物理知识课堂教学论文范文第1篇
1 目前学生知识结构现状调查
在高中物理教学中, 我们曾要求学生对机械振动与机械波、波动光学、量子力学基础, 热力学与统计物理学概述这四章内容分别用框图形式画出每章的物理知识结构图当作业上交。结果发现:85.5%的学生不会画结构框图;78.6%的学生对各章知识中的物理与数学方法、物理观念总结概括不全、不细;90.1%的学生对物理概念间、物理规律间的逻辑有序关系认识不清、不全、不深, 这充分反映出学生思维的全面性、深刻性、创新性等方面存在缺陷, 语言和图示的表达能力较差, 篇、章分析与综合的整体水平尚待提升, 学习方法的亟待改进。当前, 必须要着重从知识结构、物理文化、学科规律、教学方法、教学内容等几方面提出建议, 以便更好地发挥物理学的文化功能和教育功能。
2 掌握学科知识结构的重要意义
当前, 物理教学中存在的突出问题是, 学生在运用物理知识解决实际问题这一至关重要的环节上面临较大困难, 而许多教师常采用“题海战术”试图克服这一困难, 可结果收效甚微, 不仅耗费了师生大量时间和精力, 而且把物理学这门充满情趣、极具魅力的学科, 退化为枯燥的、毫无生机和活力的学科。呆板记忆加机械训练式的陈旧模式给物理教学带来了“灾难”, 学生分析、解决问题的能力难以得到有效的提高。我们在物理教学改革的实践中体会到, 物理学是一门“见物讲理”的学科, 必须在重视理论教学的同时, 突出理论与实际的联系, 把所学的物理学原理和实际应用结合起来, 只有这样, 才能使学生了解所学知识的实用价值, 促使学生学好理论。
3 教学方法和教学内容的变化
目前的学习方式和教学要为学生终身学习打下必要的基础, 因而, 我们必须坚持不懈地开展学科知识结构的教学与训练, 以提高学生分析教材和自主学习的能力。为此, 我们提出以下建议。
(1) 更新教育观念和教育模式, 不断提高师生对高中阶段开展学科知识结构教与学的重要性认识。结构教育模式的基本教育过程是:整体-分析-组合-结构-转换。不按这一创造教育模式实施教学, 学生的创新精神、科学探究潜能就得不到很好培养, 思维品质就得不到更大的提升, 人才培养质量就要打折扣。
(2) 把“五基” (基本知识、基本技能、物理观念、科学方法和物理精神) 融为一个有机的物理文化整体来进行教和学。强调结构, 在教学中就是要强调掌握概念, 掌握规律, 掌握联系, 掌握方法;就是要强调学习物理原理和原则, 应用物理思想与方法。我们的教学应当重视结构超过重视技巧, 重视过程方法超过重视过程结论与记忆, 重视相互联系超过重视组成部分, 重视能力培养超过重视知识习得, 这样的教学才能显示出强大的效益和功能。
(3) 教师在教学中要求学生画出每篇每章中完整的知识逻辑结构框图, 并不断地修改完善它们, 这需要师生付出很多的时间和精力, 但“宝剑锋自磨砺来”, 这对提高思维品质、掌握学科的理论体系、把知识内化为认知结构、外化为能力是必不可少的。对一章知识的分析程序是:首先对全章找出所有的知识点, 并组合成相应的单元;其次对单元内的知识点进行逻辑结构分析, 画出知识点间的逻辑关系框图;最后综合得出全章的知识逻辑结构图。它符合整体一部分一整体的系统科学方法。
