nobook物理实验
基于NOBOOK虚拟仿真平台的高中物理教学实践探究—以验证机械能守恒定律为例
基于NOBOOK虚拟仿真平台的高中物理教学实践探究—以验证机械能守恒定律为例摘要：数字化的虚拟实验平台能够有效解决传统实验中的某些不足，清晰呈现实现现象和实验数据。
本文以验证机械能守恒定律为例，NOBOOK（以下简称NB）虚拟实验平台为载体，旨在提高实验课教学效率，激发学生学习兴趣，培养学生创新能力，弥补传统实验的某些不足。
关键词：虚拟仿真实验；NOBOOK；高中物理；机械能守恒《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》中提出，要重视数字实验，创新实验方式，数字实验系统可以使很多难以测量或者实验精度较差的实验能够得以顺利进行。
学校要重视引导教师研究数字实验系统对传统实验的改进方法，研究数字实验系统的教学方式，促进教学手段与方式的现代化。
实验是物理教学中十分重要的一环，但由于部分偏远地区的学校资金不足，实验设备缺乏，或实验误差较大，很多老师以讲代做，导致学生不能很好的理解物理实验。
NB虚拟仿真实验能够模拟各个版本教材中的实验，也可以利用大量实验器材DIY实验，自主创建、组装实验，进行创新实验。
下面以“验证机械能守恒”为例，研讨虚拟仿真实验在教学中的实际应用。
1.NOBOOK虚拟实验平台简介NB物理虚拟实验平台是一款用于辅助中学物理教学的虚拟仿真软件，其中的仿真实验覆盖了中学所有版本教材中的所有实验，除了教材中的实验外，NB物理虚拟实验平台将中学实验分类为力学、光学、热学、电与磁等板块并支持自主DIY实验，操作简单，可以即时生成实验现象。
支持手机、计算机、平板电脑数据共享，并能够创建线上班级，发布学案，学生提交作业，与学生互动。
对传统实验起到了很好的辅助作用，学生能够直接的观察实验现象，动手设计实验，更好的理解实验内容。
2.传统物理实验教学中存在的困难2.1准备工作量大，学生实验时间有限传统分组实验教学前期需要实验器材的准备，需要花时间对实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤等进行讲解，让学生在剩下的时间匆忙完成实验，无形中增加了老师的工作量，而且学生由于时间紧张，动手能力并没有得到很好的培养，不利于学生科学探究能力的培养[[1]]。
《电阻：导体对电流的阻碍作用》教学设计
《电阻》教学设计1、知识与技能：（1）知道导体和绝缘体的区别，知道常见的导体和绝缘体。
（2）知道电阻及其单位。
（3）会用实验探究影响电阻大小的因素，能判断、比较不同导体电阻的大小。
2、过程与方法：通过物质的导电性和影响金属导体电阻因素的实验探究过程，增强动手实践能力，理解控制变量、转换和类比的物理方法。
3、情感、态度与价值观增强观察和分析问题能力，激发学生学习物理知识、认识导体：容易导电的物体绝缘体：不容易导电的物体阅读观察课文图4-3-3，从常温下一些物质导电和绝缘能力的排列顺序，同学们有什么发现？常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油5．如何理解导体和绝缘体没有绝对界限？拓展：（１）在一定条件下导体和绝缘体可以相互转化。
（２）好的导体和绝缘体都是重要的电工材料（举例说明）。
6．教师点拨肯定后，介绍半导体限时30秒时间记忆常见的导体和绝缘体有哪些，分别以希沃白板中的“趣味分类”的形式考查学生对导体和绝缘体的掌握情况。
【检测学生对已学知识的掌握情况，激发学生的学习兴趣，培养学生的竞争意识。
】任务二、认识电阻在前面的“导电性检测器”实验中，分别接铜线、铁线和铅笔芯时灯泡的亮度（电流表的示数）不同。
思考：为何亮度不一样？你看到的现象对你有什么启示？教师点拨：引导学生分析得出：不同导体对电流的阻碍作用不同，在物理学中，为了更具体地描述物体的导电性，引入电阻概念。
学生自学课本P63 “在物理学中——而命名”部分，独立完成下列问题：（１）电阻的概念是什么，电阻用什么字母表示？（２）电阻的单位是什么？符号是什么？发。
