仿真實驗在高中物理習題課中的應用

肖光宏

【摘要】? 隨著信息技術的高速發展，在課堂教學環節引入科技手段，已經成為當下教育工作者必須選擇的課堂改進技術之一。在高中物理習題課的教學過程中，開展仿真實驗，在幫助學生理清問題重、難點的同時，更有利于其思維發展。本文從當下物理教學的內容出發，探究在應用仿真實驗時，如何解決學生在物理習題課程中所遇到的問題。

【關鍵詞】? 仿真實驗 高中物理 習題課

【中圖分類號】? G633.7 ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）04-150-01

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依靠信息技術解決當下的教育難點，就要求教育工作者在進行教育活動的同時，理清學習過程中存在的問題，對比于高中教學環節的其它課目，高中物理具有涵蓋知識面復雜，內容層次深，課程聯系大的特點。作為一門對學生空間能力與邏輯能力提出較高要求的課程，如果學生在解題過程中只能依靠憑空想象，便無法取得較好的教學成果，引入仿真實驗，在幫助學生理清知識點的同時，能夠有效解決物理學系過程中存在的問題。

一、傳統教育模式存在的問題

傳統的物理教育方式趨向于教師的講解與書本內容的展示，一旦教師的教學工作產生偏差，或是教材的理解難度較大，學生就不能形成良好的知識體系，在學習過程中，產生“盲人摸象”的片面認知，不利于物理思維的發展。作為一門理論應用與實際實驗相結合的學科，物理學習不僅要求學生擁有出色的運算能力，還要有良好的空間思維與想象能力。在當今的素質教育環節，教育理論層出不窮，在對教師的教學水平提出挑戰的同時，更要求其結合當下的時代環境，不斷探索如何應用新型技術手段。在中學物理教學環節，教學工程大，設計內容復雜，僅僅依靠教師的口頭講述與文字演示，明顯不能滿足學生的學習要求。對于一些較為抽象的內容，如電磁學，學生會因缺少直觀的教學展示而無法形成有效的教學反饋。對于當下的教育活動來說，決定教學質量的不僅僅是當前的書本內容與教師授課方式，還有日新月異的信息技術。

二、仿真實驗在物理習題課程中的應用

（一）幫助學生認知，減輕課業壓力

通過對物理知識的相關學習，學生能夠形成獨特的知識理念，并在不斷修正的過程中養成獨到的核心素養。教師通過對學生科學觀念，空間思維，探究意識等相關能力的發掘，能夠使學生更好地配合物理教學活動。但需要注意的是，在高中物理教學活動中，許多理論內容都十分抽象，如果只依靠教師的單方面講解，學生無法有效吸收課程的重點內容，即使進入了習題課程的解答環節，也只能表現出“知其然不知其所以然”。

自從進入高中課本開始，便注定要成為“抽象”與“難點”的代名詞。以電磁學的學習為例，帶電粒子在電、磁場中的運動軌跡比較抽象，用仿真實驗軟件模擬粒子的運動軌跡，將抽象變具象，使這些在課堂上無法演示的實驗，形象、直觀地展現出來，讓學生對粒子在復合場的運動軌跡有清晰的認識，這樣可以避免空洞的描述，激發學生的學習熱情，達到學習的最優化。

比如磁聚焦與磁發散原理的教學：一組平行的帶電粒子以相等的速率垂直射入半徑為R的圓形磁場區域，若粒子的運動軌跡半徑也為R，則這些粒子將會聚于同一點。按照運動的可逆性原理，從同一點發射的各個方向的等速率粒子，離開圓形磁場后將平行射出。

本人利用仿真實驗軟件制作出課件，非常直觀地反映了該運動過程。對上述問題也就非常容易求解了。

【體會】在解題環節，學生可以依靠腦海中的仿真實驗獲得記憶梳理，從物理模型的運轉尋找解題思路，相較于傳統的“冥思苦想”，借助仿真實驗，能夠幫助學生形成有效的學習思維。在這一部分的教學活動中，教師可以合理利用仿真實驗作為教學手段，幫助學生建立模型，使抽象的概念變成具體的動畫展示，并引導學生進行思考。依靠仿真實驗，學生在腦海中形成清晰的物理模型，加深對物理學習環節課程內容的認知。

（二）培養思維意識，提升解題能力

在物理學習的過程中，存在許多要求計算并進行推導的環節，但學生的表現并不能盡如人意，在物理習題課程，一些學生在解題環節無法形成正確的解題思路，一些學生則會忽視掉必要的細節，造成考試的丟分。在當下的物理教學活動中，要幫助學生形成系統有效的解題方式，就要注重培養其思維能力，激發其創新精神和實踐能力，在掌握相關物理概念的同時，對已經出現的物理規律和現象進行總結，在已有知識積累的輔助下，完成相關的習題課程。

以“帶電粒子在有界磁場中的運動”的相關學習為例，特別是涉及到臨界問題分析時，即使教師講得天花亂墜，但缺乏前期的模型展示，在面對相關習題進行解答時，學生仍然會出現“老虎吃天，無從下口”的尷尬局面。通過教師對仿真實驗的應用，在幫助學生理清物理原理的同時，更容易接納相關知識點。

通過建立仿真實驗，能夠使學生形成“記憶——物理實驗原理——利用”的有機循環，避免解題過程中的錯誤，提升解題效率。

（二）加深記憶效果，學會舉一反三

高中物理習題課程中，學生解題能力的提升往往依靠書山題海的訓練以及對相關知識點的死記硬背，在這樣的強迫式的教學環境下，學生容易失去學習興趣，不利于教師取得良好的教學效果。

開展仿真實驗，在幫助學生形成具體記憶的同時，有利于學生的舉一反三。

以“布朗運動”概念的教學為例，在物理教學環節，教師缺乏必要的手段與資源開展真實實驗，可利用仿真實驗幫助學生進行“情景再現”，通過對相關物理模型的把控，在降低教師工作壓力的同時，能夠有效吸引學生的學習興趣，通過多個實驗的集合展示，鼓勵學生發現物理學習的法門，探究解題思路，找到習題課程中相關物理問題的共同點，形成獨特的創新思維。

結束語

高中物理習題課程是鍛煉學生相關知識能力運用的必要課程，也是鞏固其知識層面的重要手段，借助仿真實驗，讓僵硬的書本動態化，直觀化，在幫助學生形成知識記憶的同時，有利于其物理思維的發展。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

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