(4) 高度重视科学方法的教育, 重视物理学基本思想 (观念) 的教学。科学方法和物理观念是物理学创新发展中的灵魂, 能启迪学生的创新思维和灵感, 是开发智力和提高能力的重要途径, 是培养开拓型人才的火种。教师要揭示隐含在教材中的众多重要科学方法与物理思想, 让学生去领悟。传统的高中普通物理课程在经典力学的教学中, 在物理思想与方法上长期无创新, 过多的重复高中的牛顿理论体系和绝对时空观, 其主要发展是把高等数学的知识和方法引进力学中。但若选讲新编著的21世纪高中物理学教材, 就可用现代物理学中最深刻、最优美的对称性指导思想和研究方法, 从时空对称性上导出动量守恒、角动量守恒、能量守恒三大运动定律;不但深刻地揭示出时间、空间与物质运动的必然联系, 而且方法简便, 结构新颖, 形式优美, 内涵丰富, 又与现代物理学的思想和方法相统一、相衔接, 使学生大开眼界, 大长智慧, 同时又便于从深层次上批判和替换头脑中的绝对时空观念。
(5) 在教学中遵从整体原理。整体的结构产生整体的功能, 问题的解决, 技能的训练, 皆以整体法优于部分法。教师要为人师表, 在讲授新知识、分析例题时, 应先从整体入手, 先讲清楚框图或流程图, 让学生对整体结构有所了解, 自始至终注意各部分间的关系, 然后讲各个部分的作用和整体的功能, 这样不仅教学效果好得多, 而且对学生是一种潜移默化的科学方法的有效示范, 是对解决问题思路的良好训练和指导。另外若能把物理学的“五基”教学放到自然科学统一的概念、原理、方法、观念和精神中去考察对比, 说明物理学的“五基”在科学“五基”中的地位、作用与贡献, 就能使学生的认识又上一个新的台阶或层次。
摘要:文章就当前高中物理教学的困境, 在讨论物理学科知识结构的基础上, 着重从知识结构、物理文化、学科规律、教学方法、教学内容等几方面提出建议, 以便更好地发挥物理学的文化功能和教育功能。
关键词:高中物理,知识结构,教学
参考文献
[1] 彭振生, 梁燕.关于非物理专业高中物理课程的思考[J].宿州学院学报, 2005 (1) .
物理知识课堂教学论文范文第2篇
物理知识课堂教学论文范文第3篇
【摘 要】我国在现阶段大力推行素质教育改革,目的就是要培养一大批具有创新精神和创新能力的新一代社会主义事业的建设人才。因此在新课程物理教学中,身为一线的物理教师,必须大力改革传统的实验教学模式,充分发挥学生思维的主动性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。
【关键词】创新能力 实验教学 初中物理
在深化基础教育改革,全面推进素质教育的背景下,历经多年的教育教学探索,《全日制义务教育物理课程标准》(以下简称《标准》),以全新的课程理念展现在我们面前。在实施新课程的过程中,我发现在周围的许多教师中,由于教学思想上的惯性,残留在部分教师头脑中传统落后的教育观念和思想不能立即消除,仍然妨碍着学生创新能力的培养,影响着新课程的实施。具体反映在:实际教学中应该做、并且有条件做的许多重要实验,因嫌麻烦而被人为取消,或者只在“黑板上做实验”,造成学生“听实验、背实验”。这样做的严重后果是,造就大量高分低能、缺乏创造性和开拓精神的学生。知识是能力的载体,而创新是能力的灵魂,我国在现阶段大力推行素质教育改革,目的就是要培养一大批具有创新精神和创新能力的新一代社会主义事业的建设人才。因此在新课程物理教学中,身为一线的物理教师,必须大力改革传统的实验教学模式,充分发挥学生思维的主动性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力。
那么,在新课程的实验教学中应如何培养学生的创新能力呢?
