高中物理实验的虚实结合

摘 要：物理教学中传统的物理实验有着不可取代的作用，也有着难以克服的缺陷。仿真实验能够解决传统实验的诸多问题，但虚拟的环境也有它明显的不足，例如：实验过程理想化。用仿真实验帮助学生理解，用真实实验培养学生的动手能力，两者不能相互替代，只有用其所长，才能提高学生的综合素质。

关键词：仿真实验； 优势互补； 适时适度

物理是一门以实验为基础的学科，常规教学和实验教学是中学物理教学的重要环节。内容丰富的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生自主学习物理知识，更有助于学生掌握物理实验的原理，进一步深化课堂所学的知识、相关概念和理论。

现在来看，传统实验至少有两个方面明显缺陷：在传统物理实验室，一方面为防止发生意外或造成实验仪器的损坏，制定了许多实验室规章制度，限制学生的活动；另一方面目前高中物理实验器材陈旧，实验现象不明显，实验效果大打折扣，不能起到实验应有的作用。

新课标全面推进素质教育，从高中生的心理发展特点看，他们具有强烈的探究未知的动机，他们思维活跃，兴趣广泛，自尊心强，绝不会满足于“按图索骥”、“ 按方抓药”式的实验学习，因而改变陈旧的实验学习方式是必然的。

仿真物理实验室是一个开放性的教学平台、课件制作平台和学生的探索性学习平台。与常规的物理教学软件所不同，仿真物理实验室不是单纯地演示几个现成的实验，而是把物理定律内建其中，提供中学物理常用的数十种器件和对象，通过这些器件和对象的任意组合，我们就可以制作出无穷的物理实验和物理模型。它不但专业性强，而且具有很好的交互性。

仿真实验具有以下优点：

一、实验环境开放，仪器多样。这种仿真实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂以虚拟的环境实现真实的实验室操作，弥补了常规实验仪器不足，某些难以在常规实验环境下完成的物理实验在这里都可以实现。例如力学中物体受力分析，运动学中平抛运动和自由落体运动的验证，万有引力中卫星环绕地球的运动，带电粒子在电磁场中的 运行轨迹……等等。

二、仪器不怕损坏，保护学生创造力。在上传统电学实验课时，实验教师通常会告诉学生，电流表的接线柱不能短接、测量的电压不能超过电压表最大量程，电池不能短路……，很多实验不允许学生自己独立操作，需要实验教师检查之后才可以进行实验。这些规章制度虽然保护了实验仪器，防止了可能的危险操作，但是无形中扼杀了学生的创造性思维和积极性。有些学生为了研究自己所学的理论，经常背着教师进行实验，结果可能就是被实验教师赶出实验室或者进行其他处分，而恰恰是这些学生就是动手能力、创造能力强的学生，传统的物理实验室是在无法满足学生的求知欲和探索精神。

三、不受时间地点限制，有个人电脑即可完成。物理仿真实验利用计算机软件技术将实验的内容及过程在计算机上模拟出来，学生可利用个人电脑在家中或学校随时模拟实验的全过程。现在我国常见的仿真实验软件体积不大，一般不超过几十兆，而且安装方便。

四、现在市面上一部分仿真实验软件具有保存或生成独立演示实验的功能。如果及时保留典型的实验，积少成多，无论对学生还是教师都将是一件莫大的幸事。

物理仿真实验在实验教学中所发挥的作用是十分明显的，但虚拟的环境也有它明显的不足。例如：完全虚拟，没有实物，缺乏物理实验的氛围；实验过程理想化，对真实实验中一些细节，特别是易出现的实验故障等问题缺乏模拟，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力；据采集具有统一性，不利于教师及时发中的问题，也增加了实验管理的难度；实验软件本身有一定的缺陷或不符合物理实验习惯。

写到这里，大家就物理实验的虚实结合应该有了一定的想法。下面是我在实验教学中的几点体会，仅供各位参考：

1.仿真预习、真实为主，优势互补、加强理解。基础教育的教学实验有一个基本的次序，那就是“真实为主，体验优先”。当仿真实验和传统实验并存时，我的做法是，用仿真实验预习，再做实际实验努力使两者水乳相溶、优势互补。

2.做好真实实验，发挥仿真实验的优势，弥补传统实验教学不足。物理学是建立在实验基础上的科学，实验的真实性、直观性和对学生的动手能力、解决实际问题的培养是仿真实验不能替代的，因此不可因仿真实验而减少真实实验，相反，加强实验室的建设和实验课是我一直努力的。凡是通过努力能够让学生做的实验，必须让学生动手做。实验室内不能完成的实验，如果仿真实验可以完成一定鼓励学生去做。并且，我还经常鼓励学生在仿真实验中自己设计、改造实验。

3.物理教学应适时适度地应用仿真实验。用仿真实验帮助学生理解，用真实实验培养学生的动手能力，两者不能相互替代。我们应根据两者的特点，用其所长；根据教材的内容，用其所需，适时适度地用好仿真实验，才会提高教学效率，达到事半功倍的效果。