仿真实验在高中物理习题课中的应用

肖光宏

【摘要】  随着信息技术的高速发展，在课堂教学环节引入科技手段，已经成为当下教育工作者必须选择的课堂改进技术之一。在高中物理习题课的教学过程中，开展仿真实验，在帮助学生理清问题重、难点的同时，更有利于其思维发展。本文从当下物理教学的内容出发，探究在应用仿真实验时，如何解决学生在物理习题课程中所遇到的问题。

【关键词】  仿真实验 高中物理 习题课

【中图分类号】  G633.7                 【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2019）04-150-01

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依靠信息技术解决当下的教育难点，就要求教育工作者在进行教育活动的同时，理清学习过程中存在的问题，对比于高中教学环节的其它课目，高中物理具有涵盖知识面复杂，内容层次深，课程联系大的特点。作为一门对学生空间能力与逻辑能力提出较高要求的课程，如果学生在解题过程中只能依靠凭空想象，便无法取得较好的教学成果，引入仿真实验，在帮助学生理清知识点的同时，能够有效解决物理学系过程中存在的问题。

一、传统教育模式存在的问题

传统的物理教育方式趋向于教师的讲解与书本内容的展示，一旦教师的教学工作产生偏差，或是教材的理解难度较大，学生就不能形成良好的知识体系，在学习过程中，产生“盲人摸象”的片面认知，不利于物理思维的发展。作为一门理论应用与实际实验相结合的学科，物理学习不仅要求学生拥有出色的运算能力，还要有良好的空间思维与想象能力。在当今的素质教育环节，教育理论层出不穷，在对教师的教学水平提出挑战的同时，更要求其结合当下的时代环境，不断探索如何应用新型技术手段。在中学物理教学环节，教学工程大，设计内容复杂，仅仅依靠教师的口头讲述与文字演示，明显不能满足学生的学习要求。对于一些较为抽象的内容，如电磁学，学生会因缺少直观的教学展示而无法形成有效的教学反馈。对于当下的教育活动来说，决定教学质量的不仅仅是当前的书本内容与教师授课方式，还有日新月异的信息技术。

二、仿真实验在物理习题课程中的应用

（一）帮助学生认知，减轻课业压力

通过对物理知识的相关学习，学生能够形成独特的知识理念，并在不断修正的过程中养成独到的核心素养。教师通过对学生科学观念，空间思维，探究意识等相关能力的发掘，能够使学生更好地配合物理教学活动。但需要注意的是，在高中物理教学活动中，许多理论内容都十分抽象，如果只依靠教师的单方面讲解，学生无法有效吸收课程的重点内容，即使进入了习题课程的解答环节，也只能表现出“知其然不知其所以然”。

自从进入高中课本开始，便注定要成为“抽象”与“难点”的代名词。以电磁学的学习为例，带电粒子在电、磁场中的运动轨迹比较抽象，用仿真实验软件模拟粒子的运动轨迹，将抽象变具象，使这些在课堂上无法演示的实验，形象、直观地展现出来，让学生对粒子在复合场的运动轨迹有清晰的认识，这样可以避免空洞的描述，激发学生的学习热情，达到学习的最优化。

比如磁聚焦与磁发散原理的教学：一组平行的带电粒子以相等的速率垂直射入半径为R的圆形磁场区域，若粒子的运动轨迹半径也为R，则这些粒子将会聚于同一点。按照运动的可逆性原理，从同一点发射的各个方向的等速率粒子，离开圆形磁场后将平行射出。

本人利用仿真实验软件制作出课件，非常直观地反映了该运动过程。对上述问题也就非常容易求解了。

【体会】在解题环节，学生可以依靠脑海中的仿真实验获得记忆梳理，从物理模型的运转寻找解题思路，相较于传统的“冥思苦想”，借助仿真实验，能够帮助学生形成有效的学习思维。在这一部分的教学活动中，教师可以合理利用仿真实验作为教学手段，帮助学生建立模型，使抽象的概念变成具体的动画展示，并引导学生进行思考。依靠仿真实验，学生在脑海中形成清晰的物理模型，加深对物理学习环节课程内容的认知。

（二）培养思维意识，提升解题能力

在物理学习的过程中，存在许多要求计算并进行推导的环节，但学生的表现并不能尽如人意，在物理习题课程，一些学生在解题环节无法形成正确的解题思路，一些学生则会忽视掉必要的细节，造成考试的丢分。在当下的物理教学活动中，要帮助学生形成系统有效的解题方式，就要注重培养其思维能力，激发其创新精神和实践能力，在掌握相关物理概念的同时，对已经出现的物理规律和现象进行总结，在已有知识积累的辅助下，完成相关的习题课程。

以“带电粒子在有界磁场中的运动”的相关学习为例，特别是涉及到临界问题分析时，即使教师讲得天花乱坠，但缺乏前期的模型展示，在面对相关习题进行解答时，学生仍然会出现“老虎吃天，无从下口”的尴尬局面。通过教师对仿真实验的应用，在帮助学生理清物理原理的同时，更容易接纳相关知识点。

通过建立仿真实验，能够使学生形成“记忆——物理实验原理——利用”的有机循环，避免解题过程中的错误，提升解题效率。

（二）加深记忆效果，学会举一反三

高中物理习题课程中，学生解题能力的提升往往依靠书山题海的训练以及对相关知识点的死记硬背，在这样的强迫式的教学环境下，学生容易失去学习兴趣，不利于教师取得良好的教学效果。

开展仿真实验，在帮助学生形成具体记忆的同时，有利于学生的举一反三。

以“布朗运动”概念的教学为例，在物理教学环节，教师缺乏必要的手段与资源开展真实实验，可利用仿真实验帮助学生进行“情景再现”，通过对相关物理模型的把控，在降低教师工作压力的同时，能够有效吸引学生的学习兴趣，通过多个实验的集合展示，鼓励学生发现物理学习的法门，探究解题思路，找到习题课程中相关物理问题的共同点，形成独特的创新思维。

结束语

高中物理习题课程是锻炼学生相关知识能力运用的必要课程，也是巩固其知识层面的重要手段，借助仿真实验，让僵硬的书本动态化，直观化，在帮助学生形成知识记忆的同时，有利于其物理思维的发展。

[ 参  考  文  献 ]

[1]田桂珍.仿真实验在高中物理教学中的应用[J].中学物理教学参考，2018，47（06）：16.

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

[3]韩爱明.仿真实验室在高中物理实验教学中的应用研究[J].湖南中学物理，2015，30（11）：39-40+6.