一、勇于质疑
敢于提问、善于提问是培养创新能力的重要前提。伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”这是因为解决一个问题是已有知识技能的应用,而提出一个新问题需要有创造性的思维能力。中学物理教学理论认为:任何教学内容都可以用一个个问题呈现出来。所以教师在实验教学中应尽可能创设问题情境,鼓励学生勇于质疑,敢于对人们“司空见惯”或认为“完美无缺”的事物提出怀疑;勇于向旧的传统和权威挑战。做到实验让学生做,问题让学生提,思路让学生想,疑难让学生议,错误让学生评。让学生在提出问题的基础上,独立设计实验,最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性,充分发挥学生的创造才能,培养他们的创新意识,变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。教师在课内只讲重点、关键点和注意点,发挥好主导调控作用,促进学生存疑、质疑,使学生产生浓厚的学习兴趣。例如,在进行沪科版八年级上学期第四章“光的传播”教学时,先让学生猜想:“光的传播路线怎样”“你平时能看见光在空气中传播吗”“怎样才能看见光在空气中传播”。尽管学生立即就会作出各种各样的猜测,有些是意料之中的,有些是意料之外的,不管学生的猜测结果是否符合教师的意图,教师都不要过早地给予肯定或否定,而要把结果交给学生通过实验来证明。例如:在进行沪科版九年级上学期的“欧姆定律”时,先让学生猜想电流和电压的关系,电流和电阻在让学生动手实验。由于学生在前面已经学会了用电流表测电路中的电流和电压表测电路两端的电压,这里让学生自己用实验来探究出电流和电压的关系以及电流和电阻的关系,最后引导学生归纳出欧姆定律的内容。
通过这种设疑、释疑的实验活动,不断激励学生通过实验、观察、讨论、模拟等探索手段提出种种假设和猜想,让学生逐步掌握探索物理问题的思路和方法,即提出问题→设计实验→实验探究→讨论分析→得出结论,这样才能使学生逐步树立问题意识和创新意识,逐步培养学生探究的兴趣和创造性思维。
二、把一些传统的演示实验改为探索性实验,培养创新能力
大胆改革传统的实验教学模式,科学地设计实验教学程序,优化实验教学过程、实验教学方法,培养创新能力,建立起“引导→探索→实验→掌握”的教学模式。
例如:在进行“影响电阻大小的因素”的教学中可以先让学生观察我们周围的导线,从材料上看,有的材料是铜,有的材料铝。从粗细上看有的要粗,有的细。从长度上看,有的长有的短,让学生猜想,然后让学生讨论自己设计实验,探究出影响电阻大小的因素,最后让学生讨论在这个实验中用的是什么方法,这样学生知道控制变量法在实验中的应用。在传统的实验教学模式中,课堂演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者,由于教师具有较高的实验技能,再加课前的充分准备,实验结果一般能达到预期目标,久而久之就会使学生“迷信权威”的思想,不利于创新能力的培养。
如果把演示实验改为学生探究实验,教师只在旁边作一些必要的指导,这样可以充分调动学生的参与积极性,同时由于学生参差不齐的知识水平及实验技能,实验过程中很容易出现各种与结论不相符合的结果,极易引起学生对教材结论的“怀疑”。在进取心的驱使下,为了确信自己的实验结果,他们必定会反复多次地进行实验,只有当自己经过反复多次地进行实验验证后,才会消除怀疑心理。这种新的教学模式充分发挥了教师的主导作用,也突出了学生的主体地位,学生可以更加自由地进行各种自主探索实验。
物理知识课堂教学论文范文第4篇
摘要:素质教育改革背景下,教师在开展教学过程中不能仅注重知识讲解,同时应注重学生的素养培育。因此,本文围绕情境与模型在高中物理教学中运用展开探究,阐述物理中的情境与模型,并提出相关运用策略。以期提高学生物理课堂参与积极性,培育学生良好物理核心素养。
关键词:物理教学;情境;模型
高中学生的物理知识水平存在一定差异,教师在教学中需要照顾所有学生的知识掌握能力,需要合适有效的方法开展教学。特别是在新教材引入研究性学习、探索性活动的情况下,如何让学生在较少的课时内,掌握更丰富的物理知识,物理模型的教学不失为一种有效方法.抓住物理情景与物理模型的建立,将最基础、最典型的物理模型、物理问题介绍给学生,并通过建立物理情景和物理模型,将研究方法和处理物理问题的方法展示给学生,引导学生积极思考,感悟物理情景与物理模型的建立在处理物理问题时所发挥的积极、有效的作用。能够将理论结合实践,充分调动学生学习积极性,促进学生形成良好的逻辑思维,能够运用物理知识解决实际问题。
