高中物理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

李尊濤

摘 要：物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行深入的探究。由于仿真物理實(shí)驗(yàn)具有靈活性和可控性，在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用越來越廣泛，能夠幫助教師結(jié)合教材理論對(duì)知識(shí)有更好的理解。基于此，對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行分析研究，希望可以給相關(guān)教師帶來一定的建議和參考。

關(guān)鍵詞：仿真實(shí)驗(yàn)；高中物理；教學(xué)應(yīng)用

物理教學(xué)是離不開實(shí)驗(yàn)的，每一個(gè)事物都有其發(fā)展的兩面性，教師教學(xué)亦是如此，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)存在較大的不足，經(jīng)濟(jì)和設(shè)備的制約成為實(shí)驗(yàn)開展的主要問題。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中可以進(jìn)行更為廣泛的運(yùn)用，增強(qiáng)物理學(xué)科和信息技術(shù)之間的融合。本文從仿真實(shí)驗(yàn)的角度對(duì)高中物理教學(xué)情況進(jìn)行分析研究。

一、仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)分析

最近幾年來，科學(xué)技術(shù)與物理學(xué)科的結(jié)合程度不斷提升，仿真實(shí)驗(yàn)軟件的運(yùn)用也是越來越多樣化，仿真技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，仿真實(shí)驗(yàn)的交互性較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)人員的控制，控制實(shí)驗(yàn)的條件和實(shí)驗(yàn)的過程，并且也可以隨時(shí)輸出各種信息、數(shù)據(jù)、圖像等，給學(xué)生建立起有聲有色、圖文并茂的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

其次，仿真實(shí)驗(yàn)的靈活性突出。教師可以通過參數(shù)的設(shè)計(jì)創(chuàng)建有效的物理實(shí)驗(yàn)情境，這里包含理想和非理想兩個(gè)部分。另外，運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)的方式可以建立起網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生通過手機(jī)客戶端或電腦就可以完成仿真實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)。

二、仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

教學(xué)中每一種教學(xué)方式都需要充分結(jié)合在一起。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式盡管有一定的弊端，但是也有較大的優(yōu)勢(shì)，因此將仿真技術(shù)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式結(jié)合在一起，才可以更好地體現(xiàn)出物理實(shí)驗(yàn)的有效性。利用仿真實(shí)驗(yàn)可以更好地對(duì)物理學(xué)科的教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化，在部分物理習(xí)題當(dāng)中分析物理學(xué)科的難點(diǎn)問題。一些實(shí)驗(yàn)利用傳統(tǒng)方法無法表達(dá)出有效性，就可以使用仿真實(shí)驗(yàn)的方式[1]。

例如，在“帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”相關(guān)問題的解答上，可以使用仿真實(shí)驗(yàn)的軟件對(duì)相關(guān)的問題做預(yù)設(shè)，設(shè)置好符合題目實(shí)驗(yàn)的參數(shù)，這樣就能夠看到粒子的運(yùn)動(dòng)情境，并且還可以設(shè)置暫停。在仿真實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)相應(yīng)的理論進(jìn)行學(xué)習(xí)會(huì)更為透徹，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解也非常容易。

又如，在學(xué)習(xí)“恒定電流”的過程中，復(fù)雜的電路是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化也是學(xué)生無法切實(shí)有效掌握的內(nèi)容。但是使用仿真實(shí)驗(yàn)的方式就可以將題目中所提示的電路按照要求做好設(shè)置，使用鼠標(biāo)拖拽的方式找到每一個(gè)元件的標(biāo)準(zhǔn)化位置，這就是一個(gè)十分明朗的動(dòng)態(tài)化變化過程，學(xué)生的理解將會(huì)十分容易和簡(jiǎn)單。

（二）運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)拓展物理學(xué)習(xí)空間

仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用可以更好地對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行拓展分析，不同的物理知識(shí)所展現(xiàn)的狀態(tài)不同，那么結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)和問題，就可以更好地讓學(xué)生理解知識(shí)，拓展教學(xué)空間。例如，在進(jìn)行“電學(xué)實(shí)驗(yàn)”的過程中，滑動(dòng)變阻器就有兩種不同的接法，分別是分壓方式與限流方式，這在選擇的過程中成為一個(gè)難點(diǎn)問題。若是教師單純對(duì)理論進(jìn)行講解，那么學(xué)生的理解不是非常透徹。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式也非常浪費(fèi)時(shí)間，在這樣的情況下，可以使用仿真軟件的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究，此種方式更為直觀和便捷。鼠標(biāo)單擊滑動(dòng)變阻器以及電阻，將兩個(gè)電阻值進(jìn)行不同的設(shè)置，然后雙擊開關(guān)，通過觀察這一系列過程，就可以看到什么更便于調(diào)節(jié)，有利于學(xué)生做好多方面的探究[2]。

（三）仿真實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單運(yùn)用

仿真實(shí)驗(yàn)軟件在操作上具有簡(jiǎn)便性，盡管也存在一定的瑕疵，但是不會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的問題。仿真軟件可以進(jìn)行個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如，教師在教授學(xué)生“單擺周期與擺長(zhǎng)重力速度關(guān)系”的過程中就可以設(shè)置一個(gè)VB仿真實(shí)驗(yàn)，利用軟件去探究關(guān)系，進(jìn)而更好地計(jì)算出單擺的周期。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中更可以調(diào)動(dòng)自己的動(dòng)手能力，對(duì)開始和結(jié)束的時(shí)間進(jìn)行有效控制，從軟件的自動(dòng)啟示錄開始，將測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入表格當(dāng)中，繪制出T（周期）、L（擺長(zhǎng)）、g（重力加速度）之間的關(guān)系，由此也可以更為自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)對(duì)小球擺動(dòng)的觀察。若是擺動(dòng)幅度非常大就有軟件的提醒。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，還可以使用這個(gè)軟件做好教學(xué)分析，效果十分明顯[3]。

綜上所述，本文對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。仿真實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中運(yùn)用十分廣泛，這也是信息技術(shù)和學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，可以更好地消除傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的弊端，也能夠提升實(shí)驗(yàn)的透徹性和有效性。在此基礎(chǔ)上無論是教師還是學(xué)生都需要更好地認(rèn)知到信息科學(xué)技術(shù)知識(shí)的重要性，也要不斷地了解軟件的使用方式，提升操作的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋建益.論數(shù)控加工仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用[J].電子測(cè)試，2017，22（10）：122-123.

[2]徐翔鶯.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用之思考[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2017，14（15）：281.

[3]王錦翠.FluidSIM仿真軟件在液壓傳動(dòng)教學(xué)中的應(yīng)用：以小型液壓鉆床液壓控制系統(tǒng)的教學(xué)為例[J].西部素質(zhì)教育，2017，3（4）：202，226.

編輯 郭小琴