試論仿真技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中的應(yīng)用

鄭磊（江西省上饒市第四中學(xué)，江西上饒　334000）

試論仿真技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中的應(yīng)用

鄭磊
（江西省上饒市第四中學(xué)，江西上饒334000）

物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)方法在中學(xué)物理教學(xué)中發(fā)揮了非常巨大的作用，而當(dāng)前中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中卻普遍存在著一系列弊端，對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生了較大的影響。因此，本文在分析了當(dāng)前中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行了探討。

仿真技術(shù)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)現(xiàn)狀應(yīng)用

1.引言

物理實(shí)驗(yàn)課程是中學(xué)物理課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，在當(dāng)前新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求之下，更加需要注重探究式教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段都提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。而仿真技術(shù)作為現(xiàn)代化的重要教學(xué)手段之一，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中發(fā)揮著非常重要的作用，而且應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前，在很多中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中，普遍存在著教學(xué)模式單一、認(rèn)識(shí)不足以及缺乏現(xiàn)代化的教學(xué)手段等弊端，對(duì)探究式教學(xué)效果產(chǎn)生了較大的影響。因此，本文對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了探討。

2.當(dāng)前中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一

通常情況下，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程之前，教師往往通過填鴨式的教學(xué)方法向?qū)W生們灌輸實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而學(xué)生往往只需要做好實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期結(jié)果的記錄，就算是完成了相關(guān)的教學(xué)任務(wù)。而在實(shí)驗(yàn)之中，教師也往往讓學(xué)生在安排好的實(shí)驗(yàn)儀器上按照預(yù)定的實(shí)驗(yàn)步驟和方法進(jìn)行操作，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)定的結(jié)果一致便算是完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。長(zhǎng)此以往，學(xué)生也只是在被動(dòng)地執(zhí)行教師的指令，不適合學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

2.2物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)不足

由于對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，再加上物理實(shí)驗(yàn)缺乏新意，學(xué)生往往認(rèn)為做不做物理實(shí)驗(yàn)區(qū)別不大，只需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行記憶。正是在這種態(tài)度之下，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中經(jīng)常會(huì)發(fā)生學(xué)生遲到、曠課的現(xiàn)象。同時(shí)，即使參加了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，也并不認(rèn)真對(duì)其中的重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，不會(huì)仔細(xì)思考物理實(shí)驗(yàn)之中出現(xiàn)的問題，同時(shí)更加不會(huì)積極對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

2.3缺乏現(xiàn)代化的教學(xué)手段

很多中學(xué)由于基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施的匱乏，使得其普遍缺乏現(xiàn)代化的教學(xué)手段，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中還在使用著傳統(tǒng)的教學(xué)方法。當(dāng)前對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果產(chǎn)生重要影響的結(jié)果主要有兩個(gè)方面，首先是實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施的投入不足，或者實(shí)驗(yàn)儀器的損壞、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的不足和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的匱乏，都導(dǎo)致了很多物理實(shí)驗(yàn)被迫取消。而且，由于中學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間短，學(xué)生們不僅需要對(duì)各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行熟悉，還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使得他們很少去仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，造成了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的效果大打折扣。

3.虛擬仿真技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中的應(yīng)用

為了提升中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)的效果，本文結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段搭建了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。通過在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中運(yùn)用該虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)，經(jīng)過多次的教學(xué)實(shí)踐，十分有利于學(xué)生培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力，促進(jìn)他們綜合能力的提升。

3.1有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平的提升

在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)虛擬仿真平臺(tái)中，學(xué)生除了可以對(duì)普通的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完成以外，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)Labview、Matlab以及Simulink基本仿真軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的深入理解，抽象出物理模型，利用虛擬仿真環(huán)境，構(gòu)建虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器，最后調(diào)試儀器，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過虛擬仿真平臺(tái)使用，學(xué)生可以更加深入地對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、原理、原因、結(jié)論等全過程進(jìn)行深入理解，有利于提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退剑铱梢栽鰪?qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而有效提高物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

3.2有效豐富物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容

傳統(tǒng)中學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)顯然已經(jīng)難以滿足當(dāng)前教學(xué)的需求，也不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，而虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)可以有效作為傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容補(bǔ)充，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在該平臺(tái)下，由于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，學(xué)生既可以對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，還可以開發(fā)成為具有創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性以及綜合性的實(shí)驗(yàn)，尤其對(duì)于一些較為復(fù)雜的力學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的教學(xué)下，可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，因此，可以有效提升學(xué)生在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的探究性能力。

3.3有助于改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式

采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還可以進(jìn)一步改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，學(xué)生通過虛擬仿真平臺(tái)軟件，可以在友好的仿真界面上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，即使在沒有教師指導(dǎo)的情況下也可以完成一些比較簡(jiǎn)單的仿真實(shí)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的交互式。而且所有的實(shí)驗(yàn)儀器都是虛擬的，學(xué)生也不用擔(dān)心實(shí)驗(yàn)造成試驗(yàn)儀器的損害，或者進(jìn)行一些復(fù)雜、危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)可能帶來的傷害。而且，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還有效打破了時(shí)空的限制，即使學(xué)生不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)也可以完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。因此，通過仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，增強(qiáng)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索物理實(shí)驗(yàn)的能力，而且也使得學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力得到了極大的增強(qiáng)。

4.結(jié)束語

綜上所述，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，可以起到良好的教學(xué)效果，有利于學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，值得在實(shí)踐應(yīng)用中推廣。當(dāng)然，目前用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)的仿真技術(shù)還有很大進(jìn)步的空間，需要在未來的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)實(shí)踐中不斷完善。

［1］楊宏偉.虛擬仿真技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，09：38-39.

［2］韓海偉，劉成亮，馬俊超.物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與應(yīng)用［J］.軟件導(dǎo)刊，2008，01：103-104.

［3］彭成生，陶湘.仿真技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)中的應(yīng)用［J］.考試周刊，2011，05：177-178.

［4］戚玉璽，韓玉，張宏菊.虛擬仿真技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］.科技信息（科學(xué)教研），2007，18：38.

［5］李相逵.現(xiàn)代信息仿真技術(shù)與中職物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效整合［J］.中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012，02：34-35.