一、物理中的情境与模型概述
物理中的情境指的是物理在生活中运用的场景,高中阶段学生的物理知识虽有了一定储备量,但对生活中的物理知识了解甚微,且并不能将物理知识很好地应用于生活中。因此,教师在开展物理教学过程中,为学生营造真实的应用场景,不仅能够强化学生的物理知识,同时有利于提高学生的物理学习兴趣。将物理知识融于情境中,使学生通过真实情境的具体分析,进而挖掘物理知识的实质,有利于学生深入理解物理知识内容。物理中的模型是通过将复杂的物理知识通过模型的方式直观呈现给学生,使学生的知识理解更加轻松。物理中的情境与模型有着密不可分的关系,在教学中应用,教师可通过营造真实的物理知识应用情境,使学生对知识有一定了解后,逐步对知识进行整合分析,构建物理模型。综合而言,情境与模型在高中物理教学中的运用,对于学生直观理解知识,将复杂的知识内容简化,以及促进学生形成物理思维逻辑,深入掌握物理知识均具有重要价值和意义。
二、情境与模型在高中物理教学中运用策略
(一)情境在教学中的运用
物理知识中虽涵盖了大量的理论知识,但物理实验的作用仍然不可忽视。在开展物理实验教学过程中,教师可通过为学生创设实验情境,并准备实验所需器材,共同带领学生展开探索。通过具体完成实验的过程,学生能够将其中蕴含的物理知识进一步挖掘,学生自主探索的知识内容对于学生记忆更有帮助,同时能够促进高中生物理知识掌握能力提高。基于物理实验,构建良好的教学情境,是高中物理教学中较为常见的方法,不仅能够增添课堂趣味性,同时也调动了学生的探索积极性。例如,教师在讲解“长度的测量”章节知识时,这节实验需要学生掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法,以及测量原理。这时教师可对学生进行分组,分别对教师中的物体展开测量,学生不仅能够了解物理知识在实际生活中的应用,同时能够培养学生的协作意识,提高物理学习的兴趣。
(二)模型在教学中的运用
物理中的模型种类较多,但实际教学中应用较为广泛的主要分为三类。首先,是对象模型,这种模型类型在实际教学中的应用,教师更加注重对主要内容的保留,通过建立物理模型展示核心内容,使学生能够理解、掌握物理知识。其中涵盖磁感线、质点、点电荷、电场线、轻弹簧、完全弹性体、理想气体等。其次,是条件模型,这类模型在实际教学中的应用,是对所研究的对象进行外部条件分析,进而构建较为理想的模型状态,其实际过程中涉及面窄,主要是应用于力学中的光滑斜面、热学中的绝热容器、电学中的匀强电场、匀强磁场等研究。最后,是过程模型,这类模型在教学过程中主要是对物理的现象与本质进行研究,即通过体现出的物理现象深入挖掘本质,涵盖了力学中的自由落体运动、匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、抛体运动、弹性碰撞;电学中的恒定电流等知识。
(三)借助情境和模型解题
运用情境和模型解决实际物理题目,对于学生掌握物理知识和解题均有积极作用,能够帮助学生在真实的情境中直观感受物理知识。通过这样的方式能够进一步强化学生物理思维逻辑,提高学生物理知识实际应用能力和解题能力。例如,
题目:一辆动车R以V1速度向前行驶,行驶过程中司机看到有另一輛动车X以相对较慢的V2速度向前匀速行驶,于是动车R司机立即开始刹车,动车呈现匀减速状态向前行驶,试问如何能够避免两辆动车碰撞,加速度a应具备或满足何种条件?
分析:将动车X假设为参照物,即R与X做初速是(V1-V2),加速度a呈现匀减速行驶状态。若动车R相对于动车X速度为0,两辆动车将不会发生碰撞。因此,假设动车R的车速减至与X相同,那么R的位移是d。让学生根据题目文字叙述还原出用以形象描述物体运动情景的一种简图(运动示意图),同时在图上标明物体运动的速度、加速度等状态量和位移、时间等过程量,还原题目运动情景。
结语
综上所述,高中物理知识具有一定难度,教师在开展教学过程中需要不断探索合适的教学方式,进而不断改革传统教学模式,应用新型技术理念和手段。通过这样的方式提高学生物理知识掌握能力和应用能力,系统地掌握物理模型的构建策略,提高教学质量与教学能力。
通过模型教学来提高学生的认知能力、分析与解题物理问题的创新能力。
参考文献:
[1]李发东. 谈多媒体技术在高中物理教学过程中的有效运用[J]. 计算机产品与流通,2018(04):209.
