论文部分内容阅读
【摘 要】论文首先分析了物理实验在中学物理教学中存在的问题,随后论述了虚拟实验具有的优点,并进一步提出虚拟实验对学生创新意识和创新能力培养的策略。
【关键词】虚拟实验 中学物理教学 创新意识
物理实验是中学物理教学的重要组成部分,物理实验教学是培养中学生动手能了和创新意识的重要手段。由于课堂教学时间和条件所限,当前中学物理实验教学存在许多不足。随着计算机和网络技术的飞速发展,虚拟实验应运而生,突破了物理实验操作的时空限制,为学生创新能力的培养提供了必要的手段。所以,研究如何应用于中学物理实验教学中,如何与物理实验相结合来提高学生的创新意识和创新能力具有重要的现实意义。
一、中学物理实验教学存在的问题
传统的中学物理实验教学—般是采取三步法,即预习、实验操作、实验报告。学生通过预习,能了解物理实验目的、实验设备的使用方法等,避免在实验中的盲目性。然而,预习只能通过书本上文字和图片学习,缺乏实验仪器的三位真实感。甚至,由于部分学校的仪器设备与书本不配套,造成学生在实验中仪器一无所知。
随着中学新课标的执行,部分学校的实验设备还未及时更新。由于条件或时间所限,许多先进的、复杂的实验不能在课堂实验中完成。
二、虚拟实验的优点
1.弥补中学物理实验短缺。光学是中学物理教学的重要组成部分,且内容抽象难懂,需要配备大量实验以帮助学生理解教学内容。近代物理实验,尤其是近代光学实验仪器价格昂贵,许多中学因资金短缺导致实验仪器不足。而虚拟实验仅需要少量资金购置软件和电脑,实现近代先进的物理实验所起到的作用。
2.有助于学生实验前的预习。传统中学物理实验教学的预习中,采用的主要是书本文字和图片,内容抽象难懂。而近代物理实验比较复杂,操作过程难以掌握,如果课前不能充分理解实验仪器的使用,在操作过程中容易对仪器,尤其是光学仪器等易损坏的实验设备造成破坏。在实验前,通过虚拟实验,在三维空间上对仪器的使用作深入理解,加强操作性训练,能提高学生的动手能力,也避免实验仪器的损坏。
3.突破了时空限制。部分实验由于其复杂性,在课堂实验中根本无法完成。而虚拟实验能加快实验过程,缩短实验时间,或者可将实验带回家里继续进行。
4.增加实验的形象性。中学物理实验中,许多实验现象无法通过直观的观察获得,学生对物理实验的过程和现象无法想象。虚拟实验可以通过形象化手段,将本来不可见的现象和结果通过虚拟呈现在学生面前,有利于学生对知识的理解。如,法拉第电磁感应实验,通过磁场的变化在导体中感生出电流。然而,磁场和电流都是不可见的,在虚拟实验中,磁场和电流均可通过一些带箭头的虚线动态表示出来,提高学生的抽象思维能力。
三、虚拟实验对学生创新意识和创新能力培养
实验操作能力是中学物理教学的重要内容,也是学生创新能力培养的重要手段。为此,中学向实验室建设投入大量的资金。但是,物理实验具有—定的局限性,特别是物理实验多数是按照书本上内容严格执行的,不能有学生进行任意组合和操作。虚拟实验由于其特殊的优点,为学生创新能力培养提供平台。
(1)在实验系统中设立创新模块。将各种物理实验所需仪器用虚拟物体代替,可以进行各种组合,学生可以根据所学的物理知识,根据自己的各种想法进行实验,得到各种结果,锻炼学生的创新能力。比如,初中物理教学中的串联电路和并联电路实验中,实验目的是使学生学会串联电路和并联电路的连接方法。在实验前,先不让学生学习实验教材上的实验操作方法,任学生在虚拟实验上进行任意连接,并对不同的实验结果进行分析,在实验基础上得到串联电路和并联电路,并掌握他们的特点。随后,学生就会想,如果将这两种连接方法混合起来,会得到什么结果呢,这样就通过自己的创新思维获得混合电路的连接方法,并得到其特点。虚拟实验后,请学生学习教材中的内容,最后通过物理实验进行验证,这样能充分调动学生的学习积极性和创新能力。
