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【关键词】物理实验 虚拟实验
演示 探究
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）05A-0088-01
物理“虚拟实验”指的是没有实际操作,但也能被学生接受认可的“实验”.随着多媒体教学的普及,使用课件来进行“模拟实验”逐渐成为教师广泛采用的教学手段.尽管“虚拟实验”迎合了初中物理教学之抽象的特点,但是我们在为“虚拟实验”教学高兴的同时,也应该清醒地认识到“虚拟实验”对物理实验教学所产生的影响.
一、模拟再真,能赛过事实吗
科学的根基是真实,我们用真实的实验来反映真实的世界.如果学生的思想完全建筑在屏幕、投影传输的“现象”之上,那教师传授的就不是科学,而只能说是一种思想了.
比如在学习熔化和凝固时,需要学生理解熔化和凝固的特点,很多教师都借助“虚拟实验”来让学生观察,虽然学生知道了熔化和凝固的特点,但是对于真实的情况（比如熔化前和熔化时的温度并不是呈现折线,而是曲线,然后温度才保持不变）,学生就不得而知了.因此,在教学时,教师就没有必要采用“虚拟实验”来进行,而应通过真实的实验让学生看到熔化和凝固的特点.有了这样的实验基础,再讲解熔化和凝固的条件就水到渠成了.
二、虚拟演示,能呈现失败吗
教师教给学生的,除知识外,应该还有技能.这其中,包括观察能力、动手操作的能力、寻找错因并纠正错误的能力以及合作协调的能力等.在真实的实验中,有很多实验都不可避免地会出现一些失败的操作、烦琐的数据以及实验误差,这些都是真实实验的一部分,也都是物理教学的一部分.如果学生不去体验和感悟,在遇到这样的问题时,自然会束手无策.比如在研究伏安特性曲线时,需要学生关注实验过程中的数据（包括错误的数据、误差偏大的数据）,需要学生动手画图,以此来提高学生的画图能力.但“虚拟实验”只是完美地呈现了曲线,对于实验数据的误差就无法很好地体现出来.因此,这种情况下最好让学生自己亲自做.
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三、虚拟过程,能展现对话交流吗
如果仅仅用课件演示来代替演示实验,用“虚拟实验”代替学生的探究实验,那教师就只能沦落为一名操作员,学生很难实现与其交往、沟通,更不用说形成交互影响,产生教学共振了.比如在学习《欧姆定律》的实验时,如果用“虚拟实验”,几分钟就完成了,但是学生在实验活动过程中,需要通过提问、解答、辩论、讨论等活动不断地修正、减小误差,最后得到欧姆定律的初步结果,进一步提高认识,增强思维能力.这一切在“虚拟实验”中很难做到.因此,教师应通过真实实验使教学在互动中进行,使知识在对话中生成、在交流中重组、在共享中倍增.
当然,这些反思并不是完全否定或抛弃“虚拟实验”,而是应该让“虚拟实验”和真实实验有效地结合在一起,充分发挥“虚拟实验”的作用,为我们的教学更加有效、高效奠定基础.
(一)要真实更要实验的可视度
实验需要真实,但是有时候教师的演示实验在前边做,由于教室较大、学生多,只有前面的学生看得清,影响了教学效果.利用“虚拟实验”就能很好地解决这一问题.例如学习影响摩擦力的因素的实验时,把演示实验制成Flash动画,用多媒体显示,学生观看后很容易得出影响摩擦力的两个因素.这样,既没有让实验失真,又让学生认清了摩擦力的影响因素.
(二)要“失败”也要实验的效率
物理实验不可避免会出现“失败”的数据,教学时,教师可以结合“虚拟实验”,让学生避免出现盲目操作,损坏仪器.例如,在做电路连接类“虚拟实验”时,如果连接出现错误,“虚拟实验”系统就会发出警告,并提示学生重新连接,只有线路连接正确才能进行下面的内容.这样的实验安排,使学生实验思路较清晰,缩短了做真实实验的时间,提高了教学效率.
(三)要交流也要实验的突破点
在物理教学中,很多教学重点受到时间、空间等因素影响,不容易突破,教师可以利用“虚拟实验”的强大功能来弥补其中不足.例如讲电流时,电流的方向判断在初三电学中是重点,但电流在导体中是看不见、摸不着的,对初中学生来说是比较抽象难以理解的,即使让学生互相交流也很难理解.虽然教材中有许多幅相关插图,但却是静止的,不能让学生产生电荷流动的感觉.而借助“虚拟实验”,通过人机交流,就可以让学生观察到正、负电荷流动的画面,这样把微观粒子夸张化,学生理解起来就不那么困难.
所以,要让实验教学更加有效地为教学服务,教师不能过分地依赖“虚拟实验”,但是也不能抛弃模拟实验,而应在实验的设计上下一番工夫.
首先,“虚拟实验”不能忽视真实的实验细节.要把传统的实验教学与现代多媒体技术下的“虚拟实验”教学有机地结合,以此来促进学生对物理概念、规律的理解.其次,“虚拟实验”不能偏离真实的实验过程.教师要认真学习物理课程标准,深入钻研教材,挖掘知识之间的内在联系,选择贴近学生实际的“虚拟实验”,这样才能高效地实施实验教学,实现课堂的高效.
（责编 林 剑）
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