“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”在微課制作中的應(yīng)用

1、“仿真物理實(shí)驗(yàn)室 在微課制作中的應(yīng)用仿真物理實(shí)驗(yàn)室在微課制作中的應(yīng)用21世紀(jì)初，現(xiàn)代信息技術(shù)的日臻完善改變了傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法，仿真物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用就是其中之一。作為一款可以模擬出真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境的軟件，仿真物理實(shí)驗(yàn)室在數(shù)據(jù)處理、場(chǎng)景設(shè)置等方面發(fā)揮了顯著的作用1。同時(shí)，信息技術(shù)的進(jìn)步催生了一種新的教學(xué)形式微課教學(xué)形式。與課堂講授，課后練習(xí)不同，微課根本采用課后講授，課堂探究的方式進(jìn)展教學(xué)，學(xué)生在課后通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)教師提供的教學(xué)視頻，對(duì)知識(shí)的穩(wěn)固與評(píng)價(jià)那么是在課堂中進(jìn)展2。理論證明，微課教學(xué)形式對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)才能起到了積極的影響，但同時(shí)很多教師反映設(shè)計(jì)微課的過程存在一定的難度，尤其表如今部分需

2、要實(shí)驗(yàn)探究的微課設(shè)計(jì)上。?物理課程標(biāo)準(zhǔn)2022?提倡教學(xué)方式多樣化，注重理論探究3，基于此，本文嘗試將仿真物理實(shí)驗(yàn)室與微課相結(jié)合，用仿真物理實(shí)驗(yàn)室彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)操作在微課設(shè)計(jì)上的缺乏。1.物理實(shí)驗(yàn)微視頻制作的前景與困惑上世紀(jì)八十年代以來，國內(nèi)外媒體已經(jīng)涌現(xiàn)了大量以科普為目的的物理實(shí)驗(yàn)視頻，而真正意義上的實(shí)驗(yàn)微視頻那么是近幾年開展起來的，與課堂播放的實(shí)驗(yàn)視頻不同，實(shí)驗(yàn)微視頻是有組織、有目的的教學(xué)視頻。通過已有經(jīng)歷，可以發(fā)現(xiàn)教師在制作和應(yīng)用的過程中給予實(shí)驗(yàn)微視頻很高的評(píng)價(jià)。首先，微視頻相對(duì)于課堂實(shí)驗(yàn)來說具有可重復(fù)利用性，學(xué)生在不理解或者遺忘的情況下可反復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)過程到達(dá)穩(wěn)固知識(shí)的目的。其次，實(shí)驗(yàn)微視頻的

3、教學(xué)效率相對(duì)較高，教師制作微視頻時(shí)，會(huì)盡量精簡(jiǎn)實(shí)驗(yàn)過程，如實(shí)驗(yàn)開始的一些準(zhǔn)備工作和實(shí)驗(yàn)過程中的等待時(shí)間，這樣有助于進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外，實(shí)驗(yàn)微視頻有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)才能培養(yǎng)，學(xué)生在課外學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以有更多時(shí)間反思實(shí)驗(yàn)過程中的細(xì)節(jié)問題，并通過課堂交流討論、查閱資料甚至動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式自己解決存在問題?？傊?，實(shí)驗(yàn)微視頻在物理教學(xué)中的應(yīng)用前景是非常可觀的。很多教師提出在實(shí)驗(yàn)微視頻制作過程中會(huì)遇到不少困惑，如實(shí)驗(yàn)器材的問題，常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里根本裝備齊全，特殊的實(shí)驗(yàn)器材，很多中學(xué)難以提供。在此情況下，教師只能以紙筆演示或者網(wǎng)上的資源代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作。除此之外，實(shí)驗(yàn)微視頻的錄制效果往往成為

4、很多教師的難題，有的實(shí)驗(yàn)由于過程進(jìn)展得太快或者拍攝儀器分辨率差等問題導(dǎo)致視頻最終呈現(xiàn)的只能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而實(shí)驗(yàn)過程是不明晰的，如演示平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只能通過聽聲音判斷兩個(gè)小球同時(shí)落地，卻很難看到平拋的軌跡。優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)微視頻對(duì)于物理教學(xué)來說具有良好的理論效果，它可以給學(xué)生展示真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，對(duì)學(xué)生理解物理概念規(guī)律有很大的幫助，但事實(shí)證明教師在制作實(shí)驗(yàn)微視頻時(shí)會(huì)遇到很多實(shí)際問題，以下筆者將分析如何采用仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件解決這些問題。2.仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件在微課制作中的應(yīng)用分析2.1基于仿真物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)微視頻的優(yōu)勢(shì)技術(shù)的進(jìn)步使得仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件可以較為真實(shí)地模擬出實(shí)驗(yàn)器具，可操作的實(shí)驗(yàn)范圍越來越靈敏

