仿真實驗在高中物理習(xí)題課中的應(yīng)用

肖光宏

【摘要】? 隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)引入科技手段，已經(jīng)成為當(dāng)下教育工作者必須選擇的課堂改進(jìn)技術(shù)之一。在高中物理習(xí)題課的教學(xué)過程中，開展仿真實驗，在幫助學(xué)生理清問題重、難點(diǎn)的同時，更有利于其思維發(fā)展。本文從當(dāng)下物理教學(xué)的內(nèi)容出發(fā)，探究在應(yīng)用仿真實驗時，如何解決學(xué)生在物理習(xí)題課程中所遇到的問題。

【關(guān)鍵詞】? 仿真實驗 高中物理 習(xí)題課

【中圖分類號】? G633.7 ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）04-150-01

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依靠信息技術(shù)解決當(dāng)下的教育難點(diǎn)，就要求教育工作者在進(jìn)行教育活動的同時，理清學(xué)習(xí)過程中存在的問題，對比于高中教學(xué)環(huán)節(jié)的其它課目，高中物理具有涵蓋知識面復(fù)雜，內(nèi)容層次深，課程聯(lián)系大的特點(diǎn)。作為一門對學(xué)生空間能力與邏輯能力提出較高要求的課程，如果學(xué)生在解題過程中只能依靠憑空想象，便無法取得較好的教學(xué)成果，引入仿真實驗，在幫助學(xué)生理清知識點(diǎn)的同時，能夠有效解決物理學(xué)系過程中存在的問題。

一、傳統(tǒng)教育模式存在的問題

傳統(tǒng)的物理教育方式趨向于教師的講解與書本內(nèi)容的展示，一旦教師的教學(xué)工作產(chǎn)生偏差，或是教材的理解難度較大，學(xué)生就不能形成良好的知識體系，在學(xué)習(xí)過程中，產(chǎn)生“盲人摸象”的片面認(rèn)知，不利于物理思維的發(fā)展。作為一門理論應(yīng)用與實際實驗相結(jié)合的學(xué)科，物理學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生擁有出色的運(yùn)算能力，還要有良好的空間思維與想象能力。在當(dāng)今的素質(zhì)教育環(huán)節(jié)，教育理論層出不窮，在對教師的教學(xué)水平提出挑戰(zhàn)的同時，更要求其結(jié)合當(dāng)下的時代環(huán)境，不斷探索如何應(yīng)用新型技術(shù)手段。在中學(xué)物理教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)工程大，設(shè)計內(nèi)容復(fù)雜，僅僅依靠教師的口頭講述與文字演示，明顯不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。對于一些較為抽象的內(nèi)容，如電磁學(xué)，學(xué)生會因缺少直觀的教學(xué)展示而無法形成有效的教學(xué)反饋。對于當(dāng)下的教育活動來說，決定教學(xué)質(zhì)量的不僅僅是當(dāng)前的書本內(nèi)容與教師授課方式，還有日新月異的信息技術(shù)。

二、仿真實驗在物理習(xí)題課程中的應(yīng)用

（一）幫助學(xué)生認(rèn)知，減輕課業(yè)壓力

通過對物理知識的相關(guān)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成獨(dú)特的知識理念，并在不斷修正的過程中養(yǎng)成獨(dú)到的核心素養(yǎng)。教師通過對學(xué)生科學(xué)觀念，空間思維，探究意識等相關(guān)能力的發(fā)掘，能夠使學(xué)生更好地配合物理教學(xué)活動。但需要注意的是，在高中物理教學(xué)活動中，許多理論內(nèi)容都十分抽象，如果只依靠教師的單方面講解，學(xué)生無法有效吸收課程的重點(diǎn)內(nèi)容，即使進(jìn)入了習(xí)題課程的解答環(huán)節(jié)，也只能表現(xiàn)出“知其然不知其所以然”。

自從進(jìn)入高中課本開始，便注定要成為“抽象”與“難點(diǎn)”的代名詞。以電磁學(xué)的學(xué)習(xí)為例，帶電粒子在電、磁場中的運(yùn)動軌跡比較抽象，用仿真實驗軟件模擬粒子的運(yùn)動軌跡，將抽象變具象，使這些在課堂上無法演示的實驗，形象、直觀地展現(xiàn)出來，讓學(xué)生對粒子在復(fù)合場的運(yùn)動軌跡有清晰的認(rèn)識，這樣可以避免空洞的描述，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到學(xué)習(xí)的最優(yōu)化。

