仿真物理实验室物理教学论文

仿真物理实验室物理教学论文 篇1：

浅谈仿真物理实验室对新课改中学物理教学的意义

【摘 要】仿真物理实验室是专门为中学物理教学开发的软件，实现了信息技术与学科教学的整合。本文结合新课改理念简单阐述了仿真物理实验室运用到中学物理教学中的几点意义。即运用到教师的教和学生的学中，既提高了教学效果，又激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和自主探究能力。

【关键词】仿真物理实验；中学物理教学；新课改；创新；自主探究

仿真物理实验室是针对中学物理教学而设计的一个实验器具完备的综合性实验室软件，由多个模块组成，分别是主模块、光学模块、电学模块、热学模块和初中模块。它提供了运动对象、小球、弹簧、绳子、连杆、滑轨、电荷等实验器具，并集成了重力场、电场、磁场、万有引力、阻尼介质等实验环境。可以在任意组合的实验环境中，搭建实验室，创建各种物理模型，模拟实验全过程。该软件还提供多样的数据输出方式和分析方法，便于在教学过程中分析物理过程。为教师和学生提供了一个全开放的物理教学平台和自主探索性学习平台。

下面结合中学物理课程改革的理念就仿真物理实验室运用在中学物理教学中的意义，我进行了初步的探讨。

一、运用于中学物理实验教学中，有利于培养学生的创新能力

中学物理是以实验科学为基础的，实验教学在中学物理教学中有着举足轻重的作用。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。实验教学可以激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动地参与到物理教学中，而且在进行实验操作的过程中，不仅培养了学生的动手能力，创造能力以及分析问题的能力，还培养了严谨、认真、耐心的科学态度。

但是在传统中学物理实验室存在很多弊端，比如，实验条件的限制导致实验结果与理论不一致，甚至相反，让学生经常对正确的理论产生过分地怀疑；还有些中学出于安全考虑和为了避免仪器损失而在实验室规定了许多规章制度，束缚了学生的创新性思维；甚至，有的学校教师因为实验室太小，仪器缺乏，上实验课需要的时间太长影响课程进度等原因，不愿意带学生做实验等等。这在中学物理教学中，严重影响了学生的动手操作能力，更是抑制了学生的创造性思维的发展。

利用仿真物理实验室恰好可以大大改善传统实验教学对学生的种种制约。在操作实验之前，学生先在仿真实验室进行模拟实验，帮助熟悉实验步骤及实验方法，熟练之后再实际操作，既做到真正动手，又避免了仪器的损坏，还节省时间，从而有效地提高实验课教学效率。

更重要的是，仿真技术运用到实验教学中，帮助充分调动学生的积极性，增强学生的自主意识，有利于发挥学生的创造性思维。学生在虚拟环境中操作，不受仪器短缺和害怕损坏仪器的影响，以良好的心态充分发挥想象力大胆地搭建自己创作的实验模型，积极主动地参与到实验教学中，使教学真正达到以学生的学为中心的新课改要求，培养学生的自主发现问题的能力。有了发现的意识和能力，才会创新。正如，陶行知先生在《第一流的教育家》一文中指出：“敢探未发明的新理，即是创新精神；敢入未开化的边疆，即是开辟精神。”“探未发明的新理”和“入未开化的边疆”，指的就是“发现”。

二、运用于中学物理课堂教学中，有利于提高教学效果

在物理概念、定理和规律的讲解中，经常会采用实验演示法，对一些抽象的，难以观察，和课堂中难以真实再现的实验，比如，说明牛顿第一定律的伽利略理想实验，磁感应线的空间分布，LC回路中自由电子的振荡过程，核爆炸等，教师无法进行实验演示，造成学生对这些知识点理解的困难，不能很好地掌握物理概念、定理或规律，甚至逐渐导致学生对物理的学习失去兴趣。而采用仿真物理实验室对这些实验进行仿真模拟、永久再现，将抽象知识具体化、形象化，微观现象可视化，瞬间现象永久化，可以避免过于空洞的描述，是学生产生真切的体验，激发学生的学习热情，促进学生学习的积极性。同时将这些难以理解和观察的实验现象或概念更清晰、直观、深刻地印入学生的脑海，实现对抽象物理概念和规律的感性认识，再上升为理性认识。这样也有助于发挥演示实验在中学物理教学中的作用，是教学最优化。

