浅谈基于Flash技术的物理模拟实验的设计

李晓慧

摘 要：为了更好地促进教学，更好地发挥模拟实验的优势，本文以“牛顿试管”课件为例，介绍了基于flash技术下的中学物理模拟实验的设计研究过程，并对该模拟实验课件进行了总结评价。

关键词：模拟实验;Flash技术;中学物理教学

一、基于Flash技术的中学物理模拟实验的设计

（一）模拟实验的设计理念

模拟实验是按照模拟的科研活动来设计，让学生掌握实验的基本技能、操作规范、自我测评。其中，实验模拟是主要内容，是一个用虚拟现实技术开发的模拟实验室。学生通过鼠标可以轻松操作整个实验过程。实验现象逼真且有趣味性，不但让学生做实验如若身临其境，而且还集娱乐与探索科学知识于一体。该软件本着操作通用易学、生动形象的设计理念，为用户展示了一个界面友好、数据准确、内容丰富的实验操作平台。让学生通过实验活动验证所学的理论知识，掌握实验技能，提高动手操作能力，培养观察能力、分析能力、想象设计能力、创新能力和科学探究的能力。

（二）模拟实验的设计原则

1.以建构主义的认知理论为基础

模擬实验的设计必须以学生为主体，促进学生进行自主学习，要重在辅“学”，而非辅“教”。实验的设计、装置、操作过程、现象等必须具有科学性、真实性。在以往的中学物理实验教学中，教师是实验的主体，很多教师为了节约实验的时间，获得实验的现象，由教师为学生设计和完成实验，学生则只能被动的观看，这种教师为主体的实验方式，难以展示出学生的能动作用，不能从学生的认知和理解能力出发，提升实验的效率。而在模拟实验设计中，必须要将认知理论作为实验设计的基础，从学生的实际学习能力出发，让学生成为模拟实验的主体。

2.以科学实验为核心

科学实验是指实际操作的实验，而实践是不可替代的。实验类网络课件的作用是辅助实验现象的观察、分析、探索、辅助基本训练以及辅助实验的设计。它只能处在辅助的位置，其服务对象是学习者，其任务是帮助他们落在科学实验的实处。不要企图以模拟的演示实验替代真实的实验。

3.以真实的科学研究为灵魂

实验过程，是科学研究的过程，是认知主体由感性到理性的必由之路，来不得半点的虚假。实验的目的，不应片面追求“唯一正确”的结果，而应始终强调“求真”的科研精神。模拟实验的设计要以真实的科学研究为灵魂，体现科研的精神，介绍科研方法，要给学习者留有充分的拓展空间，协同他们进行科学研究，促进学生科学意识的培养，能力的发展和学习方法的提升。

二、基于Flash技术的中学物理模拟实验的实现

随着信息技术的高速发展，其在中学物理教学中的应用频率越来越高，信息技术为物理模拟实验提供了技术支出，能够延伸物理实验的深度和广度，并将很多在实验室难以完成的实验，通过模拟的方式展示出来，增强了学生对物理知识的理解和感知能力;将Flash技术应用到模拟实验中，使得实验现象更加直观和清晰，有助于对实验细节的展示，为学生展示出实验数据，帮助学生分析实验结果，进而极大的增强了物理教学的效率。Flash技术在具体的课件制作上能得到很好的开发利用。Flash是美国Macromedia公司新推出的一款矢量动画制作软件。因其强大的动画制作功能，友好的界面受到全世界数以亿计人们的喜爱，用FLASH制作物理模拟实验的课件有着其它软件无法比拟的优越性。其一，它的动画制作功能非常强大，给模拟实验的创作者提供了广泛的创作空间;其二，能为模拟实验提供良好交互性，可创作界面美观、便于操作的友好界面;其三，它所执行的模拟实验文件体积很小，便于携带和网上传输;其四，其兼容性非常良好，它所执行的模拟实验文件自带播放器，在Win9X、Winme、Win2000、WinXP系统下均可播放。