5、廣泛。通常仿真物理實(shí)驗(yàn)包括力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等模塊，教師可以根據(jù)所教內(nèi)容選擇模塊里的實(shí)驗(yàn)器材，經(jīng)過一定教學(xué)組織后可以在設(shè)置的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)展實(shí)驗(yàn)操作。值得一提的是，仿真物理實(shí)驗(yàn)室在數(shù)據(jù)和圖像處理方面的功能是很可觀的，教師可以自由地設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)象的屬性和參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)不同的變量得出不同的結(jié)果或者模擬出不同的圖像。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果明晰流暢，教師只要通過錄屏軟件就可以將它變成一個(gè)完好的、相對(duì)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)微課。因此，使用仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件代替實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)展微課設(shè)計(jì)，對(duì)于大部分教師來說是功能完備且簡(jiǎn)單易行的方法。其次，仿真物理實(shí)驗(yàn)室不僅能用來設(shè)計(jì)常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)微課，最大優(yōu)勢(shì)表達(dá)在對(duì)于那些難以觀測(cè)、抽象程度較高的實(shí)

6、驗(yàn)如真空環(huán)境下、磁場(chǎng)中的實(shí)驗(yàn)或者中學(xué)階段無法施行的實(shí)驗(yàn)，仿真物理實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)展過程的模擬與結(jié)果的輸出。教師設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容的微課時(shí)，能給學(xué)生展示動(dòng)態(tài)的變化過程，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有初步直觀的認(rèn)識(shí)，幫助他們更好地理解實(shí)驗(yàn)背后的物理知識(shí)和規(guī)律?？傊?，仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件具有功能完備、操作便捷、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，為物理教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)微課提供了良好的平臺(tái)。2.2基于仿真物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)微視頻的典型案例分析以凸透鏡成像規(guī)律為例凸透鏡成像規(guī)律是初中光的折射這一章的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，教師制作微視頻時(shí)，通常用實(shí)驗(yàn)展示物像之間的間隔 和大小的關(guān)系。然而，拍攝的實(shí)際效果往往不能到達(dá)預(yù)期，主要原因在于本節(jié)知識(shí)點(diǎn)不僅要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)根本方

7、法和規(guī)律，而且要學(xué)會(huì)構(gòu)造透鏡的光路圖。這一點(diǎn)是普通實(shí)驗(yàn)難以直接觀察得到的，但仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件可以做到。1教學(xué)目的本節(jié)微課的設(shè)計(jì)重在通過仿真實(shí)驗(yàn)軟件模擬蠟燭通過凸透鏡成像的規(guī)律，主要教學(xué)目的在于：第一，理解凸透鏡成像的規(guī)律，包括物距像距的變化、成像的大小等規(guī)律；第二，會(huì)使用相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器，能對(duì)凸透鏡成像的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析；第三，通過觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生歸納分析問題的才能。2微視頻設(shè)計(jì)過程結(jié)合微課教學(xué)設(shè)計(jì)的一般步驟，筆者認(rèn)為運(yùn)用仿真物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)微課的過程如表作為本節(jié)微課的核心環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量貼近學(xué)生的思維過程。第二、三兩步驟與學(xué)生實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作一致，在第三步時(shí)，教師可以選取兩個(gè)焦

8、距不同的凸透鏡進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，最終呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)有對(duì)照性，能讓學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)比較得出結(jié)論。第五步時(shí)，只要翻開工具中的光路圖就能將蠟燭的光通過透鏡傳播過程展示出來，并且這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，教師挪動(dòng)蠟燭，那么光線的傳播就會(huì)不斷變化，屏幕上蠟燭的像也會(huì)隨之而改變，防止了教師畫圖講解的過程，更有助于學(xué)生理解凸透鏡成像的原理。3.反思與建議信息技術(shù)的進(jìn)步使課堂教學(xué)方法越來越多樣化。仿真物理實(shí)驗(yàn)室和微課教學(xué)形式都是為了促進(jìn)學(xué)生更好地理解物理概念、進(jìn)步學(xué)生思維才能，兩者有機(jī)結(jié)合可以更好地進(jìn)步教師制作微課的效率，創(chuàng)造更多的實(shí)驗(yàn)條件，降低實(shí)驗(yàn)失誤率，有助于進(jìn)步學(xué)生自主學(xué)習(xí)才能、激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的動(dòng)力。然而，每種教學(xué)方法有特有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)存在一定的弊端。仿真物理實(shí)驗(yàn)室本質(zhì)上只是一種軟件虛擬出來的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和工具，沒有真實(shí)實(shí)驗(yàn)的觸感和體驗(yàn)，不能鍛煉學(xué)生的理論才能，學(xué)生體會(huì)不到真實(shí)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性。微課的實(shí)際運(yùn)用效果近年來受到部分教師的質(zhì)疑，學(xué)生課后能否認(rèn)真觀看教學(xué)視頻，課堂開展的討論探究活動(dòng)能否符合教師的預(yù)期等問題說明微課教學(xué)仍有很多需要完善之處。如何利用仿真軟件制作微視頻及在怎樣的