如何借助網(wǎng)絡(luò)做好物理實(shí)驗(yàn)的模擬

李銘熙

摘 要 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)逐漸應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。本文主要介紹了網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M的目標(biāo)以及應(yīng)用，并提出了網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)的作用以及借助網(wǎng)絡(luò)做好物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)資源 計(jì)算機(jī) 物理實(shí)驗(yàn) 模擬

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.01.050

How to Do the Simulation of Physical Experiment with the Help of the Network

LI Mingxi

（NO.2 Middle School of Shijiazhuang， Shijiazhuang， Hebei 051430）

Abstract With the development of information technology， the network is gradually applied in the teaching of physical experiment. This paper mainly introduces the goal and the application of network physics experiment simulation， and puts forward the function of network physics experiment and the basic principle of doing physics experiment teaching.

Keywords network resources； computer； physics experiment； simulation

0 引言

隨著科技進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，教育教學(xué)也得以不斷改革和創(chuàng)新，無論是在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段上，還是教學(xué)方法上，都逐漸走向數(shù)字化。物理教學(xué)，尤其是物理實(shí)驗(yàn)是抽象性和操作性見強(qiáng)的學(xué)科，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，會為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開創(chuàng)一個(gè)全新的局面。如何借助網(wǎng)絡(luò)做好物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M，建立信息化、數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為我們需要認(rèn)真思考的問題。首先要明確物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)的改革目的和改革思路，不僅要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，還要對教學(xué)方法和教學(xué)評價(jià)方式進(jìn)行改革。利用網(wǎng)絡(luò)做好物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M，不僅有利于豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有利于創(chuàng)建更加科學(xué)合理的教學(xué)模式，營造更加和諧舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

1 網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M的目標(biāo)

1.1 實(shí)現(xiàn)資源共享

目前，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容增加與課時(shí)不足是教師遇到的一個(gè)難題。如果在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就可以豐富和充實(shí)教學(xué)資源。所以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)十分重要。不僅可以擴(kuò)充學(xué)習(xí)資源，還可以實(shí)現(xiàn)資源共享，更有利于提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成效。網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)相比，可以有效提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量。開放的網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓我們在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)?？梢岳瞄_放的網(wǎng)絡(luò)平臺找到適合自己的學(xué)習(xí)方法。因此，借助網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M體系對于學(xué)生來說是十分必要的。

1.2 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)體系

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M的教學(xué)體系，可以提高學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣。網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是高科技提供給我們的良好契機(jī)，使學(xué)生能夠近距離地接觸物理實(shí)驗(yàn)。其實(shí)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與借助網(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M可以是相互互補(bǔ)的關(guān)系。通過傳統(tǒng)的教學(xué)，學(xué)生可以掌握到各項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)的基本原理和相關(guān)知識點(diǎn)。掌握了必要的知識點(diǎn)后，通過網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M可以更清楚地掌握具體的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，有利于學(xué)生親自動手操作。同時(shí)，也增加了教學(xué)的科學(xué)性和多樣化。借助網(wǎng)絡(luò)化模擬物理實(shí)驗(yàn)，還可以讓學(xué)生將學(xué)習(xí)資料或原始素材拷貝到U盤中，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2 網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M的應(yīng)用

（1）模擬物理實(shí)驗(yàn)過程。在物理實(shí)驗(yàn)中借助計(jì)算機(jī)是必要的，首先它可以用來模擬物理實(shí)驗(yàn)過程，豐富物理教學(xué)內(nèi)容，把許多難點(diǎn)內(nèi)容變得通俗易懂。借助網(wǎng)絡(luò)化模擬物理實(shí)驗(yàn)過程，其最主要的目的就是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。比如，在滑動變阻器的教學(xué)部分，傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生很難理解電壓和電流是怎樣隨著滑動變阻器的變化而變化的，但如果在計(jì)算機(jī)上對該教學(xué)內(nèi)容加以演示，使電壓和電流隨電阻的變化而變化，便可以直觀感受相應(yīng)數(shù)字顯示或燈光強(qiáng)度變化。用虛擬的網(wǎng)絡(luò)模擬物理實(shí)驗(yàn)演示，可以將視頻、動畫和圖片等都有效結(jié)合起來，不僅可以將物理實(shí)驗(yàn)的概念以及目的清楚地表現(xiàn)出來，而且更加形象生動，能夠帶來理想的教學(xué)效果，同時(shí)還有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。

（2）構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建立，是物理教學(xué)改革的一項(xiàng)重要舉措，它能夠使學(xué)生高效地從物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)到知識。物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺首先是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源平臺，教師需要把所有的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作演示和相關(guān)儀器使用說明都上傳到網(wǎng)絡(luò)物理教學(xué)平臺上，這樣，學(xué)生就可以隨時(shí)隨地對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)。這也是傳統(tǒng)教學(xué)方法所不能做到的，物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，解決學(xué)生在預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中遇到的各種問題。

