探究“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”軟件在物理教學(xué)中的運(yùn)用

張飛

摘 要：新課程改革背景下，初中物理教學(xué)重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，而實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)教學(xué)的有效途徑之一，在物理教學(xué)中占據(jù)重要地位.但在物理教學(xué)實(shí)踐中，物理實(shí)驗(yàn)課程并未取得理想效果，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件得以開發(fā)并被嘗試應(yīng)用到初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了全新的方式與方法.為此，本文就“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”軟件在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用展開分析探討，為初中物理教學(xué)改革起到積極推動(dòng)作用.

關(guān)鍵詞：仿真物理實(shí)驗(yàn)室;初中物理;實(shí)驗(yàn)室軟件;創(chuàng)新能力

對(duì)于從未系統(tǒng)接觸過物理知識(shí)的初中生來說，在物理學(xué)習(xí)過程中，很多物理知識(shí)點(diǎn)具有抽象性，理解起來具有一定的難度.受現(xiàn)實(shí)條件限制，物理教師在教學(xué)過程中只能將一些難以實(shí)現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)省略實(shí)踐環(huán)節(jié)，而是直接將相關(guān)的物理知識(shí)點(diǎn)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(huì)讓學(xué)生逐漸失去對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣.為此，將物理仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件應(yīng)用到初中物理教學(xué)中，可以有效彌補(bǔ)物理實(shí)驗(yàn)難以達(dá)成的缺陷.

一、將仿真物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在有限的物理課堂時(shí)間內(nèi)實(shí)踐起來有一定的難度.例如，針對(duì)蘇科版初中物理教材中，凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的過程中，會(huì)受到外界因素影響，難以達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果，在光線達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，會(huì)影響到學(xué)生最終的觀察效果，而且無法保證班級(jí)中所有位置的學(xué)生能夠清晰的觀察到物理實(shí)驗(yàn).而利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件能夠?yàn)閷W(xué)生建立透鏡成像光路圖，讓學(xué)生清晰的看到物理實(shí)驗(yàn)想象，從而幫助學(xué)生降低物理知識(shí)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(shí)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(shì)，引用仿真物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教室軟件設(shè)計(jì)出合適的教學(xué)軟件，為學(xué)生呈現(xiàn)出生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)情景，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)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(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合在一起，并不斷更新學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知與理解，并掌握更多的物理知識(shí).仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件的應(yīng)用，實(shí)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(shí)整合與應(yīng)用.仿真物理實(shí)驗(yàn)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(shí)踐中有較強(qiáng)的操作性，能夠模擬真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集仿真運(yùn)算，從而幫助學(xué)生更好的理解物理知識(shí)，加深對(duì)物理知識(shí)的印象，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)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(dòng)性.

二、在初中物理教學(xué)中應(yīng)用仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件的策略

1.利用虛擬實(shí)驗(yàn)解決教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)

在初中物理教學(xué)過程中，通過實(shí)驗(yàn)演示的方式能夠幫助更好的理解物理知識(shí)，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的魅力，吸引學(xué)生的課堂注意力.但在實(shí)際教學(xué)中，受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備等因素影響，物理實(shí)驗(yàn)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(bǔ)，利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室教學(xué)軟件能夠通過模擬實(shí)驗(yàn)的方式，解決物理教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn).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(shí)時(shí)，判斷電流方向、計(jì)算電流大小是教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，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(jì)算這部分知識(shí)內(nèi)容，特別是電荷流動(dòng)對(duì)學(xué)生來說難以理解.此時(shí)，教師可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件，為學(xué)生設(shè)計(jì)電流的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生呈現(xiàn)出導(dǎo)線中正、負(fù)電荷流動(dòng)的畫面，通過放大微觀的方式，給學(xué)生直觀的視覺體驗(yàn)，從而降低學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解難度.在初中物理教學(xué)過程中，通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好的理解物理課程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容，從而提升物理課堂教學(xué)效率.

2.彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)向?qū)W生介紹物理實(shí)驗(yàn)的目的、要求及實(shí)驗(yàn)原理，從而讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作，并對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，反思實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果，在完成虛擬實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生能夠在真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)中避免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)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(shí)驗(yàn)時(shí)，如果學(xué)生經(jīng)常操作出錯(cuò)，軟件會(huì)自動(dòng)發(fā)出提醒，需要學(xué)生重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在這樣的模式下，學(xué)生能夠保持清晰的實(shí)驗(yàn)思路，提高了學(xué)生實(shí)踐操作物理實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與效率.還有些物理實(shí)驗(yàn)難以在課堂中實(shí)踐完成，教師可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)教室軟件為學(xué)生呈現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)，從而解決那些由于實(shí)驗(yàn)難度較大無法保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要一定經(jīng)濟(jì)成本支持及具有一定危險(xiǎn)性的物理實(shí)驗(yàn).可見虛擬物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的不足之處.例如，在做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)原料水銀具有一定的危險(xiǎn)性，難以操作完成，教師可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)教室軟件為學(xué)生呈現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)，從而解決物理實(shí)驗(yàn)有危險(xiǎn)，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(shí)，并了解了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)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(dòng)力，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)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(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的參與到科學(xué)探究中.由于物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到一些實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生害怕?lián)p壞實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教室軟件為學(xué)生營(yíng)造了打破時(shí)間、空間限制的物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，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(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)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(shí)驗(yàn)中，教師可以為學(xué)生在課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生在課后通過仿真物理實(shí)驗(yàn)教室軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，為學(xué)生提供課后物理實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)，教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果予以學(xué)生評(píng)價(jià)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(shí)驗(yàn).很多原本對(duì)物理知識(shí)并不感興趣的學(xué)生通過仿真物理實(shí)驗(yàn)教室軟件，逐漸燃起了對(duì)物理知識(shí)的探究興趣，并逐漸將自己的創(chuàng)新想法應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)其學(xué)習(xí)物理知識(shí)起到了積極的輔助作用，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力.

綜上所述，初中物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)踐中并未取得令人滿意的教學(xué)成效，而仿真物理實(shí)驗(yàn)教室軟件的應(yīng)用，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)，為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了積極輔助作用，能夠有效激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)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.

參考文獻(xiàn)：

[1]張彩霞.巧用“仿真物理實(shí)驗(yàn)”提升課堂效率——以《力的合成》為例[J].湖南中學(xué)物理，2017，32（06）：28-30.

[2]李明，王元航.“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].創(chuàng)新人才教育，2018（03）：77-79+89.

[3]梁秀鋒. 開發(fā)利用仿真實(shí)驗(yàn)室提高初中物理教學(xué)效率研究[A]. 十三五規(guī)劃科研管理辦公室.十三五規(guī)劃科研成果匯編（第二卷）[C].：十三五規(guī)劃科研管理辦公室，2017：5.

[4]魯?shù)萝?運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù) 讓物理課堂更精彩[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（15）：114-115.

[5]張秀敏.仿真實(shí)驗(yàn)室在初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2015（11）：158-159.

[責(zé)任編輯：李 璟]