探究仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用

張 艷

(云南省宣威市第八中學(xué) 655400)

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，具有很強(qiáng)的探究性，教學(xué)經(jīng)常需要演示促進(jìn)學(xué)生理解，讓其在觀察、對比中獲得認(rèn)知，以總結(jié)規(guī)律，形成系統(tǒng)認(rèn)知.然而，在實(shí)際教學(xué)中，受到各方面條件的限制，課堂難以開展實(shí)驗(yàn).對此，就可借助仿真實(shí)驗(yàn)改善，讓學(xué)生在模擬情境中觀察，以獲得間接經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)深入做好準(zhǔn)備.

一、預(yù)習(xí)——提前準(zhǔn)備，提高效率

高中物理教學(xué)十分重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，對于學(xué)生操作有明確要求，因而在教材中設(shè)計(jì)了很多分組實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn).然而，在實(shí)際操作中，這些實(shí)驗(yàn)的實(shí)施與開展需要花很多時(shí)間，如果在課堂上一 一完成，就會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)進(jìn)度.

針對以上問題，在教學(xué)中就要借助仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)７?，不必要在課堂上讓學(xué)生熟悉一些實(shí)驗(yàn)流程，像實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng)等都需要化很多時(shí)間，之后還要點(diǎn)評，更是費(fèi)時(shí).在課堂上，如果一味沿襲傳統(tǒng)，就會(huì)讓學(xué)生陷入高壓、焦慮的情緒中，最終導(dǎo)致教學(xué)效果變差.因此，就可引入仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)投入到實(shí)驗(yàn)中，以解決問題，提高效率.在教學(xué)“探究平行四邊形定則”時(shí)，鑒于這是重點(diǎn)，需要學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，借助實(shí)踐加深學(xué)習(xí)印象.在實(shí)踐時(shí)，就可先從網(wǎng)上下載相關(guān)的動(dòng)畫仿真實(shí)驗(yàn)程序，將其拷貝到機(jī)房的計(jì)算機(jī)上，讓學(xué)生利用課余時(shí)間自主完成.由此，學(xué)生便在實(shí)踐操作中認(rèn)識并掌握“探究平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的原理、彈簧秤讀數(shù)的方法、記錄數(shù)據(jù)的方法以及作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等.這樣一來，便能最大限度提高課堂教學(xué)效率，將有限的時(shí)間花在“刀刃”上，給每個(gè)學(xué)生提供實(shí)踐體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓其在仿真實(shí)驗(yàn)中獲得真切感悟，無形中對學(xué)科產(chǎn)生興趣，主動(dòng)參與到后續(xù)活動(dòng)中.長此以往，就能改變學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的看法，從根本上轉(zhuǎn)變態(tài)度，以為能力的提升、素養(yǎng)的發(fā)展做好充分準(zhǔn)備.

借助預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的實(shí)踐就能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生，讓其在正式探究前就將學(xué)內(nèi)容，為真實(shí)實(shí)驗(yàn)做好扎實(shí)準(zhǔn)備.在這一過程中，要鼓勵(lì)學(xué)生互幫互助，讓學(xué)優(yōu)生帶領(lǐng)學(xué)困生，在細(xì)節(jié)方面做好引導(dǎo)，確保在仿真實(shí)驗(yàn)后能順利完成課堂實(shí)驗(yàn).

二、探究——對比引導(dǎo)，促進(jìn)理解

在高中物理課堂上，實(shí)驗(yàn)與學(xué)科的關(guān)系十分密切，教學(xué)過程中需要大量實(shí)驗(yàn)，借助演示呈現(xiàn)，幫助學(xué)生理解，以促進(jìn)并深化理論學(xué)習(xí).意識到這一點(diǎn)，就可引入仿真實(shí)驗(yàn)，借助這一活動(dòng)給促進(jìn)學(xué)生對概念以及規(guī)律的理解，扎實(shí)掌握.

