物理教学中仿真实验应用的重要性

摘要：物理是一门以实验为基础的学科，每节课的内容都涉及一些演示或分组实验。但在实际的教学过程中，很多实验即使做了，也得不到想要的效果，甚至没有效果。因此物理仿真实验在物理教学中的应用就显得尤为重要，并且还会起到不可替代的作用。但仿真实验只是物理教学过程中的一种辅助手段，不能所有的实验都用仿真实验来代替。所以我们要把握好课型，根据实际情况适时使用，使仿真实验在物理教学中发挥它应有的作用。

关键词：物理仿真实验；作用；效果

物理是一门以实验为基础的学科，每节课的内容基本都涉及一些演示或分组实验。但在实际的教学过程中，尤其对我们这些比较偏远的小县城来说，受教学仪器和教学设备的限制，有些实验做不了，有些实验即使做了，也得不到想要的效果，甚至没有效果。因此物理仿真实验在教学中的应用就显得尤为重要，对物理教学起到了一个补充的作用。

比如八年级上册第三章第二节内容《熔化和凝固》，本节内容设计的实验是海波和石蜡的熔化过程。通过海波和石蜡在熔化过程中的温度变化规律来总结晶体和非晶体熔化时的温度变化规律，实验在实际的操作过程中用水浴法给海波加热，若水多一点，整个实验过程时间较长，就完不成教学任务；若水少了，海波在熔化的过程中时间较短，通过温度计的示数几乎不能总结出海波在熔化的过程中温度保持不变这一结论，整个实验过程很难把握水量的多少。如果在授课时采用仿真实验来代替实际操作，效果就不一样了。仿真实验可以选择器材进行组装，让学生知道此实验器材组装的顺序是自下而上，然后点燃酒精灯，学生通过模拟实验观察海波和石蜡的熔化过程，并通过温度计的示数变化总结出海波和石蜡在熔化过程中的温度变化规律，进而延伸到晶体和非晶体熔化时的温度变化规律。仿真实验的效果比实际实验更直观明了，会给学生留下更深刻的印象，有助于学生对知识点的理解和掌握。

再如，八年级下册第九章第三节内容《大气压强》，大气压强存在于我们的周围，看不见，摸不着，非常抽象。尤其在讲解托里拆利实验时，由于水银有毒，不能实际操作实验，给授课增加了一定的难度，如果本节课采用仿真实验来模拟托里拆利实验，就会达到一个意想不到的效果。仿真实验在实际操作过程中可以分成几种不同的情况来进行模拟，如试管中进入一部分空气、把试管换成较粗的、往水银槽中再加入一些水银、试管上方开一个小孔等，实验结果是怎样的，学生都可以通过模拟实验观察到。学生通过模拟实验清楚地看到标准大气压强可以支持760mm高的水银柱，并根据这个数据计算出标准大气压强的值。通过仿真实验讲解本节课的内容，不仅降低了本节课的难度，而且提高了学生学习的兴趣，更有助于学生对知识点的理解和掌握。

仿真实验在电学方面也可以起到非常重要的作用。例如九年级第十五章第二节内容《电流和电路》，在给学生讲电源短路这一知识点时，不可能用实物来演示电池短路，如果借助仿真实验，就可以达到想要的效果。学生可以很清楚地看到，当用导线把电池的正负极直接连起来时，电池就会烧坏。比如第十九章第二节内容《家庭电路中电流过大的原因》，用仿真实验来模拟用电器的总功率过大或发生短路是家庭电路中电流过大的原因，效果非常直观明了。仿真实验模拟通过不断增加家用电器，保险丝会熔断这一现象，让学生总结用电器总功率过大是家庭电路中电流过大的一个原因。我在讲解本节课的内容时使用仿真实验，使课堂气氛非常活跃，学生积极主动参与，提高了学生的学习积极性，课堂效果非常好。还如在讲保险丝的作用，禁止铜丝、铁丝等导线代替保险丝这一环节时，用仿真实验来模拟。学生很直观地看到若用铜丝、铁丝代替保险丝时，当电路中的电流过大时，铜丝和铁丝不会熔断，起不到保险的作用，这样会给学生留下更深刻的印象，使学生明白保险丝的作用。又如在给学生讲安全用电中两种触电的类型时（单线触电和双线触电），用仿真实验模拟，效果逼真，更能提高学生安全用电的意识。

仿真实验在电磁学方面也起到了非常重要的作用，比如在讲解电磁继电器时，通过模拟器材演示电磁继电器的结构和原理，学生很容易接受和掌握。如水位自动报警器，当水位没有到达警戒线时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，动触点和上面的静触点、绿灯、电源形成一个闭合的电路，此时绿灯亮；当水位到达警戒线后，控制电路接通，电磁铁有磁性，把衔铁吸下来，动触点和下面的静触点、红灯、电源形成一个闭合的电路，此时红灯亮。还如温度自动报警器，当温度没有到达规定的值时，控制电路断开，电铃不响；当温度到达规定的值时，控制电路接通，电磁铁具有磁性，把衔铁吸下来，此时工作电路接通，电铃就开始响了。学生通过仿真实验模拟操作，一目了然，记忆深刻，对电磁继电器这个知识点的掌握就更加扎实了。当然，仿真实验只是物理教学过程中的一种辅助手段，不能所有的实验都用仿真实验来代替，物理是一门以实验为基础的学科，如果很多实验都用仿真实验来代替，就不符合物理课程标准，违背了国家的教学大纲要求。所以我们要把握好课型，根据实际情况适时使用，使仿真实验在物理教学中发挥它应有的作用，切实做到仿真实验只是物理教学中的一种辅助手段。