论文部分内容阅读
1 问题的提出
随着全球信息化的飞速发展，加速推进了我国教育现代化的步伐，教育的信息化是教育现代化的重要特征之一.《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习方式，教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具.”
在2011年新疆教院农村中小学骨干教师“国陪”物理班学习过程中，通过聆听新疆教育学院理学分院居来提院长的仿真实验与数字化实验室应用的授课和实践操作，使人深有感触，令人眼前一亮、耳目一新.大家跃跃欲试纷纷提问和动手操作兴趣浓厚.本文从一名学员的角度，介绍仿真实验与数字化实验室应用的设备、效果和思考，以与同行切磋和研讨.
2 对仿真实验与数字化实验设备的简介（如图1、2）
物理是门实验的科学，物理定律的发现无不依赖实验.物理学习当然也离不开实验.在目前的物理实验教学中，由于实验仪器复杂、精密与昂贵，往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法是很不利的.物理仿真实验可在相当程度上弥补实验教学上这方面的缺陷.
物理仿真实验通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，通过对实验环境的模拟，加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，并加强对仪器功能和使用方法的训练，培养设计思考能力和比较判断能力，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的.
实验中采集的数据用计算机进行分析处理，通过计算机显示器直接显示以数学方式展现的图表和图象，物理现象和规律通过数学的图象和图表呈现.他将传感器、计算机与传统的实验仪器结合，是传统实验方法的发展和数据处理的科学化，呈现的是真实的实验，数据处理上更严谨，规范.该设备的使用使实验教学更加形象，直观.实验结论更加准确、快捷，有较好的实际使用效果和运用价值.
3 对仿真实验与数字化实验进入物理教学的思考
3.1 转化教师观念，正确理解信息技术与物理学科整合的内涵
实验是物理学的基础，每一个物理概念和规律都是建立在相应的实验基础上.传统的物理实验教学中由于仪器的落后以及实验条件的限制，很多物理实验只能做定性分析，教师让学生观察实验现象，启发学生对现象进行推理、分析最后得出正确的结论.虽然推理是物理研究的重要方法之一，有利于培养学生的分析推理能力，但教学中大量使用不仅会让老师的动手能力下降，学生更看不到真实的实验，难以真正理解物理的学习实质.而仿真实验和数字化实验使教师认识到，教育的信息化不是简单的把课堂搬个家，而是通过信息技术手段，使教育资源配置更优化，教学过程更高效.信息技术不是作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与学科教学的“融合”，要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的认知工具.
3.2 充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识
仿真实验与数字化实验以学生在学习中的切身体验为出发点，充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识，为不同层次的学生设置了广阔的思维活动空间.对培养学生实验的设计和研究能力起到了很好的作用.
在中学物理实验教学中，受条件的限制，有很多实验无法在实验室里完成，一些数据不便采集，数据误差较大.这对学生学习物理，理解知识造成困难.而“虚拟的”或“模仿的”情境便成为“真实情境”的一种有效且十分方便的替代.信息技术作为突破时空、地域限制，创设真实情境的最有效工具，能产生身临其境的逼真效果，能够把各种技术手段完美地融合到物理课程之中.教师最主要的任务是如何应用现有的软件平台把信息技术的优势发挥出来，进行物理学科教学.而仿真实验与数字化实验是目前物理学科实现信息技术与学科教学整合较为方便的应用软件，它能够快捷、准确地将教师的教学意图展现出来.学生在课堂上表现出浓厚的学习兴趣，参与程度高，活动面大.众人可研究一道题也可共同分析一组数据，使学生在自己的实验问题基础上，参考借鉴他人的学习成果，相互交流，共同提高.信息技术进课堂使学生的眼界放宽了，思维变灵活了，求知的欲望更加强烈了.现代信息技术成为学习物理知识的有力工具，极大地丰富了物理教学活动，符合学生的认知规律.这正是信息技术与物理课程整合的魅力所在.
3.3 深化探究教学，培养学生研究问题的科学习惯
新课程理念之一是“注重科学探究，提倡学习方式多样化”.对物理概念的建立，物理规律的形成过程需要学生探究和揣摩的实验，引入防真实验和数字实验会收到事半功倍的作用.同时还可以开发课本资源，变课本习题为实验，深入挖掘习题蕴涵的道理，改进原来做不出的实验.这样又为物理学科的研究性学习提供了内容.
防真实验和数字实验的引入让物理实验具有更高的真实性，让学生对科学方法有了亲身体验.而应用防真实验和数字实验，使学生学习到另一种感知事物的方式，那就是模拟的实验场景、真实的数据会令人有身临其境的体验.久而久之会让学生养成一种研究问题通过“现象──实验──数据”的科学习惯.
综上所述，课程改革是随着社会发展、时代进步的必然进程，课程改革促进了教师再发展.新的教学模式需要教师的探索，新仪器需要教师的研究，只有教师将自己的思想与教学行为提升到与时代同步，才能带动学生的发展，才能让中学阶段培养学生的实践精神和创新意识得到发生和发展.仿真实验室与数字化实验仪器的使用让学生的思维达到了更高的层次，今后我会在初中课堂中实践，在课堂教学的实效性上的取得一定的成果.
