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基于数字化实验系统的物理实验融合应用(一)

2022-07-22 09:01:24

虚拟仿真技术在物理实验教学中的应用论文目录一、虚拟实验与物理课程融合的原因二、基于数字实验系统的物理实验融合应用(一)NB物理实验)演示实验的融合(二)NB物理实验到操作实验(三)NB物理实验到探索实验)三、虚拟仿真作用的总结与反思应用论文以信息技术为工具,在课程内容的呈现、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式等方面进行新的变革,优化教学中的各个要素和环节。教学过程 课程整合要求 信息技术有效融入物理教学过程 营造新型教学环境实现“自主、探究、合作”的教学与学习,既能发挥教师的主导作用,又能充分体现学生的主体地位。充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,使创新精神和实践能力的培养真正落到实处。笔者在探索数字化教学与物理课程融合的过程中,发现了很多非常适合新时代物理实验教学的教学方法。软件应用。本文主要以NB物理实验为例,说明教学软件与物理实验教学相结合的策略。 一、虚拟实验与物理课程融合的原因NB物理实验全称“虚拟仿真实验”(基于HTML5技术),支持多终端跨平台接入——电子白板、桌面、一体机、平板等终端均可使用,适配IOS等平台。

不仅支持教师任意组合实验,不受实验步骤的限制,而且所有的实验操作都能呈现准确的实验数据和真实的实验现象。 NB物理实验分为6个独立APP:NB电实验、电磁实验、力学实验、光学实验、热实验、声学实验。教师可以在课堂教学中打开相应的APP,通过屏幕投影显示实验的运行过程,从而更直观的看到实验的一些现象。这些软件可以安装在学生终端上,让学生根据自己的需要,自主设计实验方案,自主选择实验设备,自主匹配组装实验仪器,记录实验数据。该应用软件可以帮助学生发现实验设计中的问题,从而减少在真实实验环境中进行实验时对仪器的损坏。在家里,学生也可以随时通过软件进行相关的实验操作和数据分析。 NB物理实验与物理课程融合的优势和条件如下:(1)NB物理实验是一种融合网络技术和多媒体技术的新型虚拟实验系统。多种类型的虚拟实验设备,多样化的自主控制平台和多终端互动教学平台,可以在真实实验的基础上实现信息技术与物理实验教学的融合,在延续传统的同时弥补不足;(2)NB物理实验使用虚拟仪器进行实验,用户可自行设置各种参数,以获得理想的结果;(3)虚拟仪器的应用突破了现有实验条件的限制,消除了各种干扰因素对实验的影响(其与数字实验系统的集成值得深入研究);(4)我国很多地区的教室多为多媒体教室,大部分可配备大尺寸多媒体一体机,无线网络全覆盖。有的学校还配备了手机智能手机终端设备,为NB物理实验进入课堂提供了条件。

二、基于数字化实验系统的物理实验综合应用NB物理实验等数字化实验系统为我们提供了一个新的实验探索平台。该平台的应用可以让学生从数据阅读、公式计算、图像描述等繁琐的劳动中解放出来,让学生有足够的时间和精力从多个角度感知和探索物理现象。同时要认识到,数字化实验系统与物理课程的有效融合需要先进教育理念的介入,其合理应用本身需要传统教育理念、教育理念和教育模式的同步转变,取而代之的是尊重人的主动性、创新性、反思性、合作性的全新教育理念、教育理念和教育模式。笔者认为,要充分发挥NB物理实验的优越性,应立足于新的实验教学理念。物理课堂是物理教学的主阵地,任何教学方法的改进都应该首先服务于课堂教学,数字化教学与物理课程的融合也不例外。高中所有的实验按内容可分为三类:教师演示的示范性实验、学生验证或测量数据的操作性实验、探索潜在物理规律的探索性实验。 (一)NB物理实验与演示实验的融合是物理实验中最常见最常见的实验。演示实验是最常见的实验。物理老师在讲解概念时,由于班上学生人数众多以及比较大的空间等客观因素,导致很多学生对物理现象的观察不清晰,影响了他们的学习。虚拟实验可以很好地解决这个问题。