1．提出问题：导体的电阻除了与材料有关还与哪些因素有关？2．学生提出猜想：（１）导体电阻可能跟导体的长度有关（２）导体电阻可能跟导体的横截面积有关；猜想需要实验来验证，怎样设计实验来验证你的猜想呢？3．设计实验：小组交流讨论，归纳方法（１）怎样比较接入电路中的电阻丝的电阻的大小？通过比较电流表示数的大小来比较：电流表示数大，则电阻小；电流表示数小，则电阻大。
NOBOOK虚拟实验平台在高中物理教学实践中的应用
NOBOOK虚拟实验平台在高中物理教学实践中的应用——以“磁场对通电导线的作用力”教学片段为例NOBOOK虚拟实验平台在高中物理教学实践中的应用，特别是在“磁场对通电导线的作用力”这一教学片段中，展现出了其独特的优势和价值。
以下是对该应用的具体分析：一、应用背景在新课改及数字化教学背景下，虚拟仿真技术逐渐走进中学物理课堂，为物理实验教学提供了一种新的模式。
NOBOOK虚拟实验平台凭借其独特的优势，成为高中物理教学中不可或缺的一部分。
二、应用优势1、提升教学效率：NOBOOK虚拟实验平台能够模拟真实的实验环境，使学生能够在虚拟环境中进行实验操作，无需实际准备复杂的实验器材和消耗大量实验材料，从而节省了教学时间。
教师可以利用平台上的丰富教学资源，快速构建教学场景，引导学生进行探究性学习，提高教学效率。
2、增强学习体验：虚拟实验平台能够化抽象为具体，通过直观的动画和模拟效果，使学生更容易理解抽象的物理概念和原理。
学生可以在虚拟环境中自由操作实验器材，观察实验现象，体验科学探究的乐趣和成就感。
3、促进知识理解：在“磁场对通电导线的作用力”这一教学片段中，NOBOOK虚拟实验平台可以模拟不同电流方向、磁场方向下的导线运动情况，使学生直观感受安培力的存在和作用规律。
通过反复操作和观察，学生能够深入理解安培力的方向、大小与哪些因素有关，从而加深对磁场和电流相互作用原理的理解。
4、培养综合能力：虚拟实验平台不仅关注学生对物理知识的掌握情况，还注重培养学生的实验设计能力、数据分析能力、问题解决能力和创新思维等综合能力。
学生可以在虚拟环境中自由设计实验方案、记录实验数据、分析实验结果，从而全面提升自己的综合素质。
三、应用实例以“磁场对通电导线的作用力”教学片段为例，NOBOOK虚拟实验平台可以从以下几个方面进行应用：1、创设教学情境：利用平台上的动画和图片资源，创设一个生动的磁场环境，引导学生进入学习状态。
介绍磁场的基本性质和通电导线在磁场中的行为特点，为后续学习奠定基础。
浅谈NoBook仿真实验在高中物理教学中的应用
浅谈NoBook仿真实验在高中物理教学中的应用作者：廖烘桂来源：《教育周报·教研版》2018年第22期NoBook物理仿真实验是一款初高中物理实验模拟软件，包含了电学、力学、声学、光学等所有物理实验的仿真演示。
物理仿真实验通过采用仿真技术，虚拟构建一个直观、可视化的实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，为处于不同时间、空间的用户提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。
一、NoBook仿真实验在高中物理教学中应用的几种情况通过研究，结合自己十年的高中物理教学经历，发现NoBook仿真实验在高中物理教学中可有以下方面的应用：（1）在高中物理实验教学中的应用。
仿真实验应用于高中教学，它不仅可以逼真地模拟实际的物理环境，也可以模拟实际的仪器，大量的真实实验都可以用仿真实验来模拟和再现。
而且，仿真实验有着真实实验无法取代的优越性，这具体体现在：①仿真实验具有可扩展性。
②通过计算机仿真模拟一些重要的、在现实实验环境下难以完成的物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。
③仿真实验在计算机虚拟的环境下，可以完成现实条件下不可能完成的实验。
④对于真实实验无法完成的抽象的物理现象和实验室无法完成的真实物理图景，仿真实验都可以完成。
⑤仿真实验可以突破客观条件限制，是一种较好的“理想实验”法。
（2）利用仿真实验可以使抽象的概念、规律等内容形象化，突破教学难点。
