论物理仿真实验室在高中物理实验教学中的运用

黄玉德

摘 要：随着新课改在物理教学中的不断推进，有效的教学方法，能够让学生们的学习效率得到高效的提升。就当前的物理实验教学而言，帮助学生理解物理规律，掌握物理实验的技巧，对于每一位物理教师来讲都是十分重要的。但是在当前的城乡教学环境中，有很多因素制约了物理实验教学的发展。信息化教育的普及为物理实验教学开辟了一条新的道路，仿真物理实验室就是很好的一个例子。本文笔者结合自身的教学经验，对于仿真物理实验室在物理实验教学中的应用进行了分析，并且介绍了他的应用价值以及当前的应用中存在的不足。

关键词：高中物理;仿真实验;实验演示;分组。

一、仿真物理实验室。

仿真物理实验室是指针对于物理实验教学所设计的一个开发性软件，交互性比较强，操作起来也很简单。这个软件给物理实验提供了模型，并且还设计了一定的具体的物理环境，对于物理量的编辑器和程序函数的编辑器也十分完善。教师在日常的实验教学中需要用到的物理模型都可以通过这个平台来搭建，实验过程也可以完整的设计出来。还能够给物理实验配备适当的参数，让程序进行自动计算，并且呈现出动态化的清晰的物理实验过程。这个仿真实验室能够很好的解决学校配备的实验器材不足的问题，而且还能避免学生在实验操作的过程中，出现不必要的错误和麻烦，对于实验图像和数据都能够清晰地展现出来，学生在对于过程和结果的规律分析和总结中也会更加清晰更加容易。这个仿真物理实验室的主界面上有三个部分：菜单栏、工具栏和实验区。通过学生对于实验过程的分析和操作，可以选择不同的实验环境，从而不断的完善实验过程。通过使用仿真物理实验室学生可以准确地控制操作的界面，对于物理模型的使用也会更加精确，对于实验环境的控制，也相对来讲比较准确，而且通过实验，学生能够很方便地实现工具的选择、实验环境的选择、变量的边界和程序的编辑、实验的运行过程以及文件的保存功能。做完实验之后也不担心实验结果会丢失，而且能够详细的记载在实验过程中的所有步骤，会是实验的过程更加严谨，能够有效地避免学生们出现不必要的错误。在仿真物理实验室中常用的物理模型有运动对象：小球、点电荷、滑块、连接的悬挂细绳、弹簧、悬杆等等。常用的实验环境有电场、磁场、平板、约束轨道、重力场等等。通过对于物理模型的选择可以进而更好地控制物理实验的环境：可以考虑到重力的作用、万有引力的作用、库仑力的作用、对象之间的相互碰撞等等因素，它可以灵活地控制时间和次数。

二、使用仿真物理實验室的典型实验案例分析。

在课堂上进行演示实验和分组实验室，物理教师常常使用的两种教学方式，对于实验教学来讲，也是比较实用的。本文在这里对于高中物理中两个典型的实验，利用仿真物理实验室来对他们的演示情况进行介绍。

1、伽利略斜面实验。

伽利略斜面实验主要是对于牛顿第一定律进行探究，为了研究运动和力之间的关系。在实验中，使用小球从斜面上下滑，由于摩擦力逐渐变小，小球滑行的距离会变得越来越远。从而从这个实验能够推出没有摩擦力小球会在到达平面之后一直匀速直线运动下去。在日常走进实验室进行亲自动手操作的时候，对这个实验操作难度会很大，而且在进行对比观察的时候也有很大的难度。所以由于这些原因，加上环境的因素，可能会影响实验的效果，有很多老师都并没有真正的带领学生进行这个实验，只能通过板书和自己口述来对于实验的过程和结果进行教学。而至于实验的真实情况就只能让学生通过自己的想象来得出结论。但是有很多学生由于思维不够清晰，所以对于这个实验的事实和推论，大多数学生脑海中的实验结论都是混乱的。因此教师就可以利用仿真物理实验室来搭建出实验模型，并且给学生进行实验操作，通过多媒体的展示，学生依然可以清晰直观的弄清楚实验的事实和推论以及理想实验的重要性。能够清晰地把实验展现在学生们的眼前，让学生切实感受到物理实验的魅力。

2、平抛实验。

这个实验也是在高中阶段，学生们必须要掌握的一个非常重要的实验。大多数教师对于平抛实验采取的都是分组实验，要求学生通过这个实验能描绘出小球的运动轨迹，并且对于小球运动的方向进行受力分析。通过仿真物理实验室教师只需要传授给学生们一定的制作技巧，就能够让学生得到清晰的实验结果。

三、仿真物理实验室在应用中的不足。

在仿真物理实验室中没有固定的实验形式，自由性比较强，而且在日常的教学中学生对于这个实验过程非常了解，也会产生浓厚的学习兴趣，虽然没有亲自动手操作，但是也依旧能够得到清晰的实验结论。但是学生们电脑操作很熟练，但是在真实的环境中却不知道该怎样开始实验，而且仿真物理实验室中的实验环境太过于理想化，与现实其实是不相符的。除此之外，软件还有一些功能不够完善，比如画面无法调节，课堂演示也不够清晰。这都是当前仿真物理实验室存在的问题，还需要通过不断地改进来让实验过程变得更加完善。

总而言之，在大部分实验操作中，仿真物理实验室还都能够有效地反映出来，只要加以合理的运用，一定能够让课堂效率得到提高，也能让学生们的个人能力得到加强。

参考文献

[1]栗增伟.中学物理教育中仿真实验应用探究[J].广西教育，2014（22）：73-74.

[2]马艳华.解读伽利略斜的面实验[J].物理教师，2014（5）：68-69.