一、物理仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)操作的實(shí)驗(yàn)各有的特性和有區(qū)別
仿真實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是真實(shí)實(shí)驗(yàn)的前提,而真實(shí)的操作又是對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。兩者的關(guān)系是相輔相成的。兩者的區(qū)別如下。
仿真實(shí)驗(yàn)就是筆記本虛擬的一種游戲,它盡可能還原了真實(shí)實(shí)驗(yàn)的器材、過(guò)程、現(xiàn)象和推論,它的真實(shí)度近似于真實(shí)實(shí)驗(yàn),同時(shí),它特別容易操作,并且能把繁瑣的真實(shí)過(guò)程減短,也能把即時(shí)的現(xiàn)象慢化。并且大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái),仿真不能完全取代真實(shí)。從哲學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)”,仿真也不能完全取代實(shí)踐。我們承認(rèn)仿真的結(jié)果和合理性,但教學(xué)必須一直堅(jiān)持真實(shí)實(shí)驗(yàn)的首位原則,仿真實(shí)驗(yàn)只是在教學(xué)、學(xué)習(xí)中的輔助手段和工具。
二、仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
仿真實(shí)驗(yàn)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù),把真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬仿真,既能減少成本,又能提升效率。仿真實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、空間的限制,能解決設(shè)備缺乏的問(wèn)題,對(duì)保障數(shù)學(xué)教學(xué)正常舉辦起著重要作用。仿真實(shí)驗(yàn)在推廣應(yīng)用中,有如下的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。仿真實(shí)驗(yàn)
(1)經(jīng)濟(jì)性。目前各中學(xué)配備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本齊全,然而因?yàn)榉磸?fù)使用、磨損和損毀,器材耗損量大,因不能及時(shí)補(bǔ)全,且實(shí)驗(yàn)成本較高,對(duì)正常舉辦數(shù)學(xué)教學(xué)有一定的影響。而仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驖M足教學(xué)要求,完成教學(xué)任務(wù),提升教學(xué)質(zhì)量。
(2)實(shí)用性。仿真實(shí)驗(yàn)除了可用于班主任的課堂教學(xué),幫助班主任完成教學(xué),并且可用于中學(xué)生的自由訓(xùn)練。非常是在平常學(xué)習(xí)過(guò)程或則備考階段,指導(dǎo)中學(xué)生在家庭中或則中學(xué)里,把仿真實(shí)驗(yàn)當(dāng)成玩游戲一樣,引導(dǎo)中學(xué)生攻關(guān)克難,培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣,對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和推論的理解,具有巨大的作用。
(3)開(kāi)放性。仿真實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間和空間上的限制,隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行,班主任或則中學(xué)生都可以獨(dú)立完成,也可以多人組合完成。
(4)安全性。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,有一些實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性比較高,若操作疏漏,容易對(duì)操作者導(dǎo)致害處,而仿真實(shí)驗(yàn)卻無(wú)任何風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)有電、高溫、帶毒等等實(shí)驗(yàn),完全可在用仿真實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成。雖然在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,因?yàn)椴僮鞑划?dāng),而損毀的也只是仿真器材,因而也能給實(shí)驗(yàn)操作者一個(gè)警示,讓實(shí)驗(yàn)操作者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),建立實(shí)驗(yàn)。
(5)針對(duì)性。借助計(jì)算機(jī)的模擬功能、動(dòng)畫(huà)療效、仿真現(xiàn)實(shí)等技術(shù),就能實(shí)現(xiàn)平緩過(guò)程的快速化,快速過(guò)程的平緩化,使中學(xué)生加深理解。實(shí)驗(yàn)操作者還可隨時(shí)控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展,實(shí)驗(yàn)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)也可以按其需求反饋給實(shí)驗(yàn)操作者。
三、教師借助仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)的幾點(diǎn)注意
1.仿真實(shí)驗(yàn)可以輔助班主任實(shí)驗(yàn)教學(xué),在實(shí)際的教學(xué)中,建議可構(gòu)建以下的教學(xué)模式:
第一種:在課堂教學(xué)中,盡量用仿真實(shí)驗(yàn)解決操作繁瑣、用時(shí)長(zhǎng)、現(xiàn)象不顯著、有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)。另用專門(mén)的實(shí)驗(yàn)課重做真實(shí)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證數(shù)學(xué)推論的真實(shí)性和科學(xué)性。
第二種:全面地把仿真實(shí)驗(yàn)普及推廣到中學(xué)生群體,盡可能在家庭、教室白板、學(xué)校筆記本室中有機(jī)會(huì)使用到仿真實(shí)驗(yàn),教會(huì)中學(xué)生操作、使用仿真實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)中學(xué)生的探求興趣。
2.仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)這些嶄新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,為化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)更新和實(shí)驗(yàn)教學(xué)變革提供了新思路。它會(huì)有力地沖擊常年以來(lái)所導(dǎo)致的班主任演示實(shí)驗(yàn),中學(xué)生打坐觀摩以及中學(xué)生沉悶地完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而機(jī)械地注重已有推論的被動(dòng)局面,為學(xué)生生動(dòng)開(kāi)朗地主動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)、“做”實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造條件。其次,將實(shí)驗(yàn)化難為易,讓中學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情景。
3.仿真實(shí)驗(yàn)輔助班主任以教為主的教學(xué)設(shè)計(jì),在教學(xué)實(shí)踐中班主任要將仿真實(shí)驗(yàn)平滑地融入教學(xué)過(guò)程中,必須和教學(xué)內(nèi)容、教師的活動(dòng)、學(xué)生的活動(dòng)相結(jié)合,怎樣將這種要素系統(tǒng)地加以考慮,要靠教學(xué)設(shè)計(jì)的理論和技巧實(shí)現(xiàn)。通過(guò)系統(tǒng)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì),可以有效地將仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、教與學(xué)的理論、教學(xué)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。
其實(shí),要使仿真實(shí)驗(yàn)真正得到推廣應(yīng)用,關(guān)鍵還是觀念的改變,首先是班主任觀念的改變,要具有創(chuàng)新精神和能力。其次要培養(yǎng)一支高素養(yǎng)的班主任實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍,不斷地進(jìn)行知識(shí)更新,強(qiáng)化學(xué)習(xí),注重信息的搜集、加工、應(yīng)用,了解把握最新應(yīng)用,促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用和發(fā)展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái),加快了實(shí)驗(yàn)室發(fā)展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)變革,推動(dòng)了教育觀念的改變。是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新的實(shí)驗(yàn)手段。仿真實(shí)驗(yàn)在21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必定占有重要地位,要全面推廣普及到班主任和中學(xué)生中去,為國(guó)家培養(yǎng)更多的科研幼苗(中學(xué)生),具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
