依托数智仿真 落实高效课堂 ——高中物理教学经验分享演讲稿

依托数智仿真 落实高效课堂

——高中物理教学经验分享演讲稿

（兰西县第四中学校朱明亮）

尊敬的各位领导、各位老师：

大家好！我是兰西县第四中学校的高中物理教师朱明亮。今天非常荣幸，能在这里和大家分享我在“数智赋能课堂教学”实践中的一点探索和体会，我分享的题目是《依托数智仿真，落实高效课堂》。

为了便于大家把握，我先把今天的交流脉络交代清楚。整场分享，我按“为什么做、怎么做、做得怎么样、下一步怎么办”这条主线展开，一共五个部分：一是教学背景与教学短板，二是教学过程与教学策略，三是教学成效与教学成果，四是教学反思与教学展望，最后做一个简短的小结。

一、教学背景与教学短板

新课标聚焦物理学科核心素养，强调要把物理观念、科学思维真正落实到每一堂课里。可在实际教学中，高中物理有大量动态、抽象的物理过程，传统的实物实验往往难以直观呈现；有些实验又受器材、时间、条件的限制，课堂上根本无法实操，学生理解起来自然很吃力。近年来，随着智慧教学设备的普及，GeoGebra、PhET等数智仿真工具走进了课堂。它们能动态呈现物理过程、实时调节变量，正好弥补了传统实验的短板。正是在精品课、探究式教学不断深入的教研背景下，我开始尝试把数智仿真融入物理课堂，让仿真与实物实验互补，引导学生开展探究，帮助他们突破认知难点，落实物理核心素养。

那么，我们的物理课堂到底有哪些短板？我梳理了四点。第一，抽象物理现象无法可视化，物理概念难以理解。静态的板书、课本插图只能展示某一个瞬间的状态，不能动态连续地变化，学生很容易形成错误认知。第二，复杂运动过程难以动态展示，实物实验存在局限。有些过程转瞬即逝，学生只能记住结论，难以真正建立物理图景。第三，学生探究机会不足，课堂探究深度受限。课时就那么多，学生只能完成有限组实验，缺少自主改变变量去探究的机会。第四，在传统模式下，容易出现教师讲得多、学生想象多、缺少具象支撑的情况。高一高二的学生抽象思维还在发展，仅靠想象去理解复杂模型，学习难度自然很大。

二、教学过程与教学策略

具体怎么操作呢？我的教学过程遵循这样一条主线：情境导入、实物实验初步感知、数智仿真动态探究、问题链驱动、归纳规律、巩固训练。这里有一条重要原则必须先说清楚：仿真不替代实物实验，它只用于拓展、理想化推演和参数连续探究。

在仿真工具的选择上，我主要用了三款，各有分工。GeoGebra适合力学、光学的几何化可视化，它轻量化，能动态绘制矢量、轨迹和图像；PhET适合情景化探究和理想化实验，它有现成的模型，不需要复杂的建模；COMSOL则用于复杂电磁学的演示，做的是有限元仿真。

在教学策略上，我重点把握三点。第一，问题链驱动仿真。演示之前先抛出思考问题，明确学生的观察目标，而不是单纯地播放一段动画。第二，回归教材概念。仿真观察到现象之后，及时提炼物理规律，对接课本知识点，不让学生停留在“看热闹”的层面。第三，分层作业设计。基础层用教材习题巩固；提升选做层安排轻量化的仿真探究任务，课内演示、课后拓展。

下面，我结合几个课堂实践案例来具体说一说。

先看GeoGebra的四个案例。讲“力的合成与分解”时，用GeoGebra动态演示平行四边形定则，拖动分力的大小和方向，合力随之连续变化，学生能直观地看到规律。讲“抛体运动”时，把水平分运动、竖直分运动的图像同步画出来，学生对照着去理解运动的合成与分解。讲“匀速圆周运动”时，动态显示线速度、角速度、向心加速度的方向和大小变化，把抽象的矢量方向问题变得看得见。讲到“双缝干涉”这一光学内容时，用GeoGebra模拟干涉条纹的形成过程，把原本看不见的物理图景清晰呈现出来。

再看PhET的三个案例。用“抛体运动”仿真，让学生自己改变初速度和抛射角，实时观察落点和轨迹；用“行星的运动”仿真，模拟开普勒三定律，学生通过拖动参数体会轨道运动的规律；用“等量电荷的电场分布”的二维模型，直观感受电场线和电势的分布。

COMSOL则用在更复杂的电磁学场景。比如“带电粒子在电场中的运动”，可以看清粒子在电场中的运动轨迹；“等量电荷的电场分布”的三维模型，相比二维更接近真实空间，能帮助学生建立立体的电场图景。

三、教学成效与教学成果

经过一段时间的实践，成效是看得见的，我分别从学生和教师两个层面来说。

学生层面：一是难点题型得分明显提升，力学矢量、天体运动、光电效应、带电粒子运动这几类题型，得分平均提升了8%到12%；二是课堂参与度明显提高、畏难情绪下降，部分学生课后还主动开展仿真探究，物理学习兴趣被真正激发出来；三是核心素养得到落实，学生开始能区分真实实验和理想化模型，初步建立起“变量—现象—规律”的科学探究思维。

教师层面：我把课例《抛体运动的规律》融入数智仿真，获得了县级能力素质提升说课类特等奖；课例《功和功率》融入数智仿真，获得市级能力素质提升说课类第三名。同时，我们备课组一起分享教学案例、共建数字化校本资源，带动了教研组的共同成长。

四、教学反思与教学展望

当然，实践也让我时刻保持清醒。反思下来主要有两点：一是要客观认清仿真的局限，仿真属于理想化模型，不能替代实物实验；二是目前课堂上大多还是教师演示，学生动手操作的机会还比较有限。

面向未来，我有六点打算。一是坚守底线，能做实物实验的，一定优先做实物分组实验，仿真只做补充和拓展。二是降低备课负担，优先使用网页版GeoGebra、PhET的现成资源，COMSOL只用于教师演示，备课组一起建设仿真资源库、实现资源共享。三是让问题链贯穿课堂，明确观察任务，防止学生“看热闹、不思考”。四是坚持分层任务，课内由教师演示，课后仿真任务作为选做，不硬性要求全体学生。五是坚持批判性引导，向学生说明仿真的理想化假设，帮助他们区分虚拟仿真和真实实验。六是明确后续改进方向，打磨“实物实验+数智仿真”的混合课堂，完善校本资源，开展校本教研，进一步推广数字化教学。

五、结语

最后，我想用一句话来收束今天的分享：数智仿真不是课堂的“花架子”，而是破解抽象难点、弥补实物实验短板的有力抓手。我们要立足教材、立足学情；坚持实物实验为主、仿真为辅；让抽象的物理现象可视化，调动学生好奇心；真正打造可探究、重思维的高效物理课堂。

我的分享就到这里，谢谢大家！