(2)更新实验教学思路。传统的物理实验是严格与教材相对应的,学生只要记住实验操作就可顺利完成教材所要求的实验,并得到正确的实验结果,对实验的原理可能不太了解,更谈不上运用熟练所学知识进行实验。要培养学生的创新能力,必须更新实验思路,借助虚拟实验的便利,挖掘学生的实验潜能,增强学生的创新意识和创新能力。传统的物理实验是在教材知识学习后,为了加深对知识的理解和增强学生动手能力而进行物理实验。在虚拟实验出现后,可以一改传统教学思路,将物理实验提到内容教学之前,通过学生自主创新,获得一些物理现象和结果,然后通过知识的学习,对物理现象进行解释和理解,并最后通过物理实验进行验证,既提高了学生学习的热情和兴趣,有有助于其创新意识和创新能力的培养。
(3)虚拟实验在实验考核中促进学生创新能力培养。传统物理实验考核是以教材要求的实验为考核内容,学生只要通过机械记忆和机械操作就能获得好的成绩。虚拟实验出现后,可以变更物理实验教学考核,将注重实验成绩评定转为通过虚拟实验进行创新性实验设计为主。对提出合理的、有创新性的实验方案给予加分,调动学生创新的积极性和主动性,正确导向创新能力的培养。
四、小结
在中学物理教学中,实验教学是学生发挥主观能动性,进行科学研究的创新过程。但是,由于物理实验的局限性,在课堂实验中复杂的实验无法得以实现,更重要的是物理实验具有其严格性,不能随意变化,这限制了学生主观能动性的发挥。虚拟实验突破了时空上的限制,并且投资较小,具有很大的灵活性,为学生的创新意识和创新能力培养提供了条件。本文讨论了虚拟实验的优点基础上,提出了虚拟实验在中学物理实验教学中的应用,有利于中学生创新意识和创新能力的培养。
参考文献
[1]杨江萍,大学生物理实验创新能力的培养.
[2]韦韧,王全军大学物理实验创新教学的探索.
[3]杨泽丽关于培养学生实验创新能力的思考.
[4]李汉华,浅谈初中物理实验的创新教学.
【关键词】虚拟实验 中学物理教学 创新意识
物理实验是中学物理教学的重要组成部分,物理实验教学是培养中学生动手能了和创新意识的重要手段。由于课堂教学时间和条件所限,当前中学物理实验教学存在许多不足。随着计算机和网络技术的飞速发展,虚拟实验应运而生,突破了物理实验操作的时空限制,为学生创新能力的培养提供了必要的手段。所以,研究如何应用于中学物理实验教学中,如何与物理实验相结合来提高学生的创新意识和创新能力具有重要的现实意义。
一、中学物理实验教学存在的问题
传统的中学物理实验教学—般是采取三步法,即预习、实验操作、实验报告。学生通过预习,能了解物理实验目的、实验设备的使用方法等,避免在实验中的盲目性。然而,预习只能通过书本上文字和图片学习,缺乏实验仪器的三位真实感。甚至,由于部分学校的仪器设备与书本不配套,造成学生在实验中仪器一无所知。
随着中学新课标的执行,部分学校的实验设备还未及时更新。由于条件或时间所限,许多先进的、复杂的实验不能在课堂实验中完成。
二、虚拟实验的优点
1.弥补中学物理实验短缺。光学是中学物理教学的重要组成部分,且内容抽象难懂,需要配备大量实验以帮助学生理解教学内容。近代物理实验,尤其是近代光学实验仪器价格昂贵,许多中学因资金短缺导致实验仪器不足。而虚拟实验仅需要少量资金购置软件和电脑,实现近代先进的物理实验所起到的作用。
2.有助于学生实验前的预习。传统中学物理实验教学的预习中,采用的主要是书本文字和图片,内容抽象难懂。而近代物理实验比较复杂,操作过程难以掌握,如果课前不能充分理解实验仪器的使用,在操作过程中容易对仪器,尤其是光学仪器等易损坏的实验设备造成破坏。在实验前,通过虚拟实验,在三维空间上对仪器的使用作深入理解,加强操作性训练,能提高学生的动手能力,也避免实验仪器的损坏。