仿真物理实验室不单单是对实验的模拟，也可以用来帮助分析物理规律。例如，平抛运动是垂直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动的合成。从自由落体运动到平抛运动，将一维空间转变为二维空间，对这两种运动进行对比的时候，就可以创建两个小球，设置高度和速度等相关属性，使其从空间中同一位置开始分别做自由落体和平抛运动，然后利用仿真物理实验室提供的一种闪照的数据输出方式，便可清晰地看到两种运动情况，从而得出结论。再如，简谐运动的新课教学中，学生习惯了分析恒力作用下物理的单程运动，对振动过程的分析和理解存在思维定势，难以理解，在教学中辅以仿真模拟，可以有效地帮助学生进行分析，解决教学难点，提高教学效果。

还可利用它来方便地制作一些比较复杂的课件，突破技术屏障，使教师的精力主要放在如何优化课堂教学设计，从而提高教学效率。

三、运用于中学生自主学习中，有利于培养自主探究能力

中学生课后通过做习题巩固所学内容时，会遇到一些情况复杂的物理场景，尤其是对在电场、磁场或者电磁场中运动的粒子的复杂轨迹的分析，可以在仿真物理实验室中建立相应的物理模型，对软件自动生成的运动轨迹进行分析，结果一目了然，帮助学生理清分析思路。在没有老师辅导的情况下，学生也可以利用仿真模型再现习题中的物理情景，加深印象，进一步分析问题，细化知识点。对课本中的实验与探究部分的预习，更是可以通过仿真实验进行自主探究，加深对物理现象的印象，便于对物理定理或规律的理解。这样，不仅帮助学生较容易地掌握基础知识和基本技能，还使学生学会自主探究，对物理学科产生积极情感，逐步形成努力求知，乐于在探索中获取新知的心里素质，培养不断探索的科学精神。这也是中学物理新课程改革中所倡导的。

仿真物理实验室作为目前中学物理学科实现信息技术与学科教学整合的技术软件，能够提高教学效果，帮助培养学生的自主探讨能力、创新能力和分析能力，但是在应用于实际教学中，一定要明确它是一种创设真实情景的工具，在教师教与学生学的过程中，都应将它作为一种辅助性工具，不可盲目地运用，更不可将仿真实验取代传统实验，应该将两者辩证地统一起来，提高学生的科学分化素质和实验技能。总之，合理地将仿真物理实验室运用到中学物理教学中才能充分发挥它的力量和魅力，使其有效地服务于教学过程。

参考文献：

[1] 邵泽义，秦晓文.圆周运动的模拟实验——利用“仿真物理实验室”突破学生认知障碍[J].教学仪器与实验（月刊），2003（3）：26.

[2] 刘玫.金数龙仿真物理实验室介绍[J].物理教学探讨，2004， 22 （225）：44.

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[4] 石鸥，刘丽群.课程改革中的若干问题[M].1版.广东教育出版社，2004.

[5] 余文森，谌启标.高中新课程（教师读本）[M].1版.福建教育出版社，2004.

[6] 高慎英，刘良华.有效教学论[M]. 1版.广东教育出版社，2004.

[7]傅钢善.现代教育技术[M].2版.陕西师范大学出版社.2008.

作者简介：

刘辉（1987.10～），女，籍贯：天津市蓟县 ，单位：陕西师范大学，物理学与信息技术学院，研究方向：物理课程与教学论。

作者：刘辉

仿真物理实验室物理教学论文 篇2：

仿真物理实验室在高中物理教学中的有效应用策略研究

从事物理教学工作者，一直以来都非常重视如何提升信息技术在于物理教学过程中的可行性运用，同时也非常重视提升信息技术运用于物理教学课程的效果.而在此课程中涉及的两个问题，一个是如何提高老师的教学质量和效率.另一个是，如何提升学生的兴趣爱好.对于一些经济发达的地区，学校可以通过投入大量的资金，来完成信息技术环境，改善上述问题.而对于一些经济落后的地方，怎样利用较小的投入来完善信息技术设备，这是值得大家从理论上去探讨和研究的课题.此论文通过仿真物理实验室特点，通过查阅相关资料、实地调查、比较分析、模拟论证等方法，结合仿真物理实验室和真实实验室各自优势与缺陷，找到融合至高中物理教学的方法.通过仿真实验室和真实实验室的区别，得出了仿真实验室的精确适用范围.总结得出了，仿真实验室在高中物理教学中有效应用策略.