網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)形式，融入了動畫和圖片等，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)對于一些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備比較難掌握和實(shí)驗(yàn)步驟比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以反復(fù)學(xué)習(xí)和研究，而且一些標(biāo)準(zhǔn)的操作流程還可以供學(xué)生下載，大大減少了教師在實(shí)驗(yàn)過程中所花費(fèi)的時(shí)間，提高了物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效率。

（3）構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)交流平臺。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化，除了可以構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺外，還可以構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)交流平臺。這種網(wǎng)絡(luò)交流平臺主要是為了方便教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生，甚至教師與教師之間進(jìn)行交流。比如，學(xué)生可以在該平臺交流和討論所學(xué)到的物理知識，或者在物理實(shí)驗(yàn)中遇到的困難，還可以與同學(xué)們一起觀看物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M過程，并談?wù)撟约旱男牡门c體會。教師可以利用該平臺實(shí)時(shí)解決學(xué)生遇到的困難，或者與其他教師一起討論課程進(jìn)展和教學(xué)方式，以提高教學(xué)成效。

3 網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M的作用

（1）有利于拉近師生之間的距離。借助網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最大的好處就是拉近師生之間的距離，增加了師生之間的互動，巧妙地解決了師生之間交流困難的問題。通過網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)，教師可以更加容易地與學(xué)生成為朋友，更方便地與學(xué)生進(jìn)行溝通和交流。不僅給物理教學(xué)增添了趣味性，還提供了教學(xué)互動的良好平臺。網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M更容易吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生能夠主動投身到物理學(xué)習(xí)中，滿足學(xué)生的個(gè)性發(fā)展需求。

（2）有利于提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)效果。網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)體系，為學(xué)生提供了充足的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)資源，開拓了學(xué)生對于物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知。雖然物理實(shí)驗(yàn)教材是開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)，但僅憑一本教材是難以深入了解和認(rèn)識物理實(shí)驗(yàn)的。對于課前完全不了解物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說，想要在課堂上又快又好地做好物理實(shí)驗(yàn)，是十分困難的。因此通過網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，極大地方便了學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。我們可以隨時(shí)通過電腦或手機(jī)進(jìn)行網(wǎng)上物理實(shí)驗(yàn)操作方法演示，包括教師的教學(xué)PPT和實(shí)驗(yàn)操作模擬，使學(xué)生能夠在課前就對物理實(shí)驗(yàn)操作過程有充分的了解，并在課后進(jìn)行系統(tǒng)而詳細(xì)的復(fù)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M也使預(yù)習(xí)效果有所提高，使抽象的知識具體化和形象化，使難以操作的實(shí)驗(yàn)都能生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)能夠扎實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作方法。

（3）有利于提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。借助網(wǎng)絡(luò)對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，首先保證學(xué)生有扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識，只有具備了扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識，才能在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，有自己的深刻感悟。學(xué)生在觀看實(shí)驗(yàn)操作的示范視頻時(shí)，能夠一邊觀看學(xué)習(xí)，一邊尋找可用的設(shè)備來親自操作一番，很好地提高了學(xué)生的操作能力，同時(shí)可以在操作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行探索和創(chuàng)新。學(xué)生可根據(jù)個(gè)人能力和興趣，開展簡單的手邊實(shí)驗(yàn)，這也是網(wǎng)絡(luò)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力及探索創(chuàng)新精神。

4 借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示的原則

（1）目的性原則。通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)演示，首先應(yīng)該具有特定的研究內(nèi)容，即目的明確。一般需要進(jìn)行模擬的實(shí)驗(yàn)都是比較復(fù)雜的，學(xué)生不易理解和接受。而只需用簡單的方法就能很清楚地解釋物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，是沒有必要利用網(wǎng)絡(luò)加以模擬的。因此，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M，一定要有明確的目的性和選擇性。讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M感受一些較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供直觀的、形象的實(shí)驗(yàn)體會?；诰W(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示中具有明顯的優(yōu)勢，可以將物理現(xiàn)象和物理過程予以充分展現(xiàn)。

（2）科學(xué)性原則。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，因此在借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M時(shí)，要遵循科學(xué)性原則。無論以何種形式來演示物理實(shí)驗(yàn)，都須以科學(xué)性為基本原則，使模擬的物理實(shí)驗(yàn)科學(xué)準(zhǔn)確，只有這樣才能很好地運(yùn)用于物理教學(xué)。比如，利用網(wǎng)絡(luò)演示的內(nèi)容不能過于密集，也不能毫無規(guī)律，否則會使學(xué)生難以將注意力集中于教學(xué)內(nèi)容中。設(shè)計(jì)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M要力求形象直觀，盡可能接近實(shí)際操作，以有效引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)，提高學(xué)習(xí)效率。

5 總結(jié)

目前對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革主要集中于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M，是一種新型的教學(xué)方式，可以與傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)互補(bǔ)。該教學(xué)方式是信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，是未來物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)化的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M有利于提升教學(xué)質(zhì)量，完善課程設(shè)置，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

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