仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

江吉艷

摘 要：仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理教學(xué)中能起到鍛煉學(xué)生探究能力和提升物理教學(xué)質(zhì)量的作用。文章用兩款物理經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對(duì)比了仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，可以看出仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，以及給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)帶來(lái)的新體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：仿真物理實(shí)驗(yàn)室；高中物理教學(xué)；優(yōu)勢(shì)；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2018）31-0081-01

仿真物理實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供了一條便捷的實(shí)踐途徑。物理這門(mén)學(xué)科本身的實(shí)踐性較強(qiáng)，許多實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)際操作，而從目前的物理教學(xué)來(lái)看，由于客觀條件的制約，學(xué)校很難實(shí)現(xiàn)讓每一個(gè)學(xué)生都親身實(shí)踐的物理教學(xué)目標(biāo)。而仿真物理實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)動(dòng)手實(shí)踐目標(biāo)的重要途徑，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以幫助每個(gè)學(xué)生提升動(dòng)手能力，還能幫助學(xué)生提升客觀認(rèn)知，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而有效提升整個(gè)物理課堂的教學(xué)效率，真正實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的高效性。

一、仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理教學(xué)中的作用

教師可以充分借助仿真物理實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在高中物理教學(xué)中發(fā)揮其積極作用。具體教學(xué)作用主要有以下方面。

1.借助仿真物理實(shí)驗(yàn)室，鍛煉學(xué)生的自主思考與探究能力

對(duì)于物理課來(lái)說(shuō)，動(dòng)手實(shí)踐與對(duì)新知識(shí)的吸收、理解應(yīng)當(dāng)受到同樣的重視。首先，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)的講授是學(xué)生獲取物理知識(shí)的一個(gè)基本途徑，這是不可否認(rèn)的。另一方面，物理作為一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)內(nèi)容，因此學(xué)生還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手實(shí)踐與親身體驗(yàn)獲取知識(shí)。學(xué)生只有通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象，探尋原理，才能對(duì)物理知識(shí)有更扎實(shí)的掌握。仿真物理實(shí)驗(yàn)室能夠克服客觀條件的限制，為每個(gè)學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，給學(xué)生提供一條有效鍛煉自主思考與探究能力的途徑。

2.借助仿真物理實(shí)驗(yàn)室，提升物理教學(xué)質(zhì)量

仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理中的應(yīng)用是為了提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，幫助學(xué)生吸收并理解新知識(shí)。教師在物理教學(xué)中可以借助仿真物理實(shí)驗(yàn)室，提升物理教學(xué)質(zhì)量。第一，教師在對(duì)學(xué)生傳授新的物理知識(shí)的時(shí)候，可以通過(guò)仿真物理實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生更快速、更高效地理解和掌握全新的物理知識(shí)點(diǎn)。第二，物理知識(shí)必須注重鞏固和應(yīng)用，這時(shí)教師同樣可以通過(guò)仿真物理實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生鞏固所學(xué)物理知識(shí)，并能夠?qū)⑵溆行?yīng)用到解決具體問(wèn)題上。這樣通過(guò)仿真物理實(shí)驗(yàn)，教師在教學(xué)過(guò)程中和教學(xué)完成后兩個(gè)階段雙管齊下，可以有效提升物理教學(xué)質(zhì)量。

二、仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

1.單擺實(shí)驗(yàn)的仿真物理實(shí)驗(yàn)

單擺實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中一個(gè)較為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定重力加速度，并鞏固和加深學(xué)生對(duì)單擺周期公式的理解。

傳統(tǒng)的單擺實(shí)驗(yàn)是利用帶鐵夾的鐵架臺(tái)、金屬小球、刻度尺、秒表、細(xì)線這幾種實(shí)驗(yàn)器材形成一個(gè)簡(jiǎn)單的單擺結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單的單擺結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)。而利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室來(lái)進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)，則是通過(guò)Phylab模塊來(lái)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的第一步是選擇好適應(yīng)的比例尺以及坐標(biāo)系，并選取好運(yùn)動(dòng)對(duì)象。接下來(lái)正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，先用鼠標(biāo)去點(diǎn)擊小球，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)之后，就要選擇懸掛繩子，并設(shè)置好繩子的長(zhǎng)度與繩子的固定點(diǎn)，在設(shè)置完成之后，一個(gè)單擺模型就建立完成了。由于仿真物理實(shí)驗(yàn)室是一款仿真軟件，不存在于空氣之中，所以與之相應(yīng)的，仿真單擺實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也就不存在有空氣阻力等其他因素，因此，在實(shí)驗(yàn)中肉眼可見(jiàn)的單擺運(yùn)動(dòng)就是動(dòng)能與勢(shì)能的完全轉(zhuǎn)換。學(xué)生在確定了這一點(diǎn)之后，就可以通過(guò)仿真軟件在單擺繩子上“釘”一個(gè)釘子，之后獲取的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是小球在這顆鋼釘?shù)挠绊懼氯匀荒苓\(yùn)行到相同的高度，由此就得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)

這也是高中物理中比較經(jīng)典的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是描繪出小燈泡的伏安特性曲線，然后對(duì)曲線的變化規(guī)律進(jìn)行分析并得出結(jié)論。傳統(tǒng)的“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備小燈泡、4V～6V學(xué)生電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線。然后將這些實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)，將滑動(dòng)變阻器用分壓接法介入電路，并通過(guò)建立直角坐標(biāo)系進(jìn)行描繪，最后得出伏安特性曲線。

而基于仿真物理實(shí)驗(yàn)室下的“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)則是主要通過(guò)其中“電學(xué)模塊”的應(yīng)用，幫助學(xué)生構(gòu)建出實(shí)驗(yàn)所需要的電路。在仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件中進(jìn)行該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)省去一些連接電路之類的煩瑣步驟，直接在電路元件選取好之后，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊使其相連，排除了可能干擾實(shí)驗(yàn)的因素。學(xué)生可以通過(guò)在這個(gè)電路中設(shè)置自己想要的參數(shù)，得出并收集這些數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，最后描繪出小燈泡的伏安特性曲線。這種教學(xué)方法大大節(jié)約了時(shí)間，提升了教學(xué)效率，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)的煩瑣步驟，實(shí)現(xiàn)了高中物理教學(xué)高效性。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，仿真物理實(shí)驗(yàn)室在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用可以有效提升高中物理課堂的教學(xué)效率，但在應(yīng)用過(guò)程中，教師同樣應(yīng)當(dāng)注意，要給予學(xué)生更多動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，而不能一昧依賴軟件帶來(lái)的方便，最后喪失了實(shí)際動(dòng)手操作的能力。因此，教師要結(jié)合真正的物理實(shí)驗(yàn)合理使用仿真物理實(shí)驗(yàn)室。

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