仿真实验辅助高中物理实验教学实践探究

王姣

摘 要高中物理教学，是一门需要经过实验来证明很多知识的学科。因此，实验在高中物理教学中拥有非常重要的位置和作用。而应用仿真物理实验来辅助高中物理实验教学，不仅能够解决学生与教师在实验中选择实验器材的困难和区间，还能够不受时间、空间的束缚，进而对培养学生在实验教学中的创新精神起到重要作用，能够引导学生在实验教学中获得创新实验方案。本文就自身物理实验教学经验，对方针实验辅助高中物理实验教学的实践进行相关探讨。

关键词仿真实验；高中物理；实验教学

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2018）30-0255-02

高中生在学习物理的知识过程中，很多的知识都是需要靠物理实验来获得，因此，物理实验是学生获取和掌握知识的重要途径，因此，教师应该对物理实验进行深入的研究，进而可以提升高中物理教学的效率，并且物理实验也是高中物理教师在教学中的重要研究课题。传统的高中物理实验教学，都要依靠比较复杂的物理实验器材来完成，但是实际情况是可以供物理实验的实验器材不多，而如果在高中物理实验教学中利用仿真物理实验来辅助或替代真实物理实验，就可以利用仿真物理实验中所使用的电脑、或者是软件，将真实物理实验进行模拟，解决了真实物理实验在实验过程中的局限性。仿真物理实验可以摆脱时间、空间的约束，不用再因为实验器材的短缺而影响实验效果。并且运用仿真物理实验来辅助高中物理实验教学，还可以培养学生的创新精神，可以引导学生与教师合作，共同设计出创新性的实验方案。因此，在运用仿真物理实验辅助高中实验教学，有着不可替代且长远的重要意义。

一、仿真物理实验在教学中的优势与不足

所谓仿真物理实验，是以真实物理实验原理为基础，利用计算机软件进行开发，或者是对真实物理实验进行模拟情景，或者是利用仿真物理实验软件和计算机就可以完成相应物理实验的一种实验。在高中物理教学中利用仿真物理实验进行教学，会有利于提升高中物理实验教学的质量和效率。

（一）仿真实验辅助高中物理实验教学的优势

在高中物理实验教学过程中，不是所有的实验都可以有足够的实验器材，因此，就无法对所有的物理现象利用实验教学来实现。因此，而如果运用仿真物理实验来辅助物理实验，就可以避免由于器材不足的问题导致实验无法进行的不足。运用仿真物理实验，只需要通过在电脑和软件中输入一些物理实验所需的参数，电脑和软件就可以自行模拟与真实物理实验一样的实验情境，从而保证学生可以直观、形象的观看物理实验，掌握相应的知识，这样就可以保证高中物理实验教学的课程数量。

在传统的高中物理实验中所使用的实验器材，多数是一种微缩性的器材，学生在观看物理实验的过程中，无法给予学生更加直观、真实的视觉感受，因此，传统的物理实验表现力不高，无法达到更好的实验效果。而如果运用仿真物理实验取代传统的物理实验，就可以利用电脑和软件的功能，如放大工具，将实验中所要关注的细节、局部进行放大，进而可以详细的了解实验局部的内容。另外，可以在仿真物理实验中，让每个学生都操作一台电脑，这样就解决了在传统物理实验中，一个班级的学生只能共同观察一个实验道具的情况。

在高中物理实验教学中，一些大型的物理现象无法通过真实物理实验展现给学生，例如海市蜃楼等，而如果利用仿真物理实验就可以摆脱这类物理实验对空间的要求，摆脱空间对物理实验的束缚，这是传统物理實验无法实现的物理现象。另外，运用仿真物理实验还可以展现很多传统物理实验所不能展现出的一些物理现象，如电流、磁感线等。不仅如此，在传统的真实物理实验教学中，有很多的实验都具有一定的危险性，也许会对学生造成伤害，在高中物理实验教学中应用仿真物理实验，可以有效避免在实验过程中产生的危险。

仿真物理实验可以通过当今普及的手机、电脑等智能终端来实现，因此，摆脱了真实物理实验对器材、场地、环境等多方面的条件限制，进行物理实验将更加灵活、方便。学生可以根据自身的需要，随时随地的利用手机、平板电脑等设备进行相关知识的学习，或者是随时进行相关实验知识的复习和研究。另外，学生还可以利用仿真实验软件自行设计一些实验方案，在软件中完成尝试，进而对自己设计的实验方案进行检验，如此能够有效培养学生的求知欲和探究心理，有效提升学生学习物理知识的积极性和兴趣，并同时提高了学生对高中物理知识的了解和认知水平。

（二）仿真物理实验在教学中的不足

第一，仿真物理实验感知程度较差。仿真物理实验究其根本仍然是对真实实验的模拟，在仿真物理实验的过程中，必然会降低学生对真实实验环境的感知，于此同时，无法在仿真物理实验中培养和锻炼学生的实际操作能力。在仿真物理实验的过程中，唯一可以提供给学生的只有来自听觉方面、视觉方面的感受，进而就无法让学生感受到真实实验带来的直观、真实的刺激和感受。并且，仿真物理实验属于虚拟性的实验，基于此，学生就会在潜意识之中怀疑实验的科学合理性，即使仿真物理实验的结果是真实的，学生对实验的结果和结论也回产生怀疑的态度。而且，仿真物理实验是一种过于理想化的实验，本身实验用时就非常短，在实际教学过程中，无法长时间的对学生形成有效的记忆刺激，进而就无法达成与真实实验一般的实验效果。

