探究“仿真物理實驗室”軟件在物理教學(xué)中的運用
——真實情景再現(xiàn)

張 飛

(江蘇省南京航空航天大學(xué)附屬初級中學(xué) 210001)

對于從未系統(tǒng)接觸過物理知識的初中生來說，在物理學(xué)習(xí)過程中，很多物理知識點具有抽象性，理解起來具有一定的難度.受現(xiàn)實條件限制，物理教師在教學(xué)過程中只能將一些難以實現(xiàn)的物理實驗省略實踐環(huán)節(jié)，而是直接將相關(guān)的物理知識點傳授給學(xué)生，如此一來不僅物理教學(xué)效果難以保證，還會讓學(xué)生逐漸失去對物理知識的學(xué)習(xí)興趣.為此，將物理仿真物理實驗室軟件應(yīng)用到初中物理教學(xué)中，可以有效彌補物理實驗難以達(dá)成的缺陷.

一、將仿真物理實驗室應(yīng)用到初中物理教學(xué)中的作用

1.提升物理課堂教學(xué)效率

在初中物理教材中，涉及到很多物理實驗教學(xué)內(nèi)容，在有限的物理課堂時間內(nèi)實踐起來有一定的難度.例如，針對蘇科版初中物理教材中，凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行實驗演示的過程中，會受到外界因素影響，難以達(dá)到理想的實驗效果，在光線達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，會影響到學(xué)生最終的觀察效果，而且無法保證班級中所有位置的學(xué)生能夠清晰的觀察到物理實驗.而利用仿真物理實驗室軟件能夠為學(xué)生建立透鏡成像光路圖，讓學(xué)生清晰的看到物理實驗想象，從而幫助學(xué)生降低物理知識的學(xué)習(xí)難度，提升物理課堂教學(xué)效率.

2.有利于物理知識整合

隨著信息技術(shù)水平的高速發(fā)展，教育信息化成為教育發(fā)展的必然趨勢，引用仿真物理實驗教室正符合信息化教育的發(fā)展方向，在物理教學(xué)過程中，教室能夠利用仿真物理實驗教室軟件設(shè)計出合適的教學(xué)軟件，為學(xué)生呈現(xiàn)出生動形象的物理實驗情景，從而激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣與好奇心.在此過程中，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的物理知識與實驗內(nèi)容結(jié)合在一起，并不斷更新學(xué)生對物理知識的認(rèn)知與理解，并掌握更多的物理知識.仿真物理實驗室軟件的應(yīng)用，實現(xiàn)了信息技術(shù)與初中物理教學(xué)的融合，有利于物理知識整合與應(yīng)用.仿真物理實驗室教學(xué)軟件的開發(fā)與利用為初中物理教學(xué)起到了積極的輔助作用.在實踐中有較強的操作性，能夠模擬真實的物理實驗情景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集仿真運算，從而幫助學(xué)生更好的理解物理知識，加深對物理知識的印象，激發(fā)學(xué)生對物理知識的探究欲望，激發(fā)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性.

二、在初中物理教學(xué)中應(yīng)用仿真物理實驗室軟件的策略

1.利用虛擬實驗解決教學(xué)中的重點與難點

在初中物理教學(xué)過程中，通過實驗演示的方式能夠幫助更好的理解物理知識，讓學(xué)生感受到物理知識的魅力，吸引學(xué)生的課堂注意力.但在實際教學(xué)中，受時間、地點、設(shè)備等因素影響，物理實驗教學(xué)難以開展.而隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，這一教學(xué)缺憾能夠得以彌補，利用仿真物理實驗室教學(xué)軟件能夠通過模擬實驗的方式，解決物理教學(xué)中的重點與難點.例如，在蘇科版初中物理教材中，當(dāng)教師在講授電流相關(guān)知識時，判斷電流方向、計算電流大小是教學(xué)重點與難點，由于電流在導(dǎo)體中不可見，加大了學(xué)生理解的難度，使得學(xué)生難以掌握電流分路和電流計算這部分知識內(nèi)容，特別是電荷流動對學(xué)生來說難以理解.此時，教師可以利用仿真物理實驗室軟件，為學(xué)生設(shè)計電流的動態(tài)實驗，為學(xué)生呈現(xiàn)出導(dǎo)線中正、負(fù)電荷流動的畫面，通過放大微觀的方式，給學(xué)生直觀的視覺體驗，從而降低學(xué)生對物理知識的理解難度.在初中物理教學(xué)過程中，通過虛擬實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好的理解物理課程中的重點與難點內(nèi)容，從而提升物理課堂教學(xué)效率.

