上講臺(tái)操演，將實(shí)驗(yàn)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(dòng)效果好。如《電路故障分析》一課，根據(jù)中考考點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，以及學(xué)生的疑點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)設(shè)計(jì)不同電路故障，讓學(xué)生動(dòng)手操作，觀察現(xiàn)象，對(duì)電路故障有規(guī)律地做總結(jié)分析，避免了教師單純講實(shí)驗(yàn)的枯燥乏味，使復(fù)習(xí)課變得生動(dòng)活潑。

四、仿真實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)了自主探索的精神

仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)生能自行操作，對(duì)操作的成功和失敗都能自動(dòng)生成現(xiàn)象提示，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程快捷方便、省時(shí)省力，如在復(fù)習(xí)《測(cè)小燈泡的功率》實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生自主點(diǎn)選器材、組裝實(shí)物、連接電路，也可以讓學(xué)生上講臺(tái)屏幕接線，顯示學(xué)生常見的錯(cuò)誤操作、如何接線修改實(shí)物圖等。用鼠標(biāo)拖拽移動(dòng)滑動(dòng)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(cè)量對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，求出功率。這樣的自主實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，或是實(shí)驗(yàn)課對(duì)教師的講授不完全理解，不會(huì)操作、不敢操作，此時(shí)可調(diào)出仿真實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn)向?qū)А?/p>

五、仿真實(shí)驗(yàn)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中存在的不足,有力推動(dòng)了教育教學(xué)

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

六、仿真實(shí)驗(yàn)無時(shí)空局限性,讓每個(gè)學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)中

在以往的傳統(tǒng)分組實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和答疑，這不但增加了教師的工作強(qiáng)度，而且影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)間安排實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

在以往的物理實(shí)驗(yàn)中通?；ㄙM(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，教師一般是把實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)分開，而實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論總是貫穿在整個(gè)物理教學(xué)中，不利于學(xué)生及時(shí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中。將仿真實(shí)驗(yàn)帶進(jìn)課堂后，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，使理論知識(shí)得到加深和鞏固。這樣把中學(xué)物理的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，提高物理理論知識(shí)學(xué)習(xí)效率和實(shí)驗(yàn)觀察能力。

仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中各有優(yōu)勢(shì)，教師應(yīng)充分利用兩者的優(yōu)勢(shì)來服務(wù)于教學(xué)。要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)，采用仿真實(shí)驗(yàn)并沒有不妥。如光學(xué)實(shí)驗(yàn)部分可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。探究性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該采用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象復(fù)雜的探究性實(shí)驗(yàn)，可先進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，然后利用仿真實(shí)驗(yàn)的可控性來觀察實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)。物理實(shí)驗(yàn)加試、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中可根據(jù)具體的情況，仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有效結(jié)合和交替，可以優(yōu)化中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與中學(xué)物理教學(xué)》中國(guó)電化教育