传统的教学方法有着悠久的历史，但是随着时光流逝，越来越多的问题也随之而出.要想提高教育质量，我们必须要学会取长补短，结合传统教学方法的优势与当今先进的科学技术精细教学.此论文通过仿真物理实验室合理的结合于中学课堂之中，打造出一种全新先进新的教学方式，建造一种既可以发挥老师所有才能，又可以提升学生积极性、主动创造性的教学方式，真正培养学生的创新精神和探索精神.仿真物理实验室是通过计算机配合教学，通过计算机演示能够更加清晰和透彻的让学生了解物理定律.同时，真实实验室可能要受到气候环境的影响，而计算机不需要考虑这些问题，可以有效避免实验过程中的次要误差.不过，这种方法也具有一定的缺点，它可能导致师生过于依赖计算机教学，让学生缺乏自主动手能力.

1 仿真物理实验室与高中物理教学中的优缺点

仿真物理实验室其本身是单一的平台，只需要电脑模拟实验过程即可，并不需要特别的场所，可以随时随地的进行实验.仿真实验室不需要担心环境的影响，例如气流的变化、空气的干燥程度、静电等.同时，还可以弥补真实实验器械不足的缺点，并高效的模仿真实实验，可以最大限度的降低实验误差，还可以缩短实验时间，且可以达到满意的实验数据，以及相应的物理函数图象.

仿真物理实验室也具备以下不足之处，毕竟仿真物理实验 是计算机虚拟环境，并不能提供真实的实验感触和信服力.例如，仿真物理实验室不能够让学生体会到电梯失重和超重的感觉，也不能让学生感受到带点粒子磁场中偏转等真实感和其妙感触.同时，这种方法也会导致学生分析数据和分析实验场景的能力，不利于学生的创新性思维.

2 仿真物理实验室在物理学中的运用例子

通过对《机械守恒定律》单摆的运动进行仿真模拟物理实验，我们在电脑端选择Phylab模块进行单摆模拟实验，在模块中选择相应的坐标系和比例尺，选取运动对象，同时设置好对象属于.首先点击小球让其运动，随后选择悬挂绳子，设定好绳子的固定点和相应的长短.此时我们已经建立好一个单摆模型，由于仿真物理实验中不存在阻力，而单摆运动间均是动能和势能之间的转换.随后，我们在单摆绳子上注入一枚小钢钉，将钢钉下方悬置发现小球同样可以运行到等同高度.

单摆物理模型通过稍微的修改，便可以专研物体进行圆周运动过程中通过高点的需要条件.传统方法一般在讲解类似问题时，往往先是进行受力分析，随后依据物体通过允许变速圆周运动的变化来推算出，当物体通过最高点时万有引力定律充当向心力.不过，上述情况会让大多数学生产生这样的疑惑，假如物体运动没有通过最高点的情况是怎样的呢？一般情形下，老师的解释是物体要首先做一段抛体运动，随后因为绳子的拉力改变运动速度和方向，进而再行圆周运动，这种情况则让很多学生费解.而仿真模拟实验则有效的避免了这一问题的出现，也为解决类似模型的困扰，铺下了厚重的铺垫.

总体而言，仿真物理实验室主要运用于物理教学困难点，很好的弥补了教学中不可避免的误差，以及实验环境的问题.而我国物理教学全新的理念，是运用好仿真物理实验室软件的优点，避免其缺点为更好的培养学生的创新性思维进行教学.在仿真实验过程中，要技巧性运用仿真物理实验室来激发学生的兴趣爱好，让其投入到学习之中.而在现实实验中，要让学生自己进行实验，全面培养学生的动手能力，培养学生的发散性思维，最后要着重培养学生合理运用仿真物理实验室模型的单独性能力，让其真正掌握高中物理学的根本主旨所在.

作者：黄亚建

仿真物理实验室物理教学论文 篇3：

仿真物理实验室在高中物理教学中的有效应用策略研究

【摘 要】直观的演示实验是中学物理教学主要的教学方法，演示实验能够提高学生的学习兴趣，增加学生学习的积极性。仿真物理实验室是在新一代的信息技术的推广使用下逐渐的发展起来的一个网络学习平台，它以计算机为依托，能弥补因为现场的物理实验比较占用教学实数、耗费较高的资源和场地的缺陷。是一种比较新欣的物理学习的工具和平台，其在物理教学中的应用可以使得物理教学更具有趣味性、进一步的提高教师的教学效率和效果，达到比较高的教学目标。本研究主要先介绍了仿真物理实验室的相关概念和主要的特点、物理教学的主要过程、目前的物理教学中存在的问题以及使用仿真物理实验室来进行教学的优势。希望能对物理教学的改善起到一定的参考作用。