以光学实验为例,由于白天课堂实验所用光线的可识别性较低,光学演示实验往往达不到预期效果。在虚拟实验中,实验光路图可实时显示在一体机的屏幕上,实验效果直观。这样,学生对光学规律的理解能力就大大提高了。例如,在使用NB光学实验演示光学折射和全反射定律时,教师可以添加一个装满水的玻璃水箱,观察同一光束在不同材料中的偏转情况,让学生清晰地观察到不同的光线。折射角。 ,从而使他们加深对光的折射现象的理解。 (二)NB物理实验与运算实验相结合是为了培养学生的动手能力和理论联系实际的能力。一般不建议在运算实验中用虚拟实验代替真实实验。在高中物理教学中,很多电学实验都是操作性实验,电学实验仪器数量多,容易误操作损坏。避免实验失误,在实验中,真实验和虚拟实验相结合,既解决了真实验的难点,又弥补了虚拟实验的不足。电气实验中的仪器,所以学生只能在 实验室。 ,导致学生的操作能力不能得到有效的提高。在真实实验的基础上,学生可以通过NB物理实验继续练习,也可以加深对实验的理解。

老师安排虚拟实验题目,让学生使用NB物理实验APP进行模拟实验物理实验虚拟仿真软件物理实验虚拟仿真软件,并将实验过程中形成的NB文件发送给老师。教师通过计算机接收和运行学生实验以检查掌握情况。具体操作如下。选择所需的实验仪器并合理安排。根据电路图练习接线,接线完成后合上开关。如果电路连接正确,平台会显示当前方向(这将加深学生对电路的理解)。滑动变阻器滑块改变阻值,读取数据,点击“记录”调出表格进行记录。完成数据记录后,点击表格下方显示图像,右击图像选择连接线,形成伏安特性曲线。 (三)NB 物理实验与探究性实验的结合 探究性实验的目的是培养学生通过现象看本质、发现问题的能力,所以实验情境很重要。但在实际实验中,很多事情的现象都会受到外界因素的影响,导致实验误差过大,影响实验结果,这就需要借助虚拟实验,虚拟实验在某种意义上也可以起到引导学习的作用,让学生更容易上手。发现物理规律,从而激发学习兴趣。由于虚拟实验设备的加入不受现实条件的限制,学生可以根据实验需要同时进行多个实验,大大提高了探索效率。以“探索影响导体电阻的因素”实验为例,本实验 学生需要从控制变量的方法入手,探索导体材料、导体长度、导体截面积等对电阻的影响。

对于一般实验室,实验设备有限,老师只能安排小组探索,难免导致部分学生只能观看。笔者的解决方案:学生使用NB电学实验在移动端进行虚拟探索,完成仪器选型并连接电路,继续实验。为提高探索效率,可添加同一个实验包同时进行控制变量实验。 三、总结与反思作为一种新的实验工具,NB物理实验可以从多个角度与物理实验教学相结合和扩展。结合具体实验,引导学生多角度全方位了解物理规律,不仅帮助学生掌握实验仪器的使用规律和物理研究方法,而且形成线上线下的教学互动,并逐步形成新的教学理念和方法。推动其普及,并将上述思维方法应用到其他学科的研究和日常生产生活中。在教学活动中,为了达到预期的目的,教学的主体总是要借助一定的手段作用于客体。教学方法是教学活动中不可缺少的一部分。数字化实验技术为物理教学提供了先进的实验实践方法,但并不代表先进的教学理念。只有先进的教育技术与先进的教学理念有机结合,才能实现技术与课程的全面融合。因此,教师在教学活动中不仅要注意教学方法,还要注意教学理念、教学过程和学生的学习过程。以NB物理实验为基础的物理实验整合与拓展,体现了先进教学理念的变革,同时也需要更多一线教师从更多角度进行研究。

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