在物理教学中有很多难理解、很抽象的概念，如力学中的功和能的概念，电磁学中的电场、磁场概念，热学中的布朗运动，光学中的干涉、衍射等，单凭教师语言是不易讲清楚的，这样就影响了教学效果。
若能充分利用仿真实验进行教学，就可以在屏幕上模拟相应的内容。
如电阻的定义：用电压除以电流，利用仿真实验可以直观的观察到导体两端的电压增大时，电流也增大，而比值不变，则很容易得到电阻不是由电压和电流决定的。
NB物理虚拟实验室使用手册V2
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1 取器材：从器材库中，单击不放拖动器材，即可完成器材的领取。 2 拖动：在屏幕中单击器材不放可以拖动此器材
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/index.html
2 搜索：在搜索栏输入你想要的器材名称或者器材名称的关键字，点击搜索即 可
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北京亚泰盛世发展科技有限公司
3.1 实验器材使用介绍
编号：
北京亚泰盛世发展科技有限公司
NOBOOK 物理实验室手册 V2.0
北京亚泰盛世发展科技有限公司 2013-12-31
目录
1 引言.................................................................................................................................... 1 1.1 编写目的........................................................................................................................ 1 1.2 软件概述........................................................................................................................ 1 1.4 版权声明........................................................................................................................ 1 2 经典实验室........................................................................................................................ 1 2.1 系统首页......................................................................................................................... 1
《实验：油膜法估测油酸分子的大小》教学设计
实验：油膜法估测油酸分子的大小教材分析《实验：用油膜法估测油酸分子的大小》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修3模块中“分子动理论”主题下的内容，内容要求为：通过实验，估测油酸分子的大小。
了解分子动理论的基本观点和相关的实验证据。
初步了解纳米材料的特性，关注纳米材料的研究和应用及其可能存在的问题。
《普通高中物理课程标准（2017年版）解读》中要求为：能“用油膜法估测分子的大小”的实验来估测油酸分子的大小，体会和掌握测量微观量的思想方法，能利用不同的方法和手段分析和处理信息。
在教学过程中应该渗透物理学研究方法的教育，要求学生能够体会建立物理模型和估测方法在研究物理问题中的作用。
教学目标1.理解油膜法估测分子大小的原理，并能利用其估测油酸分子大小。
