刍议仿真实验室在初中物理教学中的应用

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在初中物理教学中，实验教学占有很大比例，在很多理论内容的教学中，也需要进行一定的实验辅助学生深化知识理解，所以物理实验教学是非常重要的。教师在教学过程中，可以应用仿真实验室，充分发挥其优点，简化实验操作，让学生能够有更多时间设计实验，提高学生的实验效率，提高初中物理教学的有效性。

一、发挥仿真实验室的应用优点

在初中物理教学中，应用仿真实验室主要有两个优点：

其一，应用仿真实验室可以有效减少教学过程中对实验仪器的需求。在传统的初中物理教学中，很多学校因为办学条件的限制或受到应试教育理念的影响，对于物理实验教学并没有给予足够的重视，甚至实验器材的配备都不够齐全。然而，物理是以实验为基础发展而来的，初中物理教学内容中有非常多的实验，如果教师只是一味地进行口头和书面的讲解，学生很难对所学知识有足够深刻的理解，而如果教师带领学生进行实验，又会因为实验器材的欠缺而无法达到实验效果，这无疑会对学生的学习产生不利影响。对此，应用仿真实验室可以解决以上的所有问题。仿真实验室是一个专门用于模拟各种物理实验的软件，教师在应用仿真实验室时，只需要载入相关实验文件，就可以让学生进行虚拟实验。在此过程中，学生完全不需要任何的实验器材，只需要运行软件，就可以将教学中的实验完整进行。所以，应用仿真实验室，可以有效解决实验器材不足的问题，避免传统实验过程中对实验器材的损耗，节约初中物理的教学成本。

其二，应用仿真实验室，可以打破传统实验的限制，使实验更加严谨，发挥实验的更大作用。仿真实验室是结合实验过程中所应用的各种原理，模拟出所需的实验器材，学生在进行虚拟实验时，只需要按操作使用这些器材就可以了，软件会根据指令精确地将实验仪器调整到所需的状态，可以有效减少物理实验过程中人为操作所导致的误差。而且，物理实验有时需要非常难以实现的条件，例如，研究真空中物体的自由落体运动，这一实验需要在真空的环境下进行，而这在实际教学中是几乎没有条件实现的，如果在空气中进行本实验就会无法避免空气阻力的影响，影响实验的精确性。而应用仿真实验室进行虚拟实验就可以完美解决这一问题，由于虚拟实验是由软件进行的，学生可以随意地改变参数，在虚拟实验中模拟真空实验是完全可以做到的。除了能够实现苛刻实验条件外，应用仿真实验室还具有能够随时改变实验进度的优点，这是大多数传统实验不可能做到的。在虚拟实验过程中，学生一方面可以随时暂停实验，方便精确记录某一时刻的实验数据；另一方面，可以改变实验的速度，将节奏很快的实验放慢，就能够更加细致地观察到实验的具体现象，将速度很慢的实验加快，就可以免去实验过程中的闲置时间，减少实验时间，提高学生的实验效率。

二、落实仿真实验室的有效应用

在初中物理教学中，实验的数量很多，种类也很多，总的来说可以分为测量类实验、探究类实验、演示类实验、操作类实验以及设计类实验五种，其中，演示类实验不需要进行虚拟实验。教师在进行实验教学时，需要根据剩余四种实验类型的不同，合理调整教学方法，落实仿真实验室的有效应用。

其一，对于测量类实验，这种实验是初中物理实验中非常常见的一种，也非常简单，只有很少的测量类实验需要用到仿真实验室。例如，在伏安法测小灯泡电阻的实验中，无论是电流表内接法还是外接法，都会因为电表的内阻而导致实验的数据出现误差，而且在此实验中电表和灯泡的损毁几率是比较高的，所以应用仿真实验室进行虚拟实验是非常有必要的。虚拟实验过程中，教师只要为学生讲解实验原理和做法，学生就能够比较容易地完成。

其二，对于探究类实验，这种实验主要是为了培养学生的实验探究能力和发现问题的能力。因此，在应用仿真实验室进行此类实验时，教师需要引导学生关注实验的现象。例如，在凸透镜成像的实验中，应用仿真实验室进行虚拟实验，学生可以调整实验进度，清晰地观察实验现象，快速得出结果。

其三，对于设计类实验，这类实验主要培养学生对于所学知识的应用能力，提高学生解决问题的能力。在实验过程中，由于学生的实验设计不同，所需的实验器材也会很多，很容易造成实验器材的损坏。应用仿真实验室，学生可以随时使用和更换虚拟仪器，精确改变仪器参数。例如，在牛顿第一定律的设计实验中，学生可以应用仿真实验室精确改变器材的摩擦系数，从而提高实验效率。最后，对于操作性实验，这类实验大多是电学实验，实际实验中容易损毁元件，应用仿真实验室则可以在提高学生实验操作能力的同时，避免实验器材的损坏。例如，在串并联电阻实验中，接线非常复杂，学生很容易接线错误，损毁元件，应用仿真实验室则可以让学生安全进行实验。

总之，在初中物理实验教学中，应用仿真实验室，不仅可以避免传统实验中的器材损耗，还能精确模拟实验内容，打破实验条件的限制。教师在教学过程中，要结合实验类型，落实仿真实验室的有效应用。

（作者单位：陕西省府谷县第二初级中学）