一、物理仿真實驗與真實操作的實驗各有的特性和有區別
仿真實驗可以說是真實實驗的前提,而真實的操作又是對仿真實驗的驗證。兩者的關系是相輔相成的。兩者的區別如下。
仿真實驗就是筆記本虛擬的一種游戲,它盡可能還原了真實實驗的器材、過程、現象和推論,它的真實度近似于真實實驗,同時,它特別容易操作,并且能把繁瑣的真實過程減短,也能把即時的現象慢化。并且大學物理實驗仿真平臺,仿真不能完全取代真實。從哲學的觀點來看,“實踐是檢驗真理的惟一標準”,仿真也不能完全取代實踐。我們承認仿真的結果和合理性,但教學必須一直堅持真實實驗的首位原則,仿真實驗只是在教學、學習中的輔助手段和工具。
二、仿真實驗的優點
仿真實驗是借助計算機技術,把真實的化學實驗進行模擬仿真,既能減少成本,又能提升效率。仿真實驗不受時間、空間的限制,能解決設備缺乏的問題,對保障數學教學正常舉辦起著重要作用。仿真實驗在推廣應用中,有如下的幾個優點。仿真實驗
(1)經濟性。目前各中學配備的實驗設備基本齊全,然而因為反復使用、磨損和損毀,器材耗損量大,因不能及時補全,且實驗成本較高,對正常舉辦數學教學有一定的影響。而仿真實驗能夠滿足教學要求,完成教學任務,提升教學質量。
(2)實用性。仿真實驗除了可用于班主任的課堂教學,幫助班主任完成教學,并且可用于中學生的自由訓練。非常是在平常學習過程或則備考階段,指導中學生在家庭中或則中學里,把仿真實驗當成玩游戲一樣,引導中學生攻關克難,培養中學生實驗探究的興趣,對培養中學生學習數學知識的興趣,對化學實驗過程和推論的理解,具有巨大的作用。
(3)開放性。仿真實驗不受時間和空間上的限制,隨時隨地都可以進行,班主任或則中學生都可以獨立完成,也可以多人組合完成。
(4)安全性。在高中化學實驗中,有一些實驗的危險性比較高,若操作疏漏,容易對操作者導致害處,而仿真實驗卻無任何風險。對有電、高溫、帶毒等等實驗,完全可在用仿真實驗室來完成。雖然在實驗過程中,因為操作不當,而損毀的也只是仿真器材,因而也能給實驗操作者一個警示,讓實驗操作者不斷總結經驗教訓,建立實驗。
(5)針對性。借助計算機的模擬功能、動畫療效、仿真現實等技術,就能實現平緩過程的快速化,快速過程的平緩化,使中學生加深理解。實驗操作者還可隨時控制實驗的進展,實驗中相應的數據也可以按其需求反饋給實驗操作者。
三、教師借助仿真實驗進行教學時的幾點注意
1.仿真實驗可以輔助班主任實驗教學,在實際的教學中,建議可構建以下的教學模式:
第一種:在課堂教學中,盡量用仿真實驗解決操作繁瑣、用時長、現象不顯著、有危險性的實驗。另用專門的實驗課重做真實實驗,驗證數學推論的真實性和科學性。
第二種:全面地把仿真實驗普及推廣到中學生群體,盡可能在家庭、教室白板、學校筆記本室中有機會使用到仿真實驗,教會中學生操作、使用仿真實驗,培養中學生的探求興趣。
2.仿真實驗教學這些嶄新的實驗教學模式,為化學學科的實驗更新和實驗教學變革提供了新思路。它會有力地沖擊常年以來所導致的班主任演示實驗,中學生打坐觀摩以及中學生沉悶地完成驗證性實驗而機械地注重已有推論的被動局面,為學生生動開朗地主動學實驗、“做”實驗創造條件。其次,將實驗化難為易,讓中學生體驗化學實驗的真實情景。
3.仿真實驗輔助班主任以教為主的教學設計,在教學實踐中班主任要將仿真實驗平滑地融入教學過程中,必須和教學內容、教師的活動、學生的活動相結合,怎樣將這種要素系統地加以考慮,要靠教學設計的理論和技巧實現。通過系統科學的教學設計,可以有效地將仿真實驗和傳統實驗、教與學的理論、教學實踐有機結合。
其實,要使仿真實驗真正得到推廣應用,關鍵還是觀念的改變,首先是班主任觀念的改變,要具有創新精神和能力。其次要培養一支高素養的班主任實驗隊伍,不斷地進行知識更新,強化學習,注重信息的搜集、加工、應用,了解把握最新應用,促使實驗教學發展。仿真實驗的應用和發展大學物理實驗仿真平臺,加快了實驗室發展和實驗教學變革,推動了教育觀念的改變。是培養創新人才的新的實驗手段。仿真實驗在21世紀實驗教學中必定占有重要地位,要全面推廣普及到班主任和中學生中去,為國家培養更多的科研幼苗(中學生),具有長遠的戰略意義。