2.认识构建模型在物理研究中的价值，体会和掌握测量微观量的思想方法，体会物理模型和估测方法在研究物理问题中的作用。
3.通过实验提升观察、分析和动手能力，体验探究过程的艰辛与喜悦，提升应用科学证据的意识和能力。
教学重难点1.理解用单分子油膜法估算分子大小（直径）。
2.体会构建模型在物理研究中的价值。
教学准备多媒体课件NoBook物理仿真实验软件。
教学过程环节情境与问题教与学活动设计意图导入回顾上节课对物体是由大量分子组成的，那分子究竟由多大呢？介绍1ml水中含有的水分子个数，从而提出分子的大小的问题联系生活实际，通过身边事物激发学生的探究欲望教学活动一为什么要估测？分子大致是什么样的？如果用一个简单的模型来描述，最好选用哪种模型？引导学生用已有的经验来创设分子的模型，以最简单的球状模型对分子进行描述。
在建模的过程中学会对事物的抽象处理，把握主要因素忽略次要因素，提高分析、抽象、概括的能力。
教学活动二为什么是油酸分子？展示油酸分子的化学式引导学生应用化学中的有机官能团——憎水基团（烃基）和亲水基团（羧基）进行分析，推导出有机化合物油酸，帮助学生理解单分子油膜层的意义。
电磁学实验操作说明
NB物理实验电磁学操作说明北京亚泰盛世科技发展有限公司
2014-5-8
编写目的：
本文档是为了方便用户更快速的了解和掌握物理实验室系统内电磁学器材操作所编写的用户操作手册，文档中我们对物理实验室器材进行了详细而具体的介绍，以图片和文字结合的方式让用户快速掌握软件操作方法和功能。
1 蹄形磁铁，蹄形磁铁添加好后，单击磁铁，出现小圆圈，，在小圆圈内可放入小磁铁，拖动小磁铁到圆圈上方放开，会自动吸附（如图）
2 电流磁效应装置，点击链接按钮进行链接，还可以点击电池切换正负极（如图）
3 毛皮橡胶棒和验电器，拖动毛皮到橡胶棒上方滑动摩擦橡胶棒，使橡胶棒带电，拖动橡胶棒至验电器上方圆球附近，接触或靠近圆球，使其带电，需要清除静电时只需点击“静电归零”键。
（如图）
4 电动机模型，连接好电路后可以点击线圈左右滑动改变方向，（如图）
5 手摇发电机和敏感电流表，通过导线将器材连接后，点击转轮上的圆形黑色钮可以按下方图中红色箭头成圆形转动，正向和反向都可操作。
（如图）
6 库仑扭秤，实验时，拖动毛皮摩擦橡胶棒使其带电，然后拖动带电的橡胶棒接触库伦扭秤的金色小圆环，使其带电，还可添加带绝缘柄的金属小球，使用时点击带绝缘柄的金属小球器材，拖动到库伦扭秤圆孔上方，然后向下插入（如图）
7 三相线圈和三相电源。
在连接导线时注意连接钮颜色，连接错误实验无法进行，需要相同颜色相互连接（如图）
在线实验地址：/norealphysics/index.html 物理实验简介：/wuli.html
说明：NB物理虚拟实验室涵盖了初高中所有的课本实验，手动操作，即可体验物理实验的乐趣。
物理实验探索
物理实验探索物理实验是物理学学习过程中至关重要的一环。
通过实验，我们可以亲身观察事物的现象，验证物理理论，增加对物理世界的认识。
同时，通过实验，我们还可以培养实验操作技能和科学思维能力。
在本文中，我们将探索一些经典的物理实验。
实验一：牛顿第一定律实验目的：验证牛顿第一定律。
材料：光滑水平桌面、弹簧测力计、小球。
步骤：1. 在水平桌面上放置弹簧测力计，轻轻固定。
2. 将小球放在弹簧测力计的钩子上。
3. 轻轻用手将小球推动，观察弹簧测力计的指示。
结果：当小球受到推力时，弹簧测力计显示有力的拉力。
当小球静止时，弹簧测力计不显示拉力。
结论：根据实验结果，当物体受到外力时，如果没有其他力的作用，物体将保持静止或匀速直线运动。
这符合牛顿第一定律的描述。
实验二：斯托克斯法实验目的：验证斯托克斯定律。
材料：容器、粘度液体、小颗粒。
步骤：1. 将粘度液体倒入容器中，确保液体稳定。
2. 将小颗粒轻轻地放入液体中。
3. 观察小颗粒在液体中的运动情况。
结果：小颗粒在液体中缓慢下沉并最终静止下来。
结论：根据实验结果，小颗粒在粘度液体中受到向上的浮力和向下的重力。
当两者平衡时，颗粒停止运动。
这符合斯托克斯定律的描述。