随着全球信息化的飞速发展，加速推进了我国教育现代化的步伐，教育的信息化是教育现代化的重要特征之一.《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习方式，教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具.”
在2011年新疆教院农村中小学骨干教师“国陪”物理班学习过程中，通过聆听新疆教育学院理学分院居来提院长的仿真实验与数字化实验室应用的授课和实践操作，使人深有感触，令人眼前一亮、耳目一新.大家跃跃欲试纷纷提问和动手操作兴趣浓厚.本文从一名学员的角度，介绍仿真实验与数字化实验室应用的设备、效果和思考，以与同行切磋和研讨.
2 对仿真实验与数字化实验设备的简介（如图1、2）
物理是门实验的科学，物理定律的发现无不依赖实验.物理学习当然也离不开实验.在目前的物理实验教学中，由于实验仪器复杂、精密与昂贵，往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生自行设计实验参数、反复调整仪器，这对学生剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法是很不利的.物理仿真实验可在相当程度上弥补实验教学上这方面的缺陷.
物理仿真实验通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，通过对实验环境的模拟，加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，并加强对仪器功能和使用方法的训练，培养设计思考能力和比较判断能力，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的.
实验中采集的数据用计算机进行分析处理，通过计算机显示器直接显示以数学方式展现的图表和图象，物理现象和规律通过数学的图象和图表呈现.他将传感器、计算机与传统的实验仪器结合，是传统实验方法的发展和数据处理的科学化，呈现的是真实的实验，数据处理上更严谨，规范.该设备的使用使实验教学更加形象，直观.实验结论更加准确、快捷，有较好的实际使用效果和运用价值.
3 对仿真实验与数字化实验进入物理教学的思考
3.1 转化教师观念，正确理解信息技术与物理学科整合的内涵
实验是物理学的基础，每一个物理概念和规律都是建立在相应的实验基础上.传统的物理实验教学中由于仪器的落后以及实验条件的限制，很多物理实验只能做定性分析，教师让学生观察实验现象，启发学生对现象进行推理、分析最后得出正确的结论.虽然推理是物理研究的重要方法之一，有利于培养学生的分析推理能力，但教学中大量使用不仅会让老师的动手能力下降，学生更看不到真实的实验，难以真正理解物理的学习实质.而仿真实验和数字化实验使教师认识到，教育的信息化不是简单的把课堂搬个家，而是通过信息技术手段，使教育资源配置更优化，教学过程更高效.信息技术不是作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与学科教学的“融合”，要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的认知工具.
3.2 充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识
仿真实验与数字化实验以学生在学习中的切身体验为出发点，充分发掘学生的学习潜能，激发学生在学习活动中的创新意识，为不同层次的学生设置了广阔的思维活动空间.对培养学生实验的设计和研究能力起到了很好的作用.
在中学物理实验教学中，受条件的限制，有很多实验无法在实验室里完成，一些数据不便采集，数据误差较大.这对学生学习物理，理解知识造成困难.而“虚拟的”或“模仿的”情境便成为“真实情境”的一种有效且十分方便的替代.信息技术作为突破时空、地域限制，创设真实情境的最有效工具，能产生身临其境的逼真效果，能够把各种技术手段完美地融合到物理课程之中.教师最主要的任务是如何应用现有的软件平台把信息技术的优势发挥出来，进行物理学科教学.而仿真实验与数字化实验是目前物理学科实现信息技术与学科教学整合较为方便的应用软件，它能够快捷、准确地将教师的教学意图展现出来.学生在课堂上表现出浓厚的学习兴趣，参与程度高，活动面大.众人可研究一道题也可共同分析一组数据，使学生在自己的实验问题基础上，参考借鉴他人的学习成果，相互交流，共同提高.信息技术进课堂使学生的眼界放宽了，思维变灵活了，求知的欲望更加强烈了.现代信息技术成为学习物理知识的有力工具，极大地丰富了物理教学活动，符合学生的认知规律.这正是信息技术与物理课程整合的魅力所在.
3.3 深化探究教学，培养学生研究问题的科学习惯
新课程理念之一是“注重科学探究，提倡学习方式多样化”.对物理概念的建立，物理规律的形成过程需要学生探究和揣摩的实验，引入防真实验和数字实验会收到事半功倍的作用.同时还可以开发课本资源，变课本习题为实验，深入挖掘习题蕴涵的道理，改进原来做不出的实验.这样又为物理学科的研究性学习提供了内容.
防真实验和数字实验的引入让物理实验具有更高的真实性，让学生对科学方法有了亲身体验.而应用防真实验和数字实验，使学生学习到另一种感知事物的方式，那就是模拟的实验场景、真实的数据会令人有身临其境的体验.久而久之会让学生养成一种研究问题通过“现象──实验──数据”的科学习惯.
综上所述，课程改革是随着社会发展、时代进步的必然进程，课程改革促进了教师再发展.新的教学模式需要教师的探索，新仪器需要教师的研究，只有教师将自己的思想与教学行为提升到与时代同步，才能带动学生的发展，才能让中学阶段培养学生的实践精神和创新意识得到发生和发展.仿真实验室与数字化实验仪器的使用让学生的思维达到了更高的层次，今后我会在初中课堂中实践，在课堂教学的实效性上的取得一定的成果.