【关键词】仿真物理实验室；高中物理教学；应用策略；研究

物理学是一门以实验为基础的自然学科。在新课标理念的指导下，物理学的教学目标不仅是学生的知识与技能的目标、还有过程与方法的掌握以及各种情感态度和价值观的培养。让学生在仿真的物理实验室的情景下理解所学科学知识，掌握物理学常用的科学方法和技能，并且培养学生的热爱生活、热爱科学、善于发现生活中的物理知识的态度。是当前物理教学的主要研究方向和目标。

一、仿真物理实验室

仿真物理实验室是一款最新的教学软件，能通过设置理想的物理实验的情景，为物理实验提供准确的数据和演示的过程，可以节省教学所花费的时间，提高学生学习的积极性和教学的效果效率。

主要的功能：

（1）打开和运行已经存在的实验。

（2）新建新的实验：通过软件的界面，打开文件菜单下的新建，设置模拟实验，在设置按钮下，下拉菜单下进行基本的参数设置，再创建所想要的实验环境，最后对运动对象进行创建，是的整个的实验以动画的方式呈现。

二、在高中物理教学中的应用策略

整个的策略可以概括为回顾——讲解新课——演示实验——练习——反馈评价——巩固。这样，不仅提高了课堂的学习效率，使得原本要花两堂课的时间教的内容在一堂课就完成，还提高了学生学习的趣味性和积极性，加深了对知识的掌握程度。具体的教学过程展开如下：

（1）通过对上堂课的回顾分析，承上启下，引导学生学习新的知识，实现知识之间的过渡和衔接。

（2）教师再讲解本堂课的相关基本的物理规律和定理，让学生基本的了解本堂课的知识目标、技能目标和情感态度目标，吸引学生的注意力，引导学生对物理知识进行探讨。

（3）利用仿真物理实验室的平台，使用其中已有的实验或者是在指引学生自己新建实验的基础上，新建一个与本堂课相关的实验，对各种参数进行设置、调整实验元件，修改参数。

（4）通过演示实验，增加学生的感性认识，在具体的通过仿真实验室的软件的演示下，对有关的即时数据进行输出，让学生从具体认识到抽象的理性认识过渡，避免因为转变太快而使学生产生厌学和不满的情绪。

（5）同时，演示过后，要求学生对数据进行计算，利用规律来解决相关的题目和难点。

（6）输出实验的数据曲线，与学生的数据进行对比，让学生对自己的计算结果进行反馈和评价，找出计算错误的原因，纠正同学的认知错误，帮助建立新的认知，使学生更好的理解所学的知识。

（7）通过再次的练习和作业的布置，让学生自己动手进行试验的设置和数据以及图表的输出。再次的巩固所学的知识，为后面的学习打下坚实的基础。

三、仿真物理实验室的优势

因为物理是一门实验性很强的学科，受到各种客观条件的限制，很难使实验在理想的情况下运行，而仿真的物理实验室却能解决这些难题，模拟理想情况下的实验结果和过程，加深同学的感性认识、加深对知识的掌握，提高学习的积极性和效率。由于各种技术原因，仿真的物理实验也存在一些的不足，希望有关的技术人员可以对该软件进行完善。比如软件中的动态显示高级设置，对运动对象的把握就不到位。运动对象在运动的情况下，没有以运动对象为坐标原点的自然坐标系作为参考，使得学生容易对学习的方向产生迷航，应该努力的进行修复和完善。

四、结语

仿真物理实验平台用于高中的物理教学，可以很好的提高学生学习的积极性，是物理教师的得力助手，整个的教学过程是：教师先讲解相关的物理定律，之后演示一个相关的实验，通过感性直观提高物理课堂的生动性和有趣性并且加深学生对物理定理的理解。作为学生的一个学习工具，仿真实验室可以让学生在课后自主的进行学习，亲自动手进行实验。感性认识可以帮助理性抽象的深入，使得学生进一步的把握物理定律和科学知识。

参考文献：

[1] 朱明光，陈晓红.中学物理仿真实验室[J].沈阳师范学院学报自然科学版.2010（09）

[2] 王凯.电脑，助我们学习更好！——仿真物理实验室[J]. 电脑爱好者. 2002（18）

[3] 黄东海.浅谈探索式实验教学法[J]. 漳州师范学院学报（自然科学版）. 2012（02）

[4] 李博.浅谈中学物理实验教学中的演示实验[J]. 科技信息. 2009（11）

[5] 王浩，吴伟.物理习题教学中“仿真物理实验室”的应用[J]. 中小学电教. 2012（Z2）

作者：刘明利