仿真实验在中学物理教学中的优势

鹤壁市青少年校外活动中心　焦磊

仿真实验在中学物理教学中的优势

鹤壁市青少年校外活动中心焦磊

摘要：在中学物理实验教学中应用仿真实验,能够重现实验过程,强化实验方法,使宏观、微观实验现象可视化,弥补传统实验的不足；仿真实验技术与多种技术融合,加大课堂的互动效果,激发学生学习兴趣,促进自主学习能力,给传统的物理实验教学增添了新的色彩,提高了实验教学效率。

关键词：仿真实验；物理教学；优势

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：1671-864X（2015）03-0092-01

中学物理是一门实验科学，物理知识是在实验的基础上得出的，但是，传统的实验教学模式中有着明显的不足。随着计算机技术的发展，人机交互、网络教学等现代教学资源渐渐应用到教育活动中，仿真实验在教学中的应用符合现代教育技术信息化教育模式的发展方向。现在每所学校、每个班级都配备了多媒体设备，将仿真实验引入物理教学，不仅克服了传统实验所存在的局限性，同时促进了中学物理实验教学的改革和发展，培养了学生的创新能力，提高了教育教学质量。

一、利用仿真实验使抽象知识形象化、具体化,增强了学好物理自信心

物理学作为一门以观察和实验为基础的学科，在学习物理的过程中，学生由于无法理解一些抽象的理论，而对物理产生一种畏惧的心理，从而阻碍了他们学习物理的情趣。如果我们通过仿真实验的显示和模拟功能，将宏观、微观实验现象可视化、宏观物体间相互作用、物质微观结构以及宏观微观物体的运动规律等抽象现象直观地模拟出来。如：日食、月食的形成，电流的产生，力的相互作用，匀速直线运动，原子的核式结构等，仿真实验直观的展示，并解释其中的物理现象和规律，激发学生的兴趣，提高学习的效率。

二、利用仿真实验辅助教学,增大课堂的信息量

在之前教学的中，教师经常花较多时间板书，尤其上电学课时写例题、画图例，而利用仿真实验中的显示文本的功能，这可使本应花十几分钟完成的内容在几秒内呈现学生眼前，从而大大提高了课堂效率。与此同时，也培养了学生处理大量信息的能力。

例如做《凸透镜成像规律》实验时，由于学生层次参差不齐，他们只能通过实验探究出凸透镜能成放大像及缩小像、所成的像是倒立的还是正立的，不能总结出成像的规律及实像与虚像的区别。此时可以利用仿真实验演示凸透镜成像，课件中演示出凸透镜的几个关键点（F与2F点），当用鼠标拖动“物体”（蜡烛）移动时，所成的像跟着移动变化，所成的像的大小、倒立情况、像距与物距的关系在电脑上一目了然。如图

学生通过自己所做的实验结果与仿真实验演示的效果结合起来能很快总结出成像规律，加深了印象，巩固了知识点，效果非常明显，可以丰富学生对物理情境的感性认识，深化对于科学规律的理解。

三、仿真实验加强了课堂的互动效果,激发学生的兴趣,提高学习的效率

使用仿真实验重现实验过程和方法时，学生分成小组，小组成员进行互助模拟实练，也可以上讲台操演，将实验过程、结果、问题等演示清晰、分析到位，学生如身临其境，印象深刻，互动效果好。如《电路故障分析》一课，根据中考考点和实验的重点、难点，以及学生的疑点、易错点设计不同电路故障，让学生动手操作，观察现象，对电路故障有规律地做总结分析，避免了教师单纯讲实验的枯燥乏味，使复习课变得生动活泼。

四、仿真实验促进学生自主学习,培养了自主探索的精神

仿真实验学生能自行操作，对操作的成功和失败都能自动生成现象提示，整个实验过程快捷方便、省时省力，如在复习《测小灯泡的功率》实验时，让学生自主点选器材、组装实物、连接电路，也可以让学生上讲台屏幕接线，显示学生常见的错误操作、如何接线修改实物图等。用鼠标拖拽移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表的指针随即发生相应的变化，显示电流表、电压表变化的读数格，记录每次测量对应的电压、电流值，求出功率。这样的自主实验有利于激发学生学习兴趣，拓宽了学生自主探索学习的空间。如学生自主学习教材实验，或是实验课对教师的讲授不完全理解，不会操作、不敢操作，此时可调出仿真实验做实验向导。

五、仿真实验有效弥补了传统实验中存在的不足,有力推动了教育教学

仿真实验作为一种学习软件，我们尝试将有难度的实验（如：滑轮组的效率）在显示器上预习，之后再动手操作实验，这样大大提高了学习效率。在传统的实验室里，有些复杂的实验受条件的影响无法将实验过程重现，这样很容易忽略重要的细节，而仿真实验的重现能力，让一个实验多次重现，直至学生掌握该实验为止。仿真实验室还能实现一些传统实验室无法实现的功能，中学物理的光学实验部分，仿真实验不但能够实时显示测量结果，而且还能提供多种实验方法和设计平台，培养了学生的设计思考能力和比较判断能力，可以达到操作实验难以实现的效果。

六、仿真实验无时空局限性,让每个学生都参与到实验中

在以往的传统分组实验中，不可避免有学生滥竽充数。教师在课堂上既要维持教学秩序，又要实时监控学生实验进度和答疑，这不但增加了教师的工作强度，而且影响到实验教学的效果。仿真实验作为一种教学软件，易于携带和传播，学生可根据自己的时间安排实验的学习。

在以往的物理实验中通常花费时间较长，教师一般是把实验教学和理论教学分开，而实验的现象和结论总是贯穿在整个物理教学中，不利于学生及时应用实验在物理学习中。将仿真实验带进课堂后，实现了实验教学辅助理论知识的学习，使理论知识得到加深和巩固。这样把中学物理的理论知识和实验教学有机结合起来，提高物理理论知识学习效率和实验观察能力。

仿真实验和传统实验在教学中各有优势，教师应充分利用两者的优势来服务于教学。要求学生掌握实验现象的演示实验，采用仿真实验并没有不妥。如光学实验部分可以达到实验教学的目的。探究性实验、研究性实验，应该采用真实的实验，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。实验现象复杂的探究性实验，可先进行传统实验室，然后利用仿真实验的可控性来观察实验的细节。物理实验加试、实验复习中可根据具体的情况，仿真实验和传统实验的有效结合和交替，可以优化中学物理实验教学，改革传统的教学方法，提高教学效率。

参考文献：

[1]林筑英《多媒体教学应用原理与开发技术》电子工业出版社

[2]李友兴《计算机辅助教学与中学物理教学》中国电化教育