探究仿真實驗在高中物理教學中的運用

張 艷

(云南省宣威市第八中學 655400)

物理是一門以實驗為基礎的學科，具有很強的探究性，教學經常需要演示促進學生理解，讓其在觀察、對比中獲得認知，以總結規律，形成系統認知.然而，在實際教學中，受到各方面條件的限制，課堂難以開展實驗.對此，就可借助仿真實驗改善，讓學生在模擬情境中觀察，以獲得間接經驗，為后續深入做好準備.

一、預習——提前準備，提高效率

高中物理教學十分重視學生實驗能力的培養，對于學生操作有明確要求，因而在教材中設計了很多分組實驗與演示實驗.然而，在實際操作中，這些實驗的實施與開展需要花很多時間，如果在課堂上一 一完成，就會嚴重影響教學進度.

針對以上問題，在教學中就要借助仿真實驗模仿，不必要在課堂上讓學生熟悉一些實驗流程，像實驗操作、數據處理、注意事項等都需要化很多時間，之后還要點評，更是費時.在課堂上，如果一味沿襲傳統，就會讓學生陷入高壓、焦慮的情緒中，最終導致教學效果變差.因此，就可引入仿真實驗，讓學生在預習環節投入到實驗中，以解決問題，提高效率.在教學“探究平行四邊形定則”時，鑒于這是重點，需要學生實驗操作，借助實踐加深學習印象.在實踐時，就可先從網上下載相關的動畫仿真實驗程序，將其拷貝到機房的計算機上，讓學生利用課余時間自主完成.由此，學生便在實踐操作中認識并掌握“探究平行四邊形定則”實驗的原理、彈簧秤讀數的方法、記錄數據的方法以及作圖法處理實驗數據的方法等.這樣一來，便能最大限度提高課堂教學效率，將有限的時間花在“刀刃”上，給每個學生提供實踐體驗的機會，讓其在仿真實驗中獲得真切感悟，無形中對學科產生興趣，主動參與到后續活動中.長此以往，就能改變學生對物理學習的看法，從根本上轉變態度，以為能力的提升、素養的發展做好充分準備.

借助預習環節的實踐就能充分調動學生，讓其在正式探究前就將學內容，為真實實驗做好扎實準備.在這一過程中，要鼓勵學生互幫互助，讓學優生帶領學困生，在細節方面做好引導，確保在仿真實驗后能順利完成課堂實驗.

二、探究——對比引導，促進理解

在高中物理課堂上，實驗與學科的關系十分密切，教學過程中需要大量實驗，借助演示呈現，幫助學生理解，以促進并深化理論學習.意識到這一點，就可引入仿真實驗，借助這一活動給促進學生對概念以及規律的理解，扎實掌握.

在當前教學中，演示實驗雖然進行，但是效果并不佳，尤其是一些實驗現象不明顯的實驗，雖然前排學生看得見，大后排學生難以看清楚，這就導致教學難以達到預期效果.針對這一問題，就可借助仿真實驗解決，具體實施時可先進行演示實驗，隨后借助仿真實驗對比，之后將兩者結合對比講解.這樣一來，不僅能突出實驗的真實性，還能放大實驗現象，讓學生對結論規律有更清晰、深刻的理解.在教學“產生感應電流的條件”一課時，就可借助這一方式講解，首先演示三個實驗：導線切割磁感線、磁體運動產生感應電流以及線圈電流改變產生感應電流.隨后借助多媒體進行仿真實驗，在這一過程中引導學生進行“產生感應電流”的條件分析.由此，便能將原本一瞬間的實現現象，即“電流表指針瞬間變化”延長，讓學生在屏幕上清楚觀察到，以加深對重點的理解，讓原本模糊的知識點變得清晰.在這一過程中，如果學生有需要，還可以反復演示，進行減速操作和暫停操作，以幫助其清楚了解，有效提升教學效率，無形中完善學生認知體系，讓其在仿真實驗中獲得學習支持.

這樣一來，就能將仿真實驗運用到課堂教學中，將原本不清楚的現象放大、延長，在這一過程中促進學生理解，讓其有機會、有時間將實驗與理論結合，無形中掌握要點，避免認知不清，后期出現短板，最終影響學科能力的提升.

三、復習——同步訓練，加深鞏固

在傳統復習課上，通常是“教師講，學生聽”，這一方法過于單一，弱化學生主體地位，難以達到理想效果.為了改變這種“學生學得累，老師教得累”的問題，就可引入仿真實驗，同步習題訓練，幫助學生及時鞏固，查漏補缺.

在復習中，如果在學生遇到難點問題時，就要回顧之前的實驗，這會浪費很多課堂時間，且效果無法保障.對于這一問題，就可創新模式，在遇到較難的專題復習時，可帶學生到機房復習，借助仿真系統展開，一邊講解一邊讓學生操作，以喚醒學生舊知，讓其針對難點展開剖析.這樣一來，不僅能調動學生，激發其興趣，還能改變學習模式，讓復習課堂有所突破.在復習“測量電源電動勢和內阻”實驗時，就可借助電路仿真軟件Multisim，先讓學生進行實驗復習.在這一環節，學生就可根據題目內容自由搭建實驗電路，及時反饋，以獲得電路各部分的電流和電壓數據.在仿真操作中，學生測量電源電動勢、內阻，將三種實驗電路用模擬軟件搭建起來，之后獲得準確數據.這時，考慮到學習難度較大，就可開展合作學習，讓學生在獲取數據后用Excel進行處理，之后提供時間讓其進行組間交流，最后在班級匯報.這樣一來，在這一節復習課中，學生不僅及時復習了三種測量電源電動勢、內阻的電路，還在原有基礎上完善認知，以提升復習課的教學效率，無形中培養學生操作能力.

在這一過程中，除了讓學生進行仿真實驗，還要幫助其構建知識框架，將實踐與理論完美結合，切實幫助其掌握.需要注意的是，這種復習方式對于學生能力要求較高，因而為了確保整體效率，就要加強對學困生的關注，及時提供幫助.

總之，仿真實驗的運用可落實到高中物理教學的各個環節，物理是預習、課堂探究還是復習，都可借此激發學生，讓其在興趣驅動下展開積極探索，以培養學生良好的思維能力，讓其在循序漸進中提升認知能力，最終落實教學目標，讓課堂達到預期效果.