巧借“虛擬實驗”，活化初中物理實驗教學

張明政

[摘要]實驗教學是初中物理教學的重要組成部分，虛擬實驗是實驗教學的一種方式。實踐表明，虛擬實驗在某些方面優(yōu)于教師演示實驗和學生分組實驗。文章結(jié)合教學實踐，探討虛擬實驗在初中物理實驗教學中的運用。

[關(guān)鍵詞]初中物理虛擬實驗實驗教學

[中圖分類號]G633.7

[文獻標識碼]A

[文章編號]1674-6058（2016）32-0077

實驗教學是初中物理教學的重要組成部分，隨著新課改的不斷深化，初中物理教學，更關(guān)注學生的個性特征，注重培養(yǎng)學生質(zhì)疑、探究與創(chuàng)新的能力。眾所周知，物理實驗是實現(xiàn)以上基本要求最直接、最有效的途徑。物理實驗教學方法的靈活運用是實現(xiàn)物理實驗高效教學的重要方式，這也是一線物理教師關(guān)注的焦點。在物理課堂教學中，“虛擬實驗”是一種借助現(xiàn)代多媒體技術(shù)的實驗教學方法，能夠有效提升物理實驗教學質(zhì)量。

一、緊扣原則。有序開展“虛擬實驗”的開發(fā)制作

虛擬實驗的運用必須適合教師的“教”和學生的“學”，這樣才能促進初中物理實驗課堂教學效益的提升。虛擬實驗開發(fā)與制作的工具主要為：Powerpiont、Flash、Authorware等。作為一線的初中物理教師，在虛擬實驗的制作中應該遵循：科學性、仿真性、易操作性、實用性等原則，靈活運用制作工具制作虛擬實驗。在開發(fā)制作虛擬實驗時，應注意信息真實可靠，符合學生的最近發(fā)展區(qū)特征，要能夠有效激發(fā)學生的探究興趣與熱情。

例如，在進行“光的直線傳播”相關(guān)知識的教學時，涉及“小孔成像”實驗教學，物理教師可以借助Flash或Powerpiont軟件進行虛擬實驗的開發(fā)。實驗的設計需要讓學生懂得小孔成像的基本原理和影響成像大小的因素，并且要達到“輕松、認真、仔細、高效”地完成物理實驗的教學目的。當然，虛擬實驗的開發(fā)與制作還要注重實用性和易操作性，讓學生簡單拖動鼠標就能輕松完成“小孔成像”的每一個步驟，讓學生通過電腦操作虛擬實驗，享受親臨物理實驗的真實體驗。

二、激發(fā)興趣。巧用“虛擬實驗”進行仿真演示

初中生剛剛接觸物理學科，由于物理學科知識的抽象性，給不少學生的學習帶來了一定困難。物理實驗一直是初中生學習物理的難點；在物理課堂教學中，部分教師遇到物理實驗時，自己動手實驗，讓學生觀察實驗，學生的觀察相對于教師的演示，有滯后性，當學生經(jīng)過仔細觀察依然難以掌握實驗步驟和實驗現(xiàn)象時，其學習積極性便會驟減，這樣不利于學生的物理學習。若能用虛擬實驗來仿真演示，通過軟件操作的重復性，讓學生多次觀察與思考，不僅能夠有效解決上述問題，而且能激發(fā)學生學習物理的興趣，從而收到事半功倍的教學效果。

例如，在學習“測量物體的質(zhì)量”章節(jié)時涉及“天平的使用”這一物理實驗，該實驗的目的是培養(yǎng)學生科學準確使用天平的能力。若采用傳統(tǒng)方式，物理教師在講臺上進行實物儀器的測量演示實驗，就不能保證教室內(nèi)每一個角落的學生都能清楚地觀察實驗現(xiàn)象，這不利于學生學習。此時，教師若能借助多媒體技術(shù)進行虛擬實驗演示，學生就有足夠的時間進行觀察與思考。在實驗的過程中，教師應確定好虛擬實驗目標，即會調(diào)節(jié)使用天平，會運用天平稱量固體、液體質(zhì)量，并學會增減砝碼，科學記錄測量結(jié)果。另外，要從學生的興趣愛好和認知能力角度進行分析思考，控制好虛擬實驗與講解的次數(shù)。

三、提升能力?；钣谩疤摂M實驗”

初中物理實驗旨在培養(yǎng)學生的質(zhì)疑、析疑、探疑、解疑、動手操作、創(chuàng)新思維等能力。設計型實驗，側(cè)重于培養(yǎng)學生解決問題的能力，學生根據(jù)要求合理構(gòu)建實驗模型，解決實際問題。在初中物理實驗教學中，許多物理現(xiàn)象學生難以理解，需要借助實驗平臺進行處理，以幫助學生理解，而操作虛擬實驗比操作真實實驗更方便、快捷，而且在檢驗實驗設計是否有效方面，體現(xiàn)出高效、便捷的特點。

例如，牛頓第一定律（慣性定律）主要描述力與運動的關(guān)系，是初中物理教學中的重點和難點。教學中，多數(shù)教師利用摩擦力對物體運動的影響實驗，幫助學生理解摩擦力，但是實際的實驗操作中，摩擦力的大小難以控制，實際效果不佳是個不爭的事實。但是虛擬實驗可以很方便地控制摩擦力的大小；具體設計的模型如右圖所示，通過控制參數(shù)來體現(xiàn)出不同大小的摩擦力對小球運動的影響，容易得出結(jié)論：摩擦力越大，小球運動距離越短；摩擦力越小，小球運動距離越遠；無摩擦時，小球一直運動下去……