带你走进金陵中学“基于虚拟仿真技术的物理模型建构课程

2021/12/21 10:21:40 矩道科技 公司动态

近日,“同济72岁退休女教授硬核科普物理”的视频走红全网。视频中是被称为“吴姥姥”的同济大学退休教授吴於人为大家科普物理知识,演示趣味物理实验,让众多晦涩的专业物理知识变得浅显易懂。广大网友瞬间被“吴姥姥”圈粉,纷纷发出“爱了,爱了,如果当年物理课也这样上,我早就是学霸一枚了”的感慨。

如今,网友们的心愿在南京市金陵中学学子们的身上梦想成真。同学们在学校开设的校本课程中,通过最新的虚拟仿真技术身临其境地感受物理的奥秘,把物理课打造成了“别人学校的物理课”。

南京市金陵中学是江苏省重点中学、南京市四大名校之一,是一座面向国际的百年名校。新学期以来,金陵中学基于矩道高中物理3D实验室软件,开展了“基于虚拟仿真技术的物理模型建构”的校本选修课程,目前已顺利实施了半学期课程,深受学生们的喜爱。
课堂上,老师通过任务式教学方式,创设学习情境,引导学生积极参与,培养和发展学生的自主学习能力。

学生通过任务式学习方式,带着问题自主探究,积极探索,极大提升了同学们的学习兴趣。同学们自己动手、各显神通,搭建物理模型进行科学探索,将平时书本上的抽象知识真实呈现在眼前,改变不同的物理参数导致不同的运行结果,或者设置合理的参数实现预设的运行结果。在收获成功的喜悦的同时,也在潜移默化中加深了对物理规律的认识和运用,提升了科学探究能力和解决问题的能力。

“基于虚拟仿真技术的物理模型建构”选修课程的开展,是金陵中学高中物理新课程改革的重要亮点,是在必修课程基础上的拓展与提高,目的是给学生提供多样化的课程选择,拓宽学生视野,发展学生潜能,全面提高学生素养,促进学生个性特长的形成和发展。

物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。为了便于分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,通过对物理模型的认识与研究,构建物理知识、形成物理概念。
物理学中有很多理想模型在现实环境中只能近似,无法达到理想状态,比如光滑平面、匀强电磁场等;同时也有很多物理模型无法借助实验手段研究,比如天体的运动、基本粒子的运动等。而虚拟仿真可以模拟理想状态,在理想环境中真实模拟它们的运动过程,从而帮助我们了解其运动规律,有利于物理概念的形成。


 有些物理规律虽然能通过实验实现,但存在实验危险、复杂、反应周期过长、实验现象不易观察、实验取材不便,或实验现象直观体验不够等不利因素。利用虚拟仿真技术,能够突破时空条件的限制,实现难以完成的实验体验过程,从而帮助学生获得更贴近于真实的具象认识,有利于提高学生的学习效率与创新能力。
 
物理模型在中学物理教学中有举足轻重的作用,借助于虚拟仿真技术构建物理模型,能够更加方便地培养学生正确的科学思维方法,促进知识迁移创新学习能力,满足新课标培养学生学科核心素养的要求。

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