论述物理实验教学中的多媒体模拟实验

茹武年

中图分类号：G633.7 文献标识码：C 文章编号：1672-1578（2016）05-0128-01

时下，随着计算机在人们社会生活中的迅速普及，教育领域也因多媒体计算机的介入引发了一场空前的技术革命。传统的教学媒体如黑板、教材等已远不能满足现代教学的需要，甚至就连幻灯、投影、录音、录像等新媒体在现代教学中也暴露出很多局限性，应运而生的多媒体计算机集合众多教学媒体之长，灵活地对文字、图形、图像、视频、动画和声音等多种信息进行整合处理与控制，很方便有效地实现了人机对话，具有集成性、可控性、交互性的特点，可以说，多媒体计算机进入教育领域代表了教育技术向现代化发展的主要趋势。

在中学物理实验教学中，多媒体计算机也发挥了巨大作用，倍受广大中学物理教师的青睐，越来越多的中学物理教师把视线投注到多媒体计算机上，甚至竞相效仿，似有泛滥之势。

如何有效地利用多媒體计算机为中学物理实验教学服务，正确发挥计算机模拟实验在中学物理实验教学中的作用，需要我们认真分析计算机模拟实验在教学中显现出来的优点和不足。

1 计算机模拟实验在中学物理实验教学中的优点

1.1 利用计算机的色彩作图功能，在演示中增强学生的直观感觉

计算机在演示中利用图形变化激发学生的好奇心，补充演示实验的不足，它的声音和色彩也有助于加深学生的直观印象，为学生创造良好的物理情景，使学生多种感官参与工作，加深感知程度，强化记忆。例如，用计算机模拟凸透镜成像实验时，我们能清楚的看到物体的光是怎样通过凸透镜会聚成像的，把很抽象的问题变得形象直观了。

1.2 利用计算机建立物理模型

建立物理模型是物理研究中常用的重要方法，抓住主要因素，忽略次要因素，形成物理模型。常规演示往往无法突出主要矛盾，学生容易被表面现象所迷惑，例如，在用计算机模拟动滑轮实质时，我们看到的就不再是一个圆形的轮子，而是抽象成一个个连续替换的绕支点转动的杠杆，很好的突出了主要因素，排除干扰因素，凸显了动滑轮的实质。

1.3 放大微观世界，放慢高速运动

物理学许多问题要揭示其本质，就得深入到物质的微观构成去研究，我们用传统方法无法向学生演示微观世界，运用挂图也只能看到静态的物质微粒模型，利用计算机模拟实验在这里却能发挥巨大的作用，例如，用计算机模拟电路中电流的形成过程，在没有接通电路时，导体中的自由电荷做杂乱无章的无规则运动，当接通电路后，在电压的作用下，导体中的所有自由电荷都做了定向移动，从而在电路中形成了电流；再如，计算机模拟分子的无规则运动和原子核结构时，我们能在画面上看到无数个被放大了的分子、电子的运动情况，实际物质微粒运动速率是非常快的，我们在屏幕上看到的也只是被人工放慢了的运动模型。

1.4 替代有毒、爆炸等危险性大的实验

这类实验我们现在要尽量用计算机模拟完成。如，演示托里拆利实验，水银有剧毒，课堂上不可能进行真实演示，借助计算机运用课件我们就能给学生展示大气压的存在和大气压能支持的水银柱的高度。

2 计算机模拟实验在中学物理实验教学中的缺陷

2.1 减弱了学生的感知，降低了物理概念和规律的信度

多媒体计算机进行的模拟实验是虚拟的，较之实际学生实验，学生的主体地位发生了变化，由主动探究变成了被动接受，导致学生的探究兴趣下降，亲身体验弱化，实验的真实感渐渐丧失，如果过多用多媒体模拟实验代替实际实验，学生会对得出的物理概念和规律的正确性产生怀疑。

2.2 缺失了对学生多种能力的培养和科学方法的训练

在实际实验中，通过阅读实验资料可培养学生的自学能力；通过实际操作、观察现象、分析数据、得出结论的过程可以培养学生的动手能力、观察能力和思维能力；通过探究实验方案的设计可以培养学生运用物理知识解决实际问题的能力；通过交流讨论和书写实验报告，可以培养学生的表达能力。同时在实际实验中，为了得出正确的结论，必须要注意运用科学的方法。这些能力的培养和科学方法的训练在多媒体模拟实验中是无法实现的。

2.3 不利于学生意志品质的锻炼和科学态度的养成

科学实验是严谨的，无论是老师还是学生，在实验操作中都必须实事求是、严肃认真，来不得半点虚假，因此实际实验对学生形成实事求是的科学态度和严谨细致的科学作风是十分有益的。同时，实际实验探究过程总是伴随着多次失败走过来的，学生的意志就是在经历了多次失败以后得到磨练的。模拟实验因缺少了学生的主动参与，意志品质自然得不到锻炼，科学态度的养成也大打折扣。

3 结语

综上所述，多媒体计算机模拟实验在物理实验教学中有利有弊，我们绝不能摒弃先进的教学手段和教育资源不用，但也不能盲目追求时尚，不加选择的运用多媒体计算机。在下列情况下可以充分发挥多媒体计算机模拟实验的作用：

（1）条件不具备的实验。如学校实验仪器数量少或者没有仪器，演示仪器太小看不清等。

（2）微观模拟实验。如原子核结构、分子的运动、电流的形成等。

（3）需要放慢过程和放大细节的实验。如凸透镜成像的光路实验、抽水机抽水的过程、仪器的认识和使用规则。

（4）需要建立模型的。如滑轮实质的模型、日食月食的形成模型等。

（5）有危险性的实验。如托里拆利实验等。

每一位中学物理教师要把多媒体模拟实验与实际实验配合运用，互相补充，要尽量多引导和组织学生进行实际实验操作，合适地运用多媒体计算机辅助教学，使新课程背景下的物理实验教学达到一个新的高度。