2.彌補傳統(tǒng)實驗的不足

初中物理教師在教學(xué)的過程中，可以先利用虛擬實驗向?qū)W生介紹物理實驗的目的、要求及實驗原理，從而讓學(xué)生根據(jù)實驗要求與實驗注意事項進(jìn)行虛擬實驗操作，并對得到的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，反思實驗過程與結(jié)果，在完成虛擬實驗后，學(xué)生能夠在真實的物理實驗中避免出現(xiàn)不必要的錯誤與失誤.例如，在蘇科版初中物理教材中，當(dāng)教師在知道學(xué)生做電路連接相關(guān)實驗時，如果學(xué)生經(jīng)常操作出錯，軟件會自動發(fā)出提醒，需要學(xué)生重新連接電路進(jìn)行實驗，在這樣的模式下，學(xué)生能夠保持清晰的實驗思路，提高了學(xué)生實踐操作物理實驗的質(zhì)量與效率.還有些物理實驗難以在課堂中實踐完成，教師可以利用仿真物理實驗教室軟件為學(xué)生呈現(xiàn)虛擬實驗，從而解決那些由于實驗難度較大無法保證實驗結(jié)果，需要一定經(jīng)濟成本支持及具有一定危險性的物理實驗.可見虛擬物理實驗?zāi)軌驈浹a傳統(tǒng)物理實驗的不足之處.例如，在做托里拆利實驗時，實驗原料水銀具有一定的危險性，難以操作完成，教師可以利用仿真物理實驗教室軟件為學(xué)生呈現(xiàn)物理實驗，從而解決物理實驗有危險，操作難度大的問題，從而幫助學(xué)生更好的理解相關(guān)物理知識，并了解了相關(guān)的實驗過程與實驗結(jié)果.

3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

新課程改革背景下，要求初中物理教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，而興趣是學(xué)生最好的學(xué)習(xí)動力，動手實驗是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑.為此，初中物理教師要鼓勵學(xué)生積極主動的參與到科學(xué)探究中.由于物理實驗中經(jīng)常會運用到一些實驗儀器，學(xué)生害怕?lián)p壞實驗儀器，經(jīng)常不敢放開手腳操作，進(jìn)而緊固了學(xué)生的創(chuàng)新能力.而仿真物理實驗教室軟件為學(xué)生營造了打破時間、空間限制的物理實驗探究條件，學(xué)生可以根據(jù)自己天馬行空的想象力進(jìn)行物理實驗，從中感受物理科學(xué)探究的樂趣，從中了解更多的物理知識，激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生具備科學(xué)探究精神.以變阻器改變燈泡亮度實驗中，教師可以為學(xué)生在課上進(jìn)行實驗演示，讓學(xué)生在課后通過仿真物理實驗教室軟件進(jìn)行實驗探究，為學(xué)生提供課后物理實驗探究的機會，教師根據(jù)學(xué)生的實驗結(jié)果予以學(xué)生評價與指導(dǎo)，還可以讓學(xué)生以小組合作的方式一同探究物理實驗.很多原本對物理知識并不感興趣的學(xué)生通過仿真物理實驗教室軟件，逐漸燃起了對物理知識的探究興趣，并逐漸將自己的創(chuàng)新想法應(yīng)用到物理實驗中，對其學(xué)習(xí)物理知識起到了積極的輔助作用，同時培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力.

綜上所述，初中物理實驗是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，新課程改革背景下，重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)與綜合素質(zhì)，物理實驗教學(xué)成為當(dāng)下教學(xué)的重要環(huán)節(jié).但是，受諸多因素影響，初中物理實驗教學(xué)在實踐中并未取得令人滿意的教學(xué)成效，而仿真物理實驗教室軟件的應(yīng)用，能夠有效彌補傳統(tǒng)物理實驗的不足之處，有效提升初中物理教學(xué)效率，幫助學(xué)生更好的整合物理知識點，為初中物理實驗教學(xué)起到了積極輔助作用，能夠有效激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣與探究欲望，提升物理教學(xué)的質(zhì)量與效率.