三、基于Flash技术的中学物理模拟实验实例

（一）“牛顿管实验”教学分析

1.教学重难点

“自由落体运动”是高中物理力学教学中重要的演示实验之一，高中学生由于受日常经验的影响，形成了对重的物体落得快，轻的物体落得慢的“定势思维”，本节教学的重点和关键就在于说明不同物体在真空中下落速度是一样的。在素质教育的背景下，中学物理教学有了更高的要求，传统的教学思路以及教学方法，已经与中学生发展和成长的需求不相匹配，教师需要积极创新教学理念，充分的借助信息技术，化解物理教学中的难点，让学生能够掌握物理学习的方法。由于中学物理学习中，有些实验本身具有一定的抽象性，加上中学实验室场地和设备的限制，就很难将其清晰的展示出来，“自由落体运动”实验的要求比较高，对比实验、操作步骤、数据测量、结果分析等都需要适合的实验材料与实验设备，这样才能让学生清晰的观察自由落体运动的原理，消除学生的思维定势，采用更加科学和完善的思路分析物理实验和实验现象。

2.教学目标

在以往的中学物理教学中，教师受到应试教育的影响，采用的教学思路和教学方式比较单一，开展灌输式的讲解，与学生之间的互动性不强，并没有从中学生对物理的实际学习情况出发，为学生制定出明确的教学目标和方向，使得学生在物理学习中存在极大的盲目性，物理学习的效率不高，因此在模拟实验教学中，教师首先应该为学生设计学习目标，采用“问题——讨论——实验——归纳”的探究性教学模式，让学生在获得知识的同时，学会科学研究的方法。

教师可以借助Flash技术为学生设计出“自由落体运动”的实验对比，让学生观察和分析对比实验的现象，并记录实验数据，最终得出实验的结论。比如：教师可以选择质量不同的羽毛和小球在不同情境下的对比实验，让学生充分的观察实验的现象，并得出关键性的结论：如果没有空气阻力，物体在重力的作用下由静止开始下落，它们将同时到达瓶底。借助Flash技术开展“自由落体运动”的对照实验，学生能够观察对羽毛和小球在不受空气阻力的情况下，同时滑落到瓶底，有助于提升学生的思维能力和探究能力，对学生的发展和成长具有十分重要的作用。

（二）“牛顿管实验”模拟实验的评价

本实验主要采取的方法为对比实验。对比实验是以实验操作和观察为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制所产生的类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。运用对比实验开展探究活动，有利于激发学生的兴趣，培养学生的科学思维能力和探究能力。

该实验遵循了物理的学科逻辑。课件符合学习者特征的需要，能在短时间内将要求内容向学生呈现，让学生在自主的学习过程中顺利完成学习任务。该实验采用了观察法来达到教学目的，其目的在于提高学生的观察能力，发展学生逻辑思维能力。

该实验是按照模拟的科研活动来设计。课件让学生掌握实验的基本技能、操作规范、自我测评。其中，实验模拟是主要内容，是一个用Flash技术开发的模拟实验室。学生通过鼠标可以轻松操作整个实验过程。同时，实验现象逼真且有趣味性，让学生做实验如若身临其境。

本着操作通用易学、生动形象。该课件为用户展示了一个界面友好、数据准确、内容丰富的实验操作平台。让学生通过实验活动验证所学的理论知识，掌握实验技能，充分提高了学生的动手操作能力，培养了学生的观察能力、分析能力、想象设计能力、创新能力和科学探究的能力。

四、总结与展望

目前，基于Flash技术的模拟实验在中学物理教学中较普遍地受到了重视，但在具体的实施中还存在着一些不尽如人意的地方，这主要是源自两个方面，一是认识上的偏差，二是投入上的不足。再加上其他一些方面因素的影响，如课时等，使得我国中学物理模拟实验的教学情况参差不齐。为了提高教学质量，采用基于Flash技术的模拟实验是个良好的技术选择。

随着“互联网+教育”的不断推进，Flash技术下物理模拟实验会得到进一步的发展，其各项功能会更加全面，不仅能够为学生清晰的展示出模拟实验的步骤、原理、过程、数据、现象以及结果等，同时其还会将师生互動、实验特色、实验不足、实验评价等环节融入其中，展示出Flash技术在中学物理模拟实验中的最大价值和功能，为教师提供完善的教学工具，为学生提供系统化的学习载体，让Flash技术与中学物理实验进一步融合与发展。

参考文献

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