淺談NoBook仿真實驗在高中物理教學中的應用

NoBook物理仿真實驗是一款初高中物理實驗模擬軟件，包含了電學、力學、聲學、光學等所有物理實驗的仿真演示。物理仿真實驗通過采用仿真技術，虛擬構建一個直觀、可視化的實驗環境，從而達到對實驗現象和實驗結果的虛擬仿真以及對現實實驗的操作，為處于不同時間、空間的用戶提供虛擬仿真的實驗環境，使學習者仿佛置身其中，對儀器、設備、內容等實驗項目進行互動操作和練習。

一、NoBook仿真實驗在高中物理教學中應用的幾種情況

通過研究，結合自己十年的高中物理教學經歷，發現NoBook仿真實驗在高中物理教學中可有以下方面的應用：

（1）在高中物理實驗教學中的應用。仿真實驗應用于高中教學，它不僅可以逼真地模擬實際的物理環境，也可以模擬實際的儀器，大量的真實實驗都可以用仿真實驗來模擬和再現。而且，仿真實驗有著真實實驗無法取代的優越性，這具體體現在：①仿真實驗具有可擴展性。②通過計算機仿真模擬一些重要的、在現實實驗環境下難以完成的物理實驗，則可彌補常規實驗儀器的不足，提高物理實驗的演示效果。③仿真實驗在計算機虛擬的環境下，可以完成現實條件下不可能完成的實驗。④對于真實實驗無法完成的抽象的物理現象和實驗室無法完成的真實物理圖景，仿真實驗都可以完成。⑤仿真實驗可以突破客觀條件限制，是一種較好的“理想實驗”法。

（2）利用仿真實驗可以使抽象的概念、規律等內容形象化，突破教學難點。在物理教學中有很多難理解、很抽象的概念，如力學中的功和能的概念，電磁學中的電場、磁場概念，熱學中的布朗運動，光學中的干涉、衍射等，單憑教師語言是不易講清楚的，這樣就影響了教學效果。若能充分利用仿真實驗進行教學，就可以在屏幕上模擬相應的內容。如電阻的定義：用電壓除以電流，利用仿真實驗可以直觀的觀察到導體兩端的電壓增大時，電流也增大，而比值不變，則很容易得到電阻不是由電壓和電流決定的。再通過改變長度、橫截面積、材料等很直觀的看到電阻變了，便可以得到電阻的決定因素。再如交流電的產生、方向、周期變化是教學中的一大難點，用仿真實驗模擬電流的大小和方向隨周期變化規律，可以輕而易舉地達到幫助學生直觀而形象地接受知識的目的，讓學生通過“物”來思考“理”，再通過“理”來認識“物”.這種教學模式幾乎適用于所有的物理實驗教學和題型之中，對中學物理實驗教學有重要的作用和意義.

（3）利用仿真實驗可以培養學生的創新能力。在高中物理教學中，教師可以設置一些實驗目的讓學生動手設計實驗進行大膽的測量或驗證，通過原理的設計、儀器的選擇、數據的處理、誤差的分析不僅可以鞏固基本內容，更可以培養學生的思維創新能力。

二、NoBook物理仿真實驗在高中物理教學中的應用策略

仿真實驗在高中物理教學中的應用策略可以概括為回顧——講解新課——演示實驗——練習——反饋評價——鞏固。這樣，不僅提高了課堂的學習效率，使得原本要花兩堂課的時間教的內容在一堂課就完成，還提高了學生學習的趣味性和積極性，加深了對知識的掌握程度。具體的教學過程展開如下：

（1）通過對上堂課的回顧分析，承上啟下，引導學生學習新的知識，實現知識之間的過渡和銜接。

（2）教師講解本堂課的相關基本物理規律和定理，讓學生基本了解本堂課的知識目標、技能目標和情感態度目標，吸引學生的注意力，引導學生對物理知識進行探討。

（3）利用仿真物理實驗室的平臺，使用其中已有的實驗或者是在指引學生自己新建實驗的基礎上，新建一個與本堂課相關的實驗，對各種參數進行設置、調整實驗元件，修改參數。

（4）通過演示實驗，增加學生的感性認識，在具體的通過仿真實驗室軟件的演示下，對有關的即時數據進行輸出，讓學生從具體認識到抽象的理性認識過渡，避免因為轉變太快而使學生產生厭學和不滿的情緒。

（5）演示過后，要求學生對數據進行計算，利用規律來解決相關的題目和難點。

（6）輸出實驗的數據曲線，與學生的數據進行對比，讓學生對自己的計算結果進行反饋和評價，找出計算錯誤的原因，糾正同學的認知錯誤，幫助建立新的認知，使學生更好的理解所學的知識。

（7）通過再次的練習和作業的布置，讓學生自己動手進行試驗的設置和數據以及圖表的輸出。再次鞏固所學的知識，為后面的學習打下堅實的基礎。

仿真物理實驗平臺用于高中的物理教學，可以很好的提高學生學習的積極性，是物理教師的得力助手。作為學生的一個學習工具，仿真實驗室可以讓學生在課后自主的進行學習，親自動手進行實驗。感性認識可以幫助理性抽象的深入，使得學生進一步的把握物理定律和科學知識，大大提高了學生的學習效率。這就要求我們教師要跟著時代的步伐，努力的擴充自己的知識，這樣才能與新的條件下的新技術結合起來，提高我們的課堂教學水平。