[2]徐清. 物理情景和物理模型在高中物理教学中的应用分析[J]. 名师在线,2017(01):54-55.
[3]冯楠,王林. 运用演示实验突破高中物理教学难点的实践研究[J]. 中国现代教育装备,2016(02):27-28.
广东省肇庆市德庆县香山中学 彭志永
物理知识课堂教学论文范文第5篇
【摘要】物理课程是获取现代自然科学知识的主要途径,大学物理更是学习理工科专业课程的重要基础内容,并为大学生学习其它课程提供至关重要的理论知识和方法。本文根据自身对大学物理教学的实践探索,总结积累的教学经验,对提高大学物理教学质量的对策提供建议。
【关键词】大学物理 教学质量 提高策略
大学物理是理工科高等教学的基础必修课程,不仅对后续课程提供基础的服务的职能,对培养大学生的科学素养和思维创新能力也起着重要作用,在大学课程教学中占据不可替代的地位。但是,大学物理具有较强的知识性特点,且知识覆盖面比较广泛,存在一定的难度,教学课时又相对较少,致使产生部分学生厌学物理课程的现象。此外,大学物理教师没有注重将基础课程与专业课程有效结合起来,利用这种教学方法激发大学生的学习兴趣[1]。针对大学物理教学中存在的这种情况,为大学物理教师也带来了不小的压力,如何引起大学生对物理基础课程的兴趣,提高物理课程的教学质量,推动大学物理教学的改革进程,成为高等教育教学的主要任务。基于此,现提出以下几点建议。
1.注重教与学互动式教学的有效结合
当前我国的教学模式主要是以教师为主导教学地位的形式,对学生的主体作用的体现较弱。将教与学有机地结合起来,增强师生之间的互动活动。互动式教学实质是在教与学的过程中相互交流沟通,通过发挥教师的主观能动性,激发学生的主观能动性,相互促进、教学相长的教学模式,以达到良好的教学效果。互动式教学转变了教师“一言堂”式的传统教学方式,在讨论过程中增强了学生的参与度,激发学生参与教学的积极性,锻炼学生的主观能动性,发挥学生的主体地位,达到教学目标的完成。
大学物理教师开展实际教学时,可以给出一两道计算或讨论问题,并留给学生思考的时间,引导学生积极思考问题,善于鼓励答案新颖独到的学生,激励学生的学习信念。此外,学生要积极提出课堂学习中遇到的难题或存在的问题,与教师共同讨论,促进共同进步。因此,开展教与学互动式的教学模式,可以有效增强课堂活跃的教学氛围,同时拉进师生之间的距离,发挥教与学双方的最佳状态,进而提升教学效果的质量。
2.注重理论与实践教学的有效结合
大学物理不仅包括理论课程的教学内容,还需要通过实验的配套教学进行支撑辅助,但大部分高校主要重视理论知识的讲解,延后实验课程的教学课时,没有对理论与实践结合教学,不能体现理论指导实验、实验巩固理论的相互促进的作用,致使理论课与实验课的脱节现象。因此,要改善传统的分离理论教学与实验教学的模式,进行同时理论与实验教学,以充分发挥二者相互结合的有效作用,推动教学质量的提高。
例如,大学物理教师在讲完理论知识后,可以开展相应的教学实验,学生在具备一定的理论基础上,自主进行动手实践,在实验过程中,不但加深学生对理论知识的深入理解,巩固教学知识,还对学生的动手能力进行了锻炼。如果物理教师只是单纯的讲授理论知识,难以调动学生学习的积极性,容易形成枯燥无趣的课堂氛围,影响教学效果的质量。总之,教师进行理论知识教学后开展实验课程,或者在一节课堂中同时进行理论与实验的教学,将理论联系实际二者有效结合,有利于吸引学生积极主动参与课堂教学,调动学习兴趣调节课堂氛围,更有利提高大学物理的教学质量。
