高中物理利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)提升效率研究

閆磊 喬會(huì)洋

摘要：為了提高高中物理課堂效率，教師可以采用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方式來進(jìn)行教學(xué)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)給課堂呈現(xiàn)出了新的亮點(diǎn)和精彩，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，促進(jìn)學(xué)生可以關(guān)注課堂，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望和主動(dòng)性，進(jìn)而有利于高效課堂的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高中物理;數(shù)字化實(shí)驗(yàn);高效課堂

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是隨著科技的發(fā)展而呈現(xiàn)出了的一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段和方式，它是以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用傳感器來替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的各種儀器或者是儀表，把驗(yàn)數(shù)據(jù)采集之后交由計(jì)算機(jī)分析處理。通過這種實(shí)驗(yàn)方式學(xué)生可以更加清楚地看到實(shí)驗(yàn)過程，更明確地了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)規(guī)律和相關(guān)知識(shí)?？梢哉f這是一種非常現(xiàn)代的教學(xué)手段，它把傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代的數(shù)字化教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，呈現(xiàn)出了高效的課堂教學(xué)效果。

一、利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，引生入勝關(guān)注課堂

為了提高高中物理課堂效率，教師首先要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)能夠引生入勝的課堂導(dǎo)入，使學(xué)生能夠在導(dǎo)入部分就走進(jìn)課堂，投入到課堂教學(xué)中。教師創(chuàng)設(shè)的有效情境會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺，從而主動(dòng)地思考，自主地探究，掌握高中物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和規(guī)律。教師給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)情境會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，給學(xué)生提供明確的學(xué)習(xí)方向和探究思路，讓學(xué)生能夠根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究和探究。學(xué)生融入其中就會(huì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生更加明確實(shí)驗(yàn)過程，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

例如在學(xué)習(xí)《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)》時(shí)，教師通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)給學(xué)生呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生好奇心和學(xué)習(xí)的欲望，學(xué)生會(huì)對(duì)這里的小車感興趣，也會(huì)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器產(chǎn)生好奇，還有木板的作用是什么？通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)把這些儀器展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)積極性瞬間被激發(fā)出來，促進(jìn)了學(xué)生積極地思考和觀察，從而實(shí)現(xiàn)高效課堂。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作便捷快速，增加課堂學(xué)習(xí)容量

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂上，教師指導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，通過自己的參與和動(dòng)手操作來明確實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)原理、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)固然好，可是這樣的實(shí)驗(yàn)過程浪費(fèi)了很多寶貴的時(shí)間，對(duì)于學(xué)習(xí)壓力很大的高中生來說，教師沒有那么多的時(shí)間把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都通過學(xué)生親自動(dòng)手操作的方式來讓學(xué)生進(jìn)行探究，時(shí)間有限。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)卻輕松地解決了這個(gè)問題，學(xué)生只需要認(rèn)真觀察就可以了，不需要通過動(dòng)手的方式參與到實(shí)驗(yàn)過程中，就可以了解實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)過程和環(huán)節(jié)，掌握實(shí)驗(yàn)原理和規(guī)律。例如在學(xué)習(xí)《研究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)》時(shí)，教師通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)給學(xué)生在課堂展示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)在短時(shí)間內(nèi)就了解了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和原理，知道了彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的定量關(guān)系，而且也學(xué)會(huì)了利用圖象來研究?jī)蓚€(gè)物理量之間的關(guān)系和方法。這樣大大地縮短了教師帶來學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，但是卻達(dá)到了相同的效果，最大限度地激發(fā)了學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)造的潛能，也充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，提高了課堂教學(xué)效率。

三、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)全面演示過程，促進(jìn)學(xué)生深刻理解

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過觀察的方式來對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)，雖然學(xué)生沒有親自參與到實(shí)驗(yàn)操作中，但是卻可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)的過程和現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和操作。教師要引導(dǎo)學(xué)生在觀看中認(rèn)真觀察，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，發(fā)現(xiàn)或提出有研究?jī)r(jià)值的問題。在觀看數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的過程中教師要鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋、獨(dú)立思考，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)上的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生用于探索的學(xué)習(xí)精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，達(dá)到對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的掌握，實(shí)現(xiàn)高效課堂。

例如在學(xué)習(xí)《驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)》時(shí)，通過學(xué)生對(duì)于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的觀察和探究，學(xué)生可以看到一個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力的作用效果是相同的。通過對(duì)于一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到某點(diǎn)，則F就是兩個(gè)力F1和F2的合力，作出F的圖示。再通過平行四邊形定則可以得出合力的圖示，通過比較會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)力是相同的，從而驗(yàn)證了力的合成是遵守平行四邊形定則的。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀看到了實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)步驟，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的理解，從而提高了學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的掌握，有利于高效課堂的實(shí)現(xiàn)。

四、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生熱身，提高學(xué)生物理興趣

高中物理實(shí)驗(yàn)有些是非常重要的，教師一定要通過學(xué)生親自動(dòng)手操作來促進(jìn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)原理的掌握?？墒?，有時(shí)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)理解的并不是十分深刻，導(dǎo)致了學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)總是會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤或者是失誤，沒有得到想要的實(shí)驗(yàn)效果。為了解決這個(gè)問題，教師可以通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來對(duì)學(xué)生進(jìn)行熱身，讓學(xué)生首先通過觀看的方式來了解實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)應(yīng)該如何如操作和動(dòng)手，從而促進(jìn)學(xué)生避免實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和失誤，提高實(shí)驗(yàn)的效果和高效。教師可以通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)的教育，使學(xué)生能夠更加清楚實(shí)驗(yàn)的最佳方案和策略，為實(shí)驗(yàn)提供準(zhǔn)確的方法，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程和步驟以及具體的操作，保證實(shí)驗(yàn)過程的順利和高效。

五、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)不受地域影響，可以呈現(xiàn)精彩實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須依賴一定的實(shí)驗(yàn)材料才能開展。與其他學(xué)科不同，物理實(shí)驗(yàn)材料有時(shí)因?yàn)槲⑿〉牟顒e可能就會(huì)出現(xiàn)很大的誤差或者是達(dá)不到理想的實(shí)驗(yàn)效果。正因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)，使得物理實(shí)驗(yàn)材料的類型更加豐富多樣，有時(shí)會(huì)受到環(huán)境或者是操作上的限制。如何能根據(jù)新課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求并能夠解決實(shí)驗(yàn)誤差和失敗的弊端呢？數(shù)字化實(shí)驗(yàn)解決了這個(gè)問題，只要有現(xiàn)代化的信息手段就可以輕松地解決實(shí)驗(yàn)材料問題和操作上的不當(dāng)?shù)葐栴}。例如學(xué)習(xí)測(cè)定金屬的電阻率（同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器）的實(shí)驗(yàn)，如果對(duì)于螺旋測(cè)微器的讀數(shù)稍有誤差或者是在滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí)操作不合適就會(huì)出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，影響了整個(gè)實(shí)驗(yàn)效果，不能夠得到想要的結(jié)果。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)更加精確、準(zhǔn)確，避免了這樣的失誤，從而提高了物理實(shí)驗(yàn)效果。在對(duì)于實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)充分地發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，認(rèn)真探究和觀察，掌握了實(shí)驗(yàn)原理和步驟，享受到了成功的快樂和樂趣，從而增加了學(xué)生的成就感。

總之，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是一種科技發(fā)展的產(chǎn)物，教師科學(xué)地使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的學(xué)習(xí)精神，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，同時(shí)也從一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，大大地提高了物理課堂效率。

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