高中物理实验教学应用仿真实验教学的作用

吴文祥

【摘要】实验教学是物理课程中的重要内容，是提升学生物理素养和思維的重要方式。教师需要优化物理实验教学，以学科核心素养为中心引导学生在探索问题、设计实验、动手实践的过程中提升学习能力。而仿真实验可以利用计算机和相关软件，模拟真实的实验情境，可以发挥重要的作用。本文就仿真实验教学在高中物理实验中的应用价值进行了分析，探索了应用策略。

【关键词】高中物理   实验教学   仿真实验教学   作用

【中图分类号】G633.7【文献标识码】A【文章编号】1992-7711（2020）28-077-01

物理实验在高中物理教学中是一种非常重要的方法，能够提高学生对物理理论的理解程度，而利用仿真实验可以打破时间和空间的限制，对于一些难以用真实环境开展的物理实验，都可以用仿真实验来完成。所以运用仿真式样也能够提高教学的有效性，给学生充足的思考和实践空间，将比较抽象的物理概念展示出来，实验教学也更加生动和正式，可以提升实验效果。因此教师需要充分利用仿真实验的优势，构建科学的课堂，提高学生的学习能力。

一、仿真实验在物理实验教学中的应用价值

（一）扩大实验的范围

高中物理实验中，有许多难以用现实环境和工具开展的实验，比如能量、磁感线、电流等是不能够用肉眼看到的物理现象，无法进行真实展示，而有的物理实验条件非常苛刻，比如匀速直线运动、天体运动等实验研究，根本不能靠真实的实验器材和环境来完成，所以在进行实验时就会受到一定的限制。而仿真实验可以提供更加充足的实验器材，而且可以利用计算机系统和仿真软件对实验的参数进行设置，按照实验的需求构建符合条件的实验环境，提高实验情境的真实性和准确性，才能真正提高实验教学的价值。

（二）有利于提高实验的可观性

在物理实验过程中，了解实验器材、观察实验现象是帮助学生明白实验原理的重要过程，在实际实验的过程中，可能有的实验器材无法满足实验条件，或者在实验过程中，难以准确地记录到实验现象和变化，导致学习实验的效果并不好。而利用仿真实验时，是通过计算机系统来完成的，学生可以对实验过程中的任何环节进行放大、暂停等操作，可以拥有充足的观察和思考空间，所以能够帮助学生更好地了解实验的原理，保障了实验的可视性，有利于提高学生的理解能力。

（三）有利于实验数据的及时反馈

在物理实验中，对数据的记录和整理是帮助学生分析物理规律的重要依据，但是在实际实验时，由于存在一定的限制因素和误差，难以获得比较全面和准确的数据。而利用仿真实验就能够通过计算机软件记录数据，根据实验的需求来筛选数据，还能够重复设置不同的实验参数，提高实验的科学性，帮助学生全面认识物理知识。

（四）提高实验的具体性和生动性

仿真实验可以模拟真实实验的各种场景，还能够对不能实现的物理现象进行模拟，比如星体运转、宇宙能量、磁感线等，提高实验的形象性。而且也能够避免实验过程中的危险，提高实验教学的效率。而且利用计算机进行实验，可以让学生根据自己的需求来进行实验探索，提高学生的学习自主性，满足他们在学习中的主体需求，提高教学质量。

二、高中物理实验教学中仿真实验应用策略

（一）进行实验假设，明确探索任务

在应用仿真实验时，教师要引导学生明确实验的目的，针对有效的问题进行假设，从而实现有效探索。比如学习平抛运动的知识时，需要记录平抛运动物体的运动轨迹，通过不同时间点的位置来探索平抛运动的规律。所以在利用仿真实验时，可以用鸡蛋来进行模拟实验，用计算机软件的控制对不同时刻鸡蛋的位置进行记录，再通过多次实验，将数据进行整理和筛选，观察数据的规律，从而得出相应的结论，推导出平抛运动的公式。在仿真实验中，能够为学生的认知提供良好的条件，从而提升实验的教学效率。

（二）设计具体的物理实验情景，培养学生自主学习意识

在物理教学中，部分实验由于条件有限，是无法在现实中进行操作的，此时就可以利用仿真实验软件设计具体的物理实验情景，引导学生深入观察实验内容和现象，培养自主学习意识。比如在学习《带电粒子在电场中的运动》这个课程时，教师是无法在现实中用实验探究展示出来的，同时也对学生的空间想象力和分析能力要求较高，而要引导其充分了解带电粒子的运动轨迹，教师可以利用仿真实验来模拟带电粒子的运动的情境，让学生观察粒子运动的轨迹，然后加入更多的带电粒子，通过这种形象的动画图，可以更加清晰地展示知识的内涵，也能够降低学习的难度。这种形象直观的情景展示能够丰富教学的内容，仿真实验能够将抽象的问题变得更加形象，不仅能够提升学生学习的兴趣，还能够促进其自主投入学习中。

（三）加强引导，促进能力提升

在利用仿真实验时，仍然要对实验的器材、实施过程以及结果记录等进行设计，要让学生在明白实验原理的前提下开展仿真实验，只有明确了实验的目标，才能通过一步步实验设计提升学习的效果。因此教师要加强实验的引导，帮助学生科学规划仿真实验的步骤，提高实验的准确性。比如在研究动能守恒定律的知识时，在实验设计中就要按照有效的实验步骤进行设计，才能够研究出物理变量之间的关系，比如小球的质量、轨道的摩擦音素和长度等，都是影响实验结果的重要因素，必须对这些数据进行设置。过程中也要对不同阶段的速度和相关数据进行记录，并且在验证之后才能得出结论。所以教师要关注学生在实验中可能出现的问题，进行科学引导，提高实验质量。

结束语

综上所述，在高中物理实验教学中利用仿真实验能够有效提升实验的生动性和准确性，教师要以培养学生的学科核心素养为中心，利用仿真实验通过构建具象的情景，提升实验教学的针对性，同时借助丰富多彩的计算机软件帮助学生掌握科学的学习方式，促进学生对知识和世界进行不断的创新和探索，提高学生的综合素质和能力。

【参考文献】

[1] 施正华. 仿真实验在高中物理实验教学中的应用研究[J]. 成才之路， 2019， 606（14）：68.

[2] 许文文. 高中物理仿真实验与真实实验的比较[J]. 物理通报， 2019， 38（5）：83-85.