3.注重板书式教学与现代化技术的有效结合
在现代科学技术不断发展下,计算机网络技术也随之不断提高,促进了多媒体教学的普遍应用,并在教学方式上产生一定的优势。多媒体教学多利用图像、动画的形式进行教学,以色彩丰富、精美的图形动画式的展示教学内容,吸引学生的课堂注意力,使学生可以更清楚直观的获取知识信息[2]。但多媒体教学也存在一些弊端,比如,多媒体教学中每一个页面的教学内容有限,学生需要在短时间内了解全部界面的内容,翻页速度快,学生没有充足思考的时间,不利于牢固掌握教学知识。而传统的板书式教学模式,教师在教学過程中边讲边写,对学生不理解的问题进行板书讲解,并根据学生掌握知识的程度,决定教学进程的速度,有利于保证学生的充分理解。但传统板书式教学的课堂氛围比较枯燥,不易提起学生的学习兴趣,而且教学进程的速度较慢。因此,将传统板书式教学与多媒体教学相结合,是改善教学方式的必然趋势。
在实际教学过程中,要根据课程的教学内容,决定教学方式的手段,以适应学生的学习特点。例如,物理教学中的恒定磁场、电力学等内容含有很多复杂的定理公式,选择传统的教学模式,对学生进行板书教学,可以加强学生的吸收效果。对于电磁感应、光学等图像较多的教学内容,选择多媒体教学的模式,利用图像帮助学生理解名词含义。采用板书式教学讲解物理概念、推导定理公式,采用多媒体教学讲解物理图形、复杂现象,充分发挥各自的优势,以达到传统板书教学与现代化技术的有效结合。
4.注重利用网络资源对教学进行有效辅助
当今社会处于信息化时代,网络资源具备公开化的特点,各行各业都在享用公共开放的信息成果,自然也包括教学领域,计算机网络中具有大量的物理学术的教学资源,并且随时都可以方便获取这些信息。大学物理教师可以利用这些网络资源,实时关注相关的学术问题,对课程教学内容进行资源整合,扩展物理的理论知识体系,提升教学质量。学生则可以通过互联网、电子图书馆查询需要的课程资料,充分利用网络资源,开展自主学习。
大学课程学习的课时有限,师生大多通过课堂教学机会进行交流,网络资源就可以为师生提供一个进行相互交流的平台。以网络形式建立一个答疑解惑体系的平台,教师可以定时上传课程提要,让学生提前预习即将学习的课程内容,归纳总结需要重点掌握的知识点;或者教师可以不定时的上传课外思考习题,以检测学生自主学习的情况[3]。通过网络交流的平台,激发学生主动学习的积极性,开阔学生的学习思维,加强师生之间的讨论交流,促进大学物理教学质量的提高。
5.注重物理课程内容与物理应用的有效结合
物理的应用与生活实际联系密切,日常生活中随处可见一些物理现象,大学物理教师开展实际教学时,要注重将理论知识与实际相结合,让学生知道物理知识在生活实际中的重要作用,并可以利用所学物理知识的原理,去解决日常生活的问题。例如,学生在生活中看见的避雷针,可以想到教师在讲解带电导体的教学内容时,解释过尖端发电的原理,从而知道避雷针的工作原理。
总而言之,提高教学质量的有效策略,需要教师持续不断的进行探讨研究,希望本人的建议可以对其它教师起到一定的借鉴作用。大学物理课程是一个全方面、全系统的教育课程,如何提高大学物理的教学质量,是一个重要的教育工作内容,需要师生的共同配合努力,不断积极探索改善教学的方法,以到达良好的教学质量。
参考文献:
[1]王立.大学物理教学中传统教学与多媒体教学的应用研究[J].人才资源开发,2014,(9).
[2]张蓓,刘伟霞.浅谈大学物理教学方法[J].新疆师范大学学报,自然科学版,2015,(2).