比如磁聚焦與磁發(fā)散原理的教學(xué)：一組平行的帶電粒子以相等的速率垂直射入半徑為R的圓形磁場區(qū)域，若粒子的運(yùn)動軌跡半徑也為R，則這些粒子將會聚于同一點(diǎn)。按照運(yùn)動的可逆性原理，從同一點(diǎn)發(fā)射的各個方向的等速率粒子，離開圓形磁場后將平行射出。

本人利用仿真實驗軟件制作出課件，非常直觀地反映了該運(yùn)動過程。對上述問題也就非常容易求解了。

【體會】在解題環(huán)節(jié)，學(xué)生可以依靠腦海中的仿真實驗獲得記憶梳理，從物理模型的運(yùn)轉(zhuǎn)尋找解題思路，相較于傳統(tǒng)的“冥思苦想”，借助仿真實驗，能夠幫助學(xué)生形成有效的學(xué)習(xí)思維。在這一部分的教學(xué)活動中，教師可以合理利用仿真實驗作為教學(xué)手段，幫助學(xué)生建立模型，使抽象的概念變成具體的動畫展示，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。依靠仿真實驗，學(xué)生在腦海中形成清晰的物理模型，加深對物理學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)課程內(nèi)容的認(rèn)知。

（二）培養(yǎng)思維意識，提升解題能力

在物理學(xué)習(xí)的過程中，存在許多要求計算并進(jìn)行推導(dǎo)的環(huán)節(jié)，但學(xué)生的表現(xiàn)并不能盡如人意，在物理習(xí)題課程，一些學(xué)生在解題環(huán)節(jié)無法形成正確的解題思路，一些學(xué)生則會忽視掉必要的細(xì)節(jié)，造成考試的丟分。在當(dāng)下的物理教學(xué)活動中，要幫助學(xué)生形成系統(tǒng)有效的解題方式，就要注重培養(yǎng)其思維能力，激發(fā)其創(chuàng)新精神和實踐能力，在掌握相關(guān)物理概念的同時，對已經(jīng)出現(xiàn)的物理規(guī)律和現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，在已有知識積累的輔助下，完成相關(guān)的習(xí)題課程。

以“帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動”的相關(guān)學(xué)習(xí)為例，特別是涉及到臨界問題分析時，即使教師講得天花亂墜，但缺乏前期的模型展示，在面對相關(guān)習(xí)題進(jìn)行解答時，學(xué)生仍然會出現(xiàn)“老虎吃天，無從下口”的尷尬局面。通過教師對仿真實驗的應(yīng)用，在幫助學(xué)生理清物理原理的同時，更容易接納相關(guān)知識點(diǎn)。

通過建立仿真實驗，能夠使學(xué)生形成“記憶——物理實驗原理——利用”的有機(jī)循環(huán)，避免解題過程中的錯誤，提升解題效率。

（二）加深記憶效果，學(xué)會舉一反三

高中物理習(xí)題課程中，學(xué)生解題能力的提升往往依靠書山題海的訓(xùn)練以及對相關(guān)知識點(diǎn)的死記硬背，在這樣的強(qiáng)迫式的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣，不利于教師取得良好的教學(xué)效果。

開展仿真實驗，在幫助學(xué)生形成具體記憶的同時，有利于學(xué)生的舉一反三。

以“布朗運(yùn)動”概念的教學(xué)為例，在物理教學(xué)環(huán)節(jié)，教師缺乏必要的手段與資源開展真實實驗，可利用仿真實驗幫助學(xué)生進(jìn)行“情景再現(xiàn)”，通過對相關(guān)物理模型的把控，在降低教師工作壓力的同時，能夠有效吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過多個實驗的集合展示，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的法門，探究解題思路，找到習(xí)題課程中相關(guān)物理問題的共同點(diǎn)，形成獨(dú)特的創(chuàng)新思維。

結(jié)束語

高中物理習(xí)題課程是鍛煉學(xué)生相關(guān)知識能力運(yùn)用的必要課程，也是鞏固其知識層面的重要手段，借助仿真實驗，讓僵硬的書本動態(tài)化，直觀化，在幫助學(xué)生形成知識記憶的同時，有利于其物理思維的發(fā)展。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

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