仿真教學在物理教學中的運用

物理作為一門實驗類學科，在實際教學中，由于受到教學環(huán)境的影響，實驗儀器的復雜、精密與昂貴，往往不能允許學生自行設計實驗參數(shù)、反復調(diào)整儀器，不利于學生剖析儀器性能和結構、理解實驗的設計思想和方法。仿真教學作為一種新的科學研究手段和教學手段，為學生及專業(yè)教師提供了教學科研平臺，延展了創(chuàng)新的想象空間，可以調(diào)動學生的學習主動性，必將在未來的智能化教育領域中取得重大的發(fā)展，成為現(xiàn)代教育的基礎。

1 仿真教學法在物理教學中的優(yōu)勢

在物理教學中應用仿真教學有哪些優(yōu)勢呢？

（一）吸引學生的注意力，提升學生課堂興趣

很多物理現(xiàn)象都是十分有趣的，但是，在教室里面的教學通常是空洞乏味，學生們對這些不感興趣，在課堂上很容易走神。引入仿真教學法后，可以很大程度地改變這一現(xiàn)象。教師可以借助多媒體技術、虛擬仿真技術構建一種高度虛擬仿真的實驗教學環(huán)境，使學習者體驗置身其中的感覺，最大限度地激發(fā)學生的自主實驗興趣以及解開物理奧秘的沖動，達到提升學生課堂興趣的目的。

（二）完成不可能的實驗，提升教學效果

物理實驗器材往往要求精確，而且很多物理實驗器材極其昂貴，學校很難給每位學生提供一套完備精準的實驗儀器。利用多媒體仿真技術，可以把實驗過程以及實驗結果形象逼真地演示出來，學生也可以自己進行仿真演練，提升課堂教學效果。不僅如此，教師和學生還可以利用仿真技術，完成復雜實驗、危險實驗和反應周期過長的實驗等傳統(tǒng)實驗室無法完成的實驗。

（三）豐富課堂教學形式，提升教學效率

仿真教學的應用突破了實驗教學對客觀條件的依賴性，滿足了實際的課堂教學需要，而且仿真教學涉及各種大小實驗，也不用擔心器材的損耗，大大縮短了實驗的時間，提升了教學的效率。

2 如何在物理教學中合理運用仿真

物理是所有學科之中對科學素養(yǎng)要求最高的學科。因此，我們在教學之中必須注意培養(yǎng)學生的方方面面，不能把學生局限于某一“特長”之中。如何恰到好處地在物理教學之中運用仿真教學是非常關鍵的。

（一）運用仿真軟件要準確詳細

仿真軟件模擬實驗是很嚴密的，雖然不是在實驗室進行操作實驗，但我們在運用仿真軟件教學的時候，也必須嚴格按照相應的實驗步驟進行，不能對其進行不恰當?shù)暮喕踔潦沁z漏。規(guī)范的操作也有利于讓學生養(yǎng)成良好的實驗素養(yǎng)。

（二）應符合教學實際要求

仿真教學必須根據(jù)實際情況而定，能進實驗室操作的實驗或者能在教室做演示實驗的部分教學，應盡可能地避免使用仿真軟件教學。要根據(jù)實際情況，多讓學生在實驗室規(guī)范地進行實驗操作，以此來培養(yǎng)學生的動手能力。

（三）拓寬學生的視野

教師可以讓學生在仿真軟件上進行練習和模擬，也可以讓學生自己完成一些有趣的小實驗。一來可以培養(yǎng)學生們的實驗興趣，拓寬學生的視野；二是可以讓學生盡快的熟悉并了解軟件。

3 運用仿真教學時應注意哪些問題

仿真教學雖然方便，但是一昧地濫用仿真教學和不恰當?shù)厥褂梅抡娼虒W對培養(yǎng)學生的物理科學素養(yǎng)是十分不利的。我們不僅要培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力以及個人的創(chuàng)新能力，同時還要注重學生的理論知識教育以及團體合作能力的培養(yǎng)。教師要做到因材施教，不能過度依賴仿真技術輔助教學。因此我們在運用仿真技術進行物理教學的時候，必須注意幾個問題：

（一）不能夸大仿真技術的作用

仿真技術是否在教學中使用，完全取決于教學的需求。仿真技術只是一種教學手段，它的角色應為促進學生自主學習的認知工具與協(xié)作交流工具，代替不了教師的課堂現(xiàn)場教學經(jīng)驗、智慧和情感。不能盲目地依賴于仿真技術而把所有的教學環(huán)節(jié)都用計算機模擬操作。仿真教學不是通用于任何教學過程之中，摒棄傳統(tǒng)教學模式而選擇仿真教學并不是一個明智的選擇，這樣會使得學生毫無創(chuàng)新能力和動手能力，長久如此也會讓學生覺得枯燥和乏味。

（二）不能讓仿真實驗完全代替實際操作實驗

物理實驗是不可替代的，應盡量讓學生親自操作，親自觀察，讓學生獲取第一手資料。利用仿真技術可以很方便地實現(xiàn)模擬，甚至模擬現(xiàn)實中難以實現(xiàn)的實驗。但是，如果熱衷于在計算機上模擬操作而忽視學生的實際操作，勢必會不利于學生動手能力的培養(yǎng)。同時由于模擬實驗不是真實的自然環(huán)境實驗，使得它的可信度不高，如果長期讓學生接受他們所懷疑的信息，那么必然會使他們喪失質(zhì)疑、創(chuàng)新的欲望和能力，這與運用仿真技術進行輔助教學的初衷背道而馳。

（三）應注重實際，完善教學

每位教師面對的學生都是不一樣的，因此教師在利用仿真技術進行教學的時候，一定要根據(jù)實際情況改變自己的教學策略，不能夠過分地偏向仿真教學，更不能一昧照搬別人的仿真教學方式進行教學。

4 結論

仿真技術在物理教學中的運用，是社會進步的需要，是科學技術發(fā)展的必然選擇，是物理教學現(xiàn)代化的一種體現(xiàn)形式。它不僅能有效地提高物理教學的質(zhì)量，而且能培養(yǎng)學生利用信息技術獲取信息、分析信息和處理信息的能力，讓學生獲得適應未來信息社會需要的創(chuàng)新能力、動手操作能力和思維想象能力，使學生學會學習?？傊?，利用仿真技術進行物理教學既有好處也會帶來一些問題，教師必須根據(jù)實際教學情況和教學目標來選擇合適的教學方式，最大程度地引導學生學習物理，對物理產(chǎn)生興趣，從而發(fā)揮仿真教學的最大優(yōu)勢，達到理想教學目的。

[基金項目]：湖南省自然科學基金（2015JJ6092，2016JJ6023）；湖南省教育廳（15B191）；吉首大學研究生教改課題（JG2016B07，JG2016B03）；吉首大學校級教改課題（2015JSUJGB03）；吉首大學博士科研啟動資金（jsdxrcyjkyxm201502）。

（作者單位：吉首大學物理與機電工程學院）