[3]方恺,杨丽佳,蔡天芳,王璟,包雷.美国物理教育研究进展[J].大学物理,2010,(7).
物理知识课堂教学论文范文第6篇
随着社会进步,人们对于教育的研究和投入也在不断提高,传统的教学模式在育人上其发挥了很重要的作用,但是时代的不同,教育的理念也变化很快,教育质量要提高,需要我们把传统的教学模式融入新的教学新技术。本文对仿真物理实验室的运用进行探究,它与高中物理教学完美的结合,创建一个新的教学模式。这种新的教学模式既可以表现出教师的才华,又可以发挥学生的主动性、创造性,培养学生的创新意识和能力。仿真物理实验室与计算机的结合,为教学开创了一片新的天地。
1“仿真物理实验室”的教学模式建立
仿真物理实验室的本质是一个软件,是基于网络和信息技术而开发的一款模拟实验软件。它能真实模拟出一些教学中无法做的实验,也可以模拟最简单的实验。仿真物理实验室包含很多模块,每个模块又可以独立的设置一些实验器材,设置独立的实验环境。教师可以为学生在实验环境中设置不同的组合,而且实验的环境也可以构建出真实的情况。学生在教师的指导下,可以随意的设置参数,通过对实验动画的对比,在结合数据以达到物理实验的教学目的。
仿真物理实验只是一个教学的平台,实验可以随时进行,不受实验条件的限制,比如实验中对真空的要求,现实实验室的条件不容易满足,但在仿真物理实验中就可模拟出这种效果。实验的条件满足了,得出的数据就会相对准确,缩短实验的时间,失误降到了最低。但是仿真物理实验室中也存在着一些弊端,本质上它只是一个软件,是种虚拟的模式,并没有在真实实验中的触感和体验。一些实验的动画表达只是表面上的,没有现实实验的真实感,比如在电子的偏转中,学生是通过动画的形式去理解,这对学生的知识掌握是有一定影响的。总体来说仿真实验室的使用对教学还有很大的促进作用的。
物理仿真实验的教学建立需要借助“仿真物理实验”在网络的环境中开展,实验教学的理论主要由基本的四个方面组成:一是依据实验的要求提出问题,二是要引导学生去大胆猜想,提出实验的假设条件;三是对学生的假设进行验证;四是结果和数据进行归纳和总结,找出规律。仿真物理实验室需要教师和学生在实践中,逐步建立对物理实验模式的建立。仿真实验教学的过程大致可划分为:学生观看存储在仿真实验中的动画,然后教师要建立情境提出疑问,组织学生对实验结果进行假设,依据实验的难易程度,教师要合理划分实验小组开始实验,学生在实验完成后要进行合理的推断,对实验的结论要准确分析,学生可以对参数的设置进行一些改变,实验创新,以此来验证结论的正确性,最后教师做总结,得出实验的结论。
2“仿真物理实验室”的教学运用实例
2.1提高物理教学水平
仿真物理实验的优点就是没有实物,只是借助里面课件来设计实验学生只要根据需求把实验需要的器材放入设置中。一个实验系统就能组合起来。学生只要操心物理实验的合理性,不用去考虑计算机是如何把它设置出来的。例如在探究“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,需要打开电路模块这一项,点击新建实验,根据实验要求去选取实验所要用到的器材。然后依据实验连接实验电路,然后就可以去开始实验。
在本实验中,首先要创设情境,提出问题,小电珠的伏案特性是如何变化的。设置一些假设然后进行实验。实验的目的就是为了把小电珠的伏安特性借助实验描绘出来,通过对曲线变化的规律的总结,分析得出结论。实验的原理:在纯电阻电路中,电压和电阻的关系是线性的,可是由于受到实际因素的影响,电压和电流的变化不是一条直线。实验过程:在选区里选出实验要用到的器材,然后拖入到实验区里;选择实验器材对上面的数据进行一个属性上的设置,额定电压设置为5 v,额定功率为1 W的小电珠。滑动变阻器的总电阻为20 Ω。设置学生电压为5 V,内阻设置为零,确保电源为理想电源;依据实验图纸把每个器材用电线连接起来,注意不要接错;连接完成后就可以点击开关,开关就会闭合。这时在两个表上就会显示读数,这就是需要测量和计算的电压和电流。把得出的数据放在坐标轴中,纵坐标为电流,横坐标为电压。借助鼠标去移动滑动变阻器,把每次得到的数据记录在坐标轴中,最后通过数据分析描绘出曲线。