实验三：焦距测量目的：测量透镜的焦距。
材料：凸透镜、光源、屏幕、标尺。
步骤：1. 将光源放在室内的一侧，确保光线均匀。
2. 在光源的对面放置屏幕，用标尺测量光源与屏幕之间的距离。
3. 在光源与屏幕之间插入凸透镜，调整透镜的位置，直到在屏幕上形成清晰的焦点。
4. 用标尺测量透镜与屏幕之间的距离。
结果：通过测量，可以计算出透镜的焦距。
结论：根据实验测量结果，可以得到透镜的焦距，并验证透镜的成像规律。
实验四：电磁感应目的：观察电磁感应现象。
材料：线圈、磁铁、直流电源、电流表。
步骤：1. 将线圈固定在水平台面上。
2. 在线圈附近放置磁铁。
3. 将直流电源连接到线圈的两侧，调整电流大小。
4. 在线圈中插入电流表，记录电流数值。
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nobook物理实验
NB物理仿真实验是一款初高中物理实验模拟软件，包含了电学、力学、声学、光学等所有物理实验的仿真演示。
NB物理仿真实验通过采用仿真技术，虚拟构建一个直观、可视化的实验环境，从而达到对实验现象和实验结果的虚拟仿真以及对现实实验的操作，为处于不同时间、空间的用户提供虚拟仿真的实验环境，使学习者仿佛置身其中，对仪器、设备、内容等实验项目进行互动操作和练习。
NOBOOK虚拟实验室的这款物理实验软件是中学物理实验教学的重要辅助工具。
NB仿真物理实验室主要包含经典实验和DIY 实验两部分，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，最大限度地模拟真实实验的场景，并提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验。
经典实验该模块涵盖初高中主流教材版本中的所有典型实验，主要由声学、光学、电学、电磁学、力学、热学等部分构成。
在该模块中，可按照系统提供的器材和实验步骤要求进行实验的操作和探究。
可自由选择需要体验和操作的实验，实验器材可进行任意移动、拖拽等操作，仿佛置身于真实的实验环境中。
DIY实验除了按照固定的步骤完成教学大纲中的经典实验外，用户可根据自己的需要自主设计实验思路、自主选择实验器材、自主搭配和组装实验仪器、自主创新实验方案以及动手操作论证实验结果等，从而全面满足学生的探索欲望，而不用担心传统实验室器材不全或是实验操作危险等问题。
功能特色增强教学效果生动、逼真、立体的表现形式，能让抽象的实验过程浓缩在形象逼真的动画演示中，教师可结合实际的教学需求，最大限度地发挥虚拟元器件资源的优势，提高教学效果。
完成演示实验无法完成的实验辅助教师进行课堂实验演示：如复杂实验、危险性实验、极端破坏性实验、反应周期过长实
验、在传统实验室无法完成的实验等。
增强课堂趣味性借助对多媒体技术（音频、视频、图像）、虚拟仿真技术、传感技术、输入输出技术构建了了一种高度虚拟现实仿真的实验教学环境，使学习者体验置身其中的感觉，能够实现互动实验教学，能最大限度地激发学生的自主实验兴趣以及解开物理奥秘的冲动，有助于发展学生的构建思维，具有独特的实验教学的实践作用。
丰富教学形式对于实验室无法完成的实验，传统实验教学形式单一，只能通过粉笔+黑板的形式，靠教师一张嘴进行讲解。
而NB物理实验，突破了实验教学对客观条件的依赖性（如环境污染、设备缺乏、实验危险性过高等问题），满足实际的课堂教学需要，是一种重要的实验教学辅助工具。
方便高效的器材库重要的物理实验辅助教与学工具，实验齐全，器材零损耗，可反复利用，随时随地都可“走进”实验室。
应用场景课前备课结合课件内容有针对性挑选实验实验室没有的器材在这里可以任意挑选无论是在家里，还是学校都可以结合虚拟实验进行备课
课堂演示轻松实现复杂、危险、实验现象不易观察的实验那些无需在实验室完成的实验，在讲解时可通过虚拟实验形象展示再也不会因为传统实验室缺乏器材而错过了让学生体验实验的乐趣公开课公开课中涉及到的演示实验形象生动、立体逼真，增强教学效果突破客观条件的局限性多媒体课件竞赛提供物理仿真实验器材资源物理仿真探究实验物理仿真DIY实验齐全的物理实验资源随时随地使用。