3.突破了时空限制。部分实验由于其复杂性,在课堂实验中根本无法完成。而虚拟实验能加快实验过程,缩短实验时间,或者可将实验带回家里继续进行。
4.增加实验的形象性。中学物理实验中,许多实验现象无法通过直观的观察获得,学生对物理实验的过程和现象无法想象。虚拟实验可以通过形象化手段,将本来不可见的现象和结果通过虚拟呈现在学生面前,有利于学生对知识的理解。如,法拉第电磁感应实验,通过磁场的变化在导体中感生出电流。然而,磁场和电流都是不可见的,在虚拟实验中,磁场和电流均可通过一些带箭头的虚线动态表示出来,提高学生的抽象思维能力。
三、虚拟实验对学生创新意识和创新能力培养
实验操作能力是中学物理教学的重要内容,也是学生创新能力培养的重要手段。为此,中学向实验室建设投入大量的资金。但是,物理实验具有—定的局限性,特别是物理实验多数是按照书本上内容严格执行的,不能有学生进行任意组合和操作。虚拟实验由于其特殊的优点,为学生创新能力培养提供平台。
(1)在实验系统中设立创新模块。将各种物理实验所需仪器用虚拟物体代替,可以进行各种组合,学生可以根据所学的物理知识,根据自己的各种想法进行实验,得到各种结果,锻炼学生的创新能力。比如,初中物理教学中的串联电路和并联电路实验中,实验目的是使学生学会串联电路和并联电路的连接方法。在实验前,先不让学生学习实验教材上的实验操作方法,任学生在虚拟实验上进行任意连接,并对不同的实验结果进行分析,在实验基础上得到串联电路和并联电路,并掌握他们的特点。随后,学生就会想,如果将这两种连接方法混合起来,会得到什么结果呢,这样就通过自己的创新思维获得混合电路的连接方法,并得到其特点。虚拟实验后,请学生学习教材中的内容,最后通过物理实验进行验证,这样能充分调动学生的学习积极性和创新能力。
(2)更新实验教学思路。传统的物理实验是严格与教材相对应的,学生只要记住实验操作就可顺利完成教材所要求的实验,并得到正确的实验结果,对实验的原理可能不太了解,更谈不上运用熟练所学知识进行实验。要培养学生的创新能力,必须更新实验思路,借助虚拟实验的便利,挖掘学生的实验潜能,增强学生的创新意识和创新能力。传统的物理实验是在教材知识学习后,为了加深对知识的理解和增强学生动手能力而进行物理实验。在虚拟实验出现后,可以一改传统教学思路,将物理实验提到内容教学之前,通过学生自主创新,获得一些物理现象和结果,然后通过知识的学习,对物理现象进行解释和理解,并最后通过物理实验进行验证,既提高了学生学习的热情和兴趣,有有助于其创新意识和创新能力的培养。
(3)虚拟实验在实验考核中促进学生创新能力培养。传统物理实验考核是以教材要求的实验为考核内容,学生只要通过机械记忆和机械操作就能获得好的成绩。虚拟实验出现后,可以变更物理实验教学考核,将注重实验成绩评定转为通过虚拟实验进行创新性实验设计为主。对提出合理的、有创新性的实验方案给予加分,调动学生创新的积极性和主动性,正确导向创新能力的培养。
四、小结
在中学物理教学中,实验教学是学生发挥主观能动性,进行科学研究的创新过程。但是,由于物理实验的局限性,在课堂实验中复杂的实验无法得以实现,更重要的是物理实验具有其严格性,不能随意变化,这限制了学生主观能动性的发挥。虚拟实验突破了时空上的限制,并且投资较小,具有很大的灵活性,为学生的创新意识和创新能力培养提供了条件。本文讨论了虚拟实验的优点基础上,提出了虚拟实验在中学物理实验教学中的应用,有利于中学生创新意识和创新能力的培养。
参考文献
[1]杨江萍,大学生物理实验创新能力的培养.
[2]韦韧,王全军大学物理实验创新教学的探索.
[3]杨泽丽关于培养学生实验创新能力的思考.
[4]李汉华,浅谈初中物理实验的创新教学.