淺談仿真物理實(shí)驗(yàn)室在初中物理教學(xué)中的作用

吳芳玉

摘 要：仿真物理實(shí)驗(yàn)室突破了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)客觀條件的依賴性（如不易操作、難以成功、環(huán)境污染、設(shè)備缺乏、實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性過(guò)高等問(wèn)題），滿足實(shí)際的課堂教學(xué)需要，是一種重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助工具。

關(guān)鍵詞：仿真物理實(shí)驗(yàn)室 物理教學(xué) 輔助教學(xué)

觀察和實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的基本方法，也是認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的重要途徑。而物理正是這樣一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)不僅有助于老師教學(xué)，更有利于學(xué)生對(duì)物理規(guī)律和物理現(xiàn)象的理解，因此物理實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中不容忽視。

物理學(xué)科有很多的物理場(chǎng)景，同時(shí)又包含了各種物理定律和數(shù)學(xué)的推導(dǎo)。這樣就對(duì)物理的輔助教學(xué)軟件有了更高的要求：既要能提供豐富的物理場(chǎng)景，也要能對(duì)物理場(chǎng)景進(jìn)行分析。物理學(xué)又是以探索為學(xué)習(xí)手段的，如果學(xué)生能通過(guò)軟件來(lái)探索和研究物理，那么這對(duì)于學(xué)生的能力和思維的培養(yǎng)是很有益處的。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，仿真物理實(shí)驗(yàn)室逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)走進(jìn)中學(xué)，那么仿真物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)初中生學(xué)習(xí)物理有哪些幫助呢？仿真物理實(shí)驗(yàn)室（又名NB物理實(shí)驗(yàn)），是一款中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，包含了電學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等所有初中物理實(shí)驗(yàn)的仿真演示。軟件含經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和DIY實(shí)驗(yàn)兩部分，可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，最大限度地模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景，并提供與實(shí)際實(shí)驗(yàn)的操作方法相類似的實(shí)踐體驗(yàn)。經(jīng)過(guò)筆者近半年對(duì)仿真物理實(shí)驗(yàn)室的體驗(yàn)以及學(xué)生的使用反饋，總結(jié)出仿真物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)初中物理學(xué)習(xí)有以下幾點(diǎn)幫助。

一、提高初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

很多學(xué)生在初中二年級(jí)開(kāi)始學(xué)習(xí)物理的時(shí)候，都認(rèn)為初中物理的學(xué)習(xí)很枯燥，而且很多學(xué)校（尤其是農(nóng)村）沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)的條件，物理實(shí)驗(yàn)課全靠老師在課堂上的講解，即便是課堂上的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們能觀察到的現(xiàn)象也并不是特別明顯，對(duì)于一部分物理基礎(chǔ)較差的同學(xué)來(lái)說(shuō)就像聽(tīng)天書一樣。仿真物理實(shí)驗(yàn)室則可以讓學(xué)生直觀的了解到物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，還可以自己動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，即使在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)也可以通過(guò)仿真物理實(shí)驗(yàn)室來(lái)體驗(yàn)。在學(xué)生自己動(dòng)手的過(guò)程中，逐漸激發(fā)了他們學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、幫助學(xué)生課前預(yù)習(xí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

基本上所有學(xué)生都是從初中開(kāi)始接觸物理這門課程，所以一開(kāi)始學(xué)習(xí)起來(lái)還是會(huì)有不同程度的難度的。有了仿真物理實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在課前自己先操作一遍實(shí)驗(yàn)，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到不懂的問(wèn)題自己會(huì)先有一個(gè)思考的過(guò)程，思考過(guò)后仍然得不到結(jié)果的可以在課堂上向老師提問(wèn)，這樣學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)輕松很多。同時(shí)課前預(yù)習(xí)有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

三、幫助學(xué)生課后復(fù)習(xí)，鞏固課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)

課堂上的時(shí)間是有限的，老師在課堂上講到的問(wèn)題不一定能立馬消化，但是課下要自己去思考很浪費(fèi)時(shí)間，而如果利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手再做一遍并結(jié)合老師所講的會(huì)理解更深刻，實(shí)踐是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的最好方法。很多學(xué)生在課堂上都是似懂非懂，或者是明明聽(tīng)懂了，但課后轉(zhuǎn)身即忘，歸根結(jié)底還是因?yàn)橛∠蟛粔蛏羁?。如果能通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)室再次模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)檢驗(yàn)自己所學(xué)的理論知識(shí)能否在實(shí)踐中得到應(yīng)用，會(huì)讓學(xué)生有很大的成就感，對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣更加濃厚。

四、有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和實(shí)踐能力

在傳統(tǒng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室存在很多弊端，比如，實(shí)驗(yàn)條件的限制導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論不一致，甚至相反，讓學(xué)生經(jīng)常對(duì)正確的理論產(chǎn)生過(guò)分的懷疑。還有些中學(xué)處于安全考慮和為了避免儀器損失而在實(shí)驗(yàn)室規(guī)定了許多規(guī)章制度，束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。這在中學(xué)物理教學(xué)中，嚴(yán)重影響了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，更是抑制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維的發(fā)展。在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，尤其是DIY實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能從觀察到的許多物理現(xiàn)象中產(chǎn)生一個(gè)個(gè)問(wèn)號(hào)，從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望，主動(dòng)投入學(xué)習(xí)中。還可以激發(fā)學(xué)生勇于探索、創(chuàng)造和追求真理的精神，長(zhǎng)此以往，學(xué)生就可以領(lǐng)悟出自己的一套思維方法。當(dāng)課堂上難以完成的實(shí)驗(yàn)通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)室模擬出來(lái)呈現(xiàn)給學(xué)生的時(shí)候，帶給孩子們的喜悅是難以用文字描述的，對(duì)他們學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和學(xué)習(xí)效率的提高的作用同樣是不言而喻的。

五、幫助備課老師制作優(yōu)秀的課件

仿真物理實(shí)驗(yàn)室是一種將物理規(guī)律內(nèi)置于電腦之中的軟件平臺(tái)。借助仿真物理實(shí)驗(yàn)室，可以設(shè)計(jì)與實(shí)施小到帶電粒子，大到宇宙天體的理想實(shí)驗(yàn)。仿真物理實(shí)驗(yàn)室具有操作簡(jiǎn)單、交互性強(qiáng)的特點(diǎn)，既是一個(gè)優(yōu)秀的物理教學(xué)平臺(tái)，也是一個(gè)優(yōu)秀的科學(xué)探究工具。

仿真物理實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)主模塊和四個(gè)專門模塊（光學(xué)模塊、電學(xué)模塊、熱學(xué)模塊和初中模塊?；景酥袑W(xué)物理中80%的內(nèi)容。各模塊提供了充足的物理器件和物理環(huán)境。通過(guò)搭建器件，并設(shè)置器件的屬性就能完成所設(shè)想的理想實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)室與其他的多媒體課件制作工具不同，它完全從物理學(xué)科的角度出發(fā)，實(shí)驗(yàn)者和課件制作者所要考慮的是物理學(xué)本身而不用太多考慮信息技術(shù)方面的擔(dān)心。首先在大腦中構(gòu)建一個(gè)物理模型，然后用仿真實(shí)驗(yàn)室提供的器件把它搭建出來(lái)就可以了。在仿真實(shí)驗(yàn)室各個(gè)模塊中為實(shí)驗(yàn)者和課件制作者提供了大量的器件，供使用者任意的塔尖，組合物理模型。試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)輸出，主模塊中還有變量和程序的功能，更能幫助備課老師隨心所欲地制作優(yōu)秀的課件。endprint