【矩道物理虚拟实验室】助力物理课程改革,聚焦核心素养

2022/10/12 13:36:37 矩道科技 产品动态

   新    课     标

       高中物理新课标要求物理教师应根据课程理念、课程目标和物理学科核心素养的要求,结合教学的实际情况,创造性地开展教学工作,将物理学科核心素养的培养贯穿于物理教学活动的全过程。



       矩道物理虚拟仿真实验室平台以新课程标准为依托,打破常规教学视域限制,以虚补实,实现高效能的“教与学”,助力物理课程改革及学科核心素养的培养。接下来,本文结合具体的教学案例从物理情境创设、模型建构的维度例举矩道物理虚拟仿真平台在物理概念的理解、物理规律的提炼、物理问题的科学探究、习题及高考题模拟等方面的物理教学中的价值体现。

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       虚拟仿真技术能够加深学生对物理概念的理解。物理概念的建立需要创设情境,而借助矩道物理虚拟仿真平台,能够直观地模拟出现实中比较难实现或抽象的物理情境,将抽象问题具象化,促进和加深学生的理解。


       例如在电场强度的教学中,由于电场看不到、摸不着,对学生来说比较抽象,而借助虚拟仿真技术,则能够快速模拟出静电场,然后可以创设不同试探电荷位于电场中同一位置的情境,让学生研究试探电荷所受静电力大小与电荷量的定量关系,总结出静电力和其电荷量的比值与试探电荷无关的特征,由此加强学生对电场强度概念的理解。

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       虚拟仿真技术能够促进学生对物理规律的总结与凝练。物理规律的探究需要创设问题情境,矩道物理虚拟仿真平台通过情境再现、层层设问,引导学生由浅入深、由表及里的主动思考。


     例如在学习行星运动规律时,借助虚拟仿真平台可以快速搭建出基于真实数据的太阳系模型,通过研究不同行星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比总结出行星的运行规律。在学习了万有引力定律之后,让学生自主搭建人造卫星绕地球运转的物理情境,通过设置不同的卫星发射速度探究卫星轨道的变化以及更深层次的卫星变轨的原理,从而加深对于万有引力定律的掌握。

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       虚拟仿真技术通过模型建构深化物理问题的科学探究。建构模型是一种重要的科学思维方法,借助矩道物理虚拟仿真平台能够突破客观条件的限制,将较为抽象、复杂的物理问题进行情境化的直观展示,帮助学生物理观念的形成,增强对物理模型的建构能力和解决问题的能力。


     例如在牛顿运动定律的学习和运用、解决实际问题过程中,传送带模型就是其中一类解决难度比较大的问题。物体在传送带上的运动过程复杂、影响因素众多,传送带的倾角、长度、速度大小与方向以及系统的摩擦因数都能影响物体运动状态,从物体受力、运动过程及性质、功能关系等多个角度考察学生的综合分析能力和逻辑思维能力。在矩道物理虚拟仿真平台中,能够自由设置物理环境及参数,动态展示因条件改变而产生的不同结果,同时还可以将受力分析的过程动态可视化、将各物理量的变化图象化展示,帮助学生正确分析物体的运动过程。

       再比如飞机投弹、回旋加速器、闭合回路中的导体切割磁感线等问题,都可以借助虚拟仿真技术进行模型建构、情境创设,让抽象的思维和方法具体化,增强科学探究和解决实际问题的能力。



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       借助于虚拟仿真技术,还能够将抽象的习题、高考题化为真实的过程,将题目情境化、可视化,通过动态演绎厘清复杂的物理过程。有些题目研究对象多样、物理过程复杂,对学生的综合分析能力要求较高,因此,建立正确的物理图景、厘清整个运动过程就是正确解答的前提和关键。


     在矩道物理虚拟仿真平台中,只需按照题目要求建立模型,输入题设条件,系统就能按照既定的条件和物理规律运行起来,将整个运动过程动态、清晰地展现出来,帮助同学们分析过程、找到临界点。还可以通过多条件控制、多场景模拟,将题目升华提炼,达到举一反三、专题训练的效果。


       借助于矩道物理虚拟仿真平台,能够将物理问题情境化、物理情境动态化、物理思维可视化,以全新的视角,全新的手段,全新的思路,对物理核心素养做最具体化的诠释,让物理教学变得简单高效。

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作者/大橘老师

版权/矩道科技

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