维普在线欢迎您!维普在线!
您的位置:首页>期刊文章>素质教育 大概念物理单元课程开发与实践中仿真实验的作用
大概念物理单元课程开发与实践中仿真实验的作用

来源:《素质教育》2024年6月刊 作者:张义荣

    乳山市诸往镇中心学校  张义荣

    [摘要]:实验是初中物理教学中必不可少的环节, 在实际教学过程中,各种现实条件制约,很多实验无法真正有效地开展,导致操作实物实验的机会较少,给物理的学习带来很大的影响。而仿真物理实验的出现弥补传统实验的不足, 极大激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习积极性,高物理学习。学生通过仿真实验可以在掌握知识的同时提升科学探索的能力。

    [关键词]物理实验 仿真实验 虚拟实验

    一、设计背景

    物理学是一门以实验为基础的科学。物理概念规律很多都是在实验的基础上建立起来的。在以往初中物理实验教学中,学生往往是按照课本规定好的步骤与方法进行操作,最终记录结果得出结论,缺乏自主进行探究机会。由于有些常规实验器材难以达到教学要求,可操作性差,实验效果不明显;有些实验具有危险性,实验器材稀缺等因素的限制在教学中一般用视频代替实验,导致学生操作实物实验的机会较少。

    《义务教育物理课程标准(2022年版)》指出:教师要充分发挥信息技术的优势,将信息技术有效融入物理教学,创新教学方式,提升教学效率。同时,应鼓励学生将信息技术运用到物理学习中,帮助学生适应数字时代的要求,提升学生运用信息技术的能力。当一些物理现象很难真实呈现时,可利用信息技术辅助手段,让学生比较直观便捷地进行观察。当有些物理实验无法通过传统实验器材完成,或很难达到预期的效果时,可借助信息技术手段,通过数字实验设备等完成,以便更好地发挥物理实验的育人功能。从新版课程标准中可以看出,物理教学要突出实验教学的作用,同时可以借助信息技术手段优化教学通过实践真正把握物理规体会物理研究的过程。这就要求在进行物理教学时,不仅要重视学生物理知识的学习,更应注重让学生经历学习的过程,培养科学探究精神,突出学生核心素养的培养。

    仿真实验的作用

    仿真实验由于仿真度高、操作性强、可扩展性、不受场地限制等特点,能有效弥补传统实验教学的不足,从而优化初中物理教学,增强学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。本文将以NOBOOK物理实验为例,结合平时教学使用效果来探讨在初中物理教学中使用仿真实验的优点

    (一)仿真实验有利于突破原有束缚提高教学效果

    实验教学在中学物理教学中有着举足轻重的作用。利用仿真物理实验室可以不受传统实验对学生的种种制约。仿真技术运用到实验教学中,可以充分调动学生的积极性,利于发挥学生的创造性思维。学生仿真实验中充分发挥想象力大胆地创作实验模型,培养学生的自主发现问题解决的能力。

    在探究电流与电压的关系实验中,传统实验中只有一个电压表和电流表,而仿真实验可以不受限制,我们在滑动变阻器的上面再加入一个电压表可以直观的看到两个电表的数值变化

    NOBOOK物理实验中我们还可以根据需要可以将实物图转为电路图,学生可以更加深刻地理解电路的串并联结构及各部分的作用。另外还可以创建表格,记录实验数据,生成数据图像,进而总结实验规律。学生通过自己动手动脑,在发现电流电压间的规律的同时还可以得出串联电路两个电压之间关系,突破原有实验获得新的成果。

    (二)、运用仿真实验可以使抽象问题形象化突破教学难点

    在物理概念和规律的讲解中,采用仿真物理实验室对这些实验进行仿真模拟再现,将抽象知识形象化,微观现象可视化,可以避免过于空洞的描述,学生产生真切直观的体验,更好地理解概念和规律把难以理解和观察的实验现象更清晰、直观地展示在学生面前突破教学难点。

    探究凸透镜成像规律的实验中,利用仿真实验软件中的辅助光线可以观察整个动态变化的过程。学生在自己进行操作的时候可以把这个过程反复演练,将连续的动态变化过程展示出来形象直观,方便学生理解深化应用,把现象认识上升到理性认知,通过虚拟实验操作将自己的思维与实验相互验证,从而掌握实验规律

    中我们还可以通过设置增加一个凸透镜或者凹透镜来观察增加的透镜对像的影响,学生可以直观地看到像的位置变化,大大减轻了学生的思维负担,避免错误思维,解决学习中的难点。

    (三)、仿真实验与实物实验可以实现优势互补

    在教学中,将仿真实验与实物实验结合,可以更好地实现优势互补,更好地服务教学。例如在滑动变阻器的连接方法教学环节中,学生首先在大屏幕前使用 NOBOOK物理实验将实验器材连好。学生可以任意选择两个接线柱接入电路,可以将滑动变阻器六种接法一一实验验证,在NOBOOK 物理实验中我们可以清晰地看到电路中的电流走向。操作错误时发出的提示声让学生印象深刻,进而总结出滑动变阻器的使用方法。

    明确滑动变阻器使用方法后,学生可以通过实物动手实验来验证滑动变阻器的使用。这样的操作可以锻炼学生的观察、思考、动手操作能力,采用虚实结合的方式,加深知识的学习实现仿真实验和实物实验的优势互补。

    三、总结

    仿真物理实验促进了物理课堂教学模式的改革。学生可以不受时间空间限制,随时随地做实验,时时刻刻学物理。利用仿真物理实验可帮助学生解决理解上的困难。学生可以利用仿真物理实验设计实验去验证自己的设想,探索未知世界。学生经历学习的过程,培养科学探究精神,培养学生的核心素养。


返回顶部