在实验中我们可以很简单的去设置一些参数,如电流表的内接和外接,变阻器的阻值可以根据需要随意设置和变化,也可以很方便快捷地对滑动变阻器的限流和分流的接法、电源的类型进行模拟和讨论。这样的教学模式可以提升课堂教学的效率,优化课堂教育。
在仿真物理实验室中这款软件中,基本可以分为三个大的模块:运动及力学模块、电学模块、光学模块。每个模块中又分为很多小模块,基本包含了高中物理中所有的实验模型。学生可以利用里面大量的虚拟与元件,随意的组合运用,设置参数,搭建物理模型,收集数据;教师也可以利用它的编程功能做出吸引学生目光的优秀课件。
2.2锻炼学生自主探究能力
知识不是简单的通过教师传授给学生,需要构建一个良好地情境,依据方法才能实现的。仿真物理实验室作为一个简单上手的软件,学生可以自己去设计实验完成,提高独立意识,选取自己需要的元件,或是自己借助软件创造,而后建立模型设置情境。也可以通过教师的指导,把一些问题放到模拟中来,还原一下场景,经过自己独立的探究,对实验的把握也更加深刻,深化对物理知识的理解。
例如在学习透镜的成像时,学生可以设置:
情境问题一:透镜的位置和光屏之间的位置会引起像的变化。在仿真物理实验室中建立模型,设置透镜的焦距为30cm,把蜡烛、透镜和光屏按照顺序排好,使三者的中心在一条直线上。然后开始进行试验,移动光屏可以发现,透镜和光屏之间的位置变化确实会引起像的变化。
情景问题二:调节蜡烛与透镜之间的距离,让物距小于焦距的距离。在模型中进行操作,发现当蜡烛的位置小于焦距时,成像为一个正立、放大的虚像,成像发生了变化。
情境问题三:调节蜡烛与透镜之间的距离,让距物距大于焦距。在模型中操作,开始像是一个倒立放大的实像,但在物距的增大中,像在不断地缩小,在某个值成为一个倒立、等大的实像,此时测量距离得出物距等于焦距的两倍。在扩大物距,会发现像接着缩小。经过对数据的处理可以知道,物距为焦距两倍时,像为倒立等大的;物距大于两倍焦距时,像是倒立缩小的实像物距大于焦距而小于两倍焦距时,像是一个倒立、放大的实像
情境问题四:如果在透镜上遮挡一个物品,还会有像的出现吗?学生预测不会出现像。在模型中操作,让一个物体一点一点去遮挡透镜,会观察到,像会从亮到暗,到没有。
情境问题五:凸透镜换为凹透镜时,像的变化。在模型的操作中,在光屏上是看不到像的,凹透镜的像为虚像。
对单一模型的条件进行稍微修改就可以得出不同的实验结果所以学生自主建立模型,设计实验,寻找透镜的成像规律,这在潜移默化中提高了学生的自主探究能力,让学生对知识的掌握更加牢固,锻炼了学生的思维能力和创新能力。
仿真的物理实验室为师生提供了一个模拟真实的教学平台,让学生的学习兴趣越来越浓厚。仿真实验室的作用和内容还有很多,笔者只是列举一些例子来说明,更多的用法还是需要教师在教学中慢慢摸索,作为一款跟随时代的软件,还是会有不足的地方,适用的范围还不是很广,但在今后的发展中一定会得到补充。总体而言,它给教学带来的便利是不可替代的,避免了在真实实验中容易出现的误差,让学生的创造性思维有巨大的飞跃,全面提升学生的动手能力和构造力,激发学生对物理的热爱和学习。仿真实验室与传统的实验要有利结合起来,相辅相成,真正把握物理的根本主旨,为高中物理教学创造新的可能。