第二，仿真物理实验不利于培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。在仿真物理实验中一般都会在关键的实验步骤给予学生一些步骤及注意事项方面的提示，这样学生就很难进行独立的思考，在进行仿真物理实验中就会过于依赖其中的提示，弱化了自己的独立思考能力。并且在仿真物理实验中，用于实验的软件会自动的进行对实验数据、实验结果等进行分析和处理工作，因此，如果某些学生的自制能力比较差，就会导致这些学生丧失了自主解决问题的机会，也降低了学生自主解决问题的能力和意识。在仿真实验室之中，各种条件都非常理想，因此不会出现一些突发事件，也不会出现实验故障，也不需要真实实验所需的实验设备检修，基于这些因素，非常不利于培养学生的实际操作能力以及不利于培养学生的解实际问题的能力。

第三，物理教师无法掌握学生物理实验的真实水平。在仿真物理实验中，所使用的软件会自动解决在实验中所会碰见的问题，自然学生不用自主思考解决的办法，不用担心、也不必担心实验不会成功，这样教师就不会知道学生在物理实验中是否遇到了问题，遇到了什么样的问题，问题依靠软件解决后学生是否理解和掌握其中的知识。并且教师也无法判断和掌握学生的物理实验水平，这样十分不利于教师根据学生的反馈信息来判断自身的教学工作成效和效率，自然会对教师的下一步教学产生不同程度的影响。另外，如果用一句话来描绘仿真物理实验，就是纸上谈兵，这样的物理实验方式很难对学生的实验成果和过程做出准确的评价。

总而言之，无论是真实物理实验，还是仿真物理实验，都有其优势和不足。在高中物理实验教学中进行真实实验，永远是物理实验教学的主要教学方式，真实实验所能起到的教学效果是无法取代的。而有些实验也是无法进行真实实验的，因此，在实际进行高中物理实验教学中，教师要对真实物理实验、仿真物理实验进行深入的研究，根据在高中物理教学中的实际需要，并结合真实物理实验与仿真物理实验的特点和差异，有针对性的合理使用相应的实验类型，并且应该以真实物理实验为主，以仿真物理实验为辅，也可以将两者进行有机结合，从而提升高中物理实验教学的效率和质量，提升学生的实际操作能力和教学效率。

二、仿真实验辅助高中物理实验教学实践

在物理教学过程中，不是所有的物理现象都可以用传统的物理实验器材来实现，很多的定律也无法表达出来，虽然教师制作了一些相关的实验器材，但是即便有这些实验器材，学生也无法详细的了解和掌握实验的真正原理，不能够通过实验验证所要讲解的物理知识内容和得出相应的实验结论。

例如，在讲解《动量守恒定律》的教学过程中，如果教师利用传统的实验器材进行该知识的教学，学生就无法真正的了解定量守恒定律的真正原理，而动量守恒定律还是高中物理教学中最重要的知识点之一，也是必须进行实验教学的重点教学内容，而传统物理实验无法良好的展现动量守恒定律中存在的实际阻力，并且，学习动量守恒定律，教师一般都是重复教材中所规定的实验，没有创新性和变化，自然导致学生的学习积极性和兴趣都不高，进而降低了物理教学的效率和质量。而如果在这部分教学中运用仿真物理实验，就会明显提升学生对这部分知识的直观感受和感知，同时还可以利用仿真物理实验得出更加完美的实验结论，下文笔者以动量守恒定律为例，进行仿真物理实验在高中物理实验教学中的实践进行相关探索。

（一）教学目标

首先，教师应引导学生掌握和熟悉仿真物理实验所要运用的软件以及计算机，先让学生对软件中操作的页面进行熟悉，然后教会学生如何在软件中设置所要进行的实验所需的参数、属性等内容。在此之后，教师在课堂中仔细的给学生讲解定量守恒定律的含义、知识点，然后要求学生可以理解并掌握动量守恒定律相关的使用条件，以及动量守恒定律使用的范围。

在教学过程中，教师应该在实验之前先为学生列举一些学生生活中较为常见且熟悉的与动量守恒定律相关的物理现象，并根据这些现象提出相应的问题，如此，就可以有效激发出学生的学习兴趣，并引发学生的对这些物理现象的好奇心，促使学生可以积极主动的来学习物理知识，探究这些问题的答案。并且可以有效引导学生进行自觉的讨论和分析，进而提升学生进行物理学习中形成良好的分析、解决问题的能力和习惯，最终提高高中物理教学的质量和效率。例如，很多高中学生尤其是男学生，对于新闻中常见的火箭飞入宇宙中都有极强的好奇心，教师就可以利用学生的好奇心，给学生讲解其实火箭飞入太空的现象，属于动量守恒定律中的反冲现象，而学生还会产生疑问，为什么火箭会飞到科学家指定的位置？教师就可以告知学生这些都是需要通过周密的计算来实现，这些计算过程都与物理有密切的关系，在此之后，教师就可以带领学生利用仿真物理实验，引导学生自行在其中填写一些实验数据，来模仿真实物理实验无法实现的火箭升空过程。

（二）教学重难点知识

在动量守恒定律教学中，教学难点在于让学生可以掌握其定律，强化对定律的认知，而重点在于可以促使学生在运用动量守恒定律来解决实际问题。针对于这些教学重点难点，教师可以引导学生自主进行发现和进行仿真物理实验。例如，可以让学生在仿真物理实验中自行多次改变相应的参数，然后自主进行操作，从而可以将动量守恒定律与多种实验相结合，进而提升学生在现实生活中应用动量守恒定律的能力。

三、总结

综上所述，随着我国新课改的实施，高中教学更加侧重于培养学生可以自主發现和解决问题的能力，可以将知识在实际生活中灵活应用。在高中物理实验教学中应用仿真物理实验辅助教学，可以促使学生形成发现问题、解决问题的能力。

参考文献：

[1]白凡.仿真实验辅助高中物理实验教学实践[J].中国教育技术装备，2018（01）：39-41.