在當(dāng)前教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)雖然進(jìn)行，但是效果并不佳，尤其是一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，雖然前排學(xué)生看得見，大后排學(xué)生難以看清楚，這就導(dǎo)致教學(xué)難以達(dá)到預(yù)期效果.針對這一問題，就可借助仿真實(shí)驗(yàn)解決，具體實(shí)施時(shí)可先進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，隨后借助仿真實(shí)驗(yàn)對比，之后將兩者結(jié)合對比講解.這樣一來，不僅能突出實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，還能放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生對結(jié)論規(guī)律有更清晰、深刻的理解.在教學(xué)“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”一課時(shí)，就可借助這一方式講解，首先演示三個(gè)實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)線切割磁感線、磁體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流以及線圈電流改變產(chǎn)生感應(yīng)電流.隨后借助多媒體進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在這一過程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“產(chǎn)生感應(yīng)電流”的條件分析.由此，便能將原本一瞬間的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象，即“電流表指針?biāo)查g變化”延長，讓學(xué)生在屏幕上清楚觀察到，以加深對重點(diǎn)的理解，讓原本模糊的知識點(diǎn)變得清晰.在這一過程中，如果學(xué)生有需要，還可以反復(fù)演示，進(jìn)行減速操作和暫停操作，以幫助其清楚了解，有效提升教學(xué)效率，無形中完善學(xué)生認(rèn)知體系，讓其在仿真實(shí)驗(yàn)中獲得學(xué)習(xí)支持.

這樣一來，就能將仿真實(shí)驗(yàn)運(yùn)用到課堂教學(xué)中，將原本不清楚的現(xiàn)象放大、延長，在這一過程中促進(jìn)學(xué)生理解，讓其有機(jī)會(huì)、有時(shí)間將實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)合，無形中掌握要點(diǎn)，避免認(rèn)知不清，后期出現(xiàn)短板，最終影響學(xué)科能力的提升.

三、復(fù)習(xí)——同步訓(xùn)練，加深鞏固

在傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課上，通常是“教師講，學(xué)生聽”，這一方法過于單一，弱化學(xué)生主體地位，難以達(dá)到理想效果.為了改變這種“學(xué)生學(xué)得累，老師教得累”的問題，就可引入仿真實(shí)驗(yàn)，同步習(xí)題訓(xùn)練，幫助學(xué)生及時(shí)鞏固，查漏補(bǔ)缺.

在復(fù)習(xí)中，如果在學(xué)生遇到難點(diǎn)問題時(shí)，就要回顧之前的實(shí)驗(yàn)，這會(huì)浪費(fèi)很多課堂時(shí)間，且效果無法保障.對于這一問題，就可創(chuàng)新模式，在遇到較難的專題復(fù)習(xí)時(shí)，可帶學(xué)生到機(jī)房復(fù)習(xí)，借助仿真系統(tǒng)展開，一邊講解一邊讓學(xué)生操作，以喚醒學(xué)生舊知，讓其針對難點(diǎn)展開剖析.這樣一來，不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生，激發(fā)其興趣，還能改變學(xué)習(xí)模式，讓復(fù)習(xí)課堂有所突破.在復(fù)習(xí)“測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可借助電路仿真軟件Multisim，先讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí).在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生就可根據(jù)題目內(nèi)容自由搭建實(shí)驗(yàn)電路，及時(shí)反饋，以獲得電路各部分的電流和電壓數(shù)據(jù).在仿真操作中，學(xué)生測量電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻，將三種實(shí)驗(yàn)電路用模擬軟件搭建起來，之后獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù).這時(shí)，考慮到學(xué)習(xí)難度較大，就可開展合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在獲取數(shù)據(jù)后用Excel進(jìn)行處理，之后提供時(shí)間讓其進(jìn)行組間交流，最后在班級匯報(bào).這樣一來，在這一節(jié)復(fù)習(xí)課中，學(xué)生不僅及時(shí)復(fù)習(xí)了三種測量電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻的電路，還在原有基礎(chǔ)上完善認(rèn)知，以提升復(fù)習(xí)課的教學(xué)效率，無形中培養(yǎng)學(xué)生操作能力.

在這一過程中，除了讓學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，還要幫助其構(gòu)建知識框架，將實(shí)踐與理論完美結(jié)合，切實(shí)幫助其掌握.需要注意的是，這種復(fù)習(xí)方式對于學(xué)生能力要求較高，因而為了確保整體效率，就要加強(qiáng)對學(xué)困生的關(guān)注，及時(shí)提供幫助.

總之，仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用可落實(shí)到高中物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，物理是預(yù)習(xí)、課堂探究還是復(fù)習(xí)，都可借此激發(fā)學(xué)生，讓其在興趣驅(qū)動(dòng)下展開積極探索，以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維能力，讓其在循序漸進(jìn)中提升認(rèn)知能力，最終落實(shí)教學(xué)目標(biāo)，讓課堂達(dá)到預(yù)期效果.