數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

江秀云

摘 要：隨著科學(xué)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和新課程改革的深入推進(jìn)，創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段成為教師的核心任務(wù)。傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通常是教師示范、學(xué)生觀察，多次實(shí)驗(yàn)也會(huì)造成一些資源的浪費(fèi)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率低、效果差。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器是創(chuàng)新教學(xué)手段的產(chǎn)物和成果，它是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新型實(shí)驗(yàn)手段，具有高速度、高精度、大容量和多樣化的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，運(yùn)用到高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠有效提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。從利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器激發(fā)學(xué)生興趣、優(yōu)化教學(xué)難點(diǎn)、鞏固強(qiáng)化知識(shí)三個(gè)方面出發(fā)，分析數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)踐運(yùn)用的有效手段，以期對(duì)相關(guān)方面的研究起到一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理是高中的一門重要學(xué)科，也是一門操作性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理的基礎(chǔ)和核心部分，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生真正掌握知識(shí)原理，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用和實(shí)踐能力。但是當(dāng)前的高中物理實(shí)驗(yàn)仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械訓(xùn)練，學(xué)生只能被動(dòng)接受、死記硬背，長(zhǎng)此以往學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力得不到有效提升。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器的運(yùn)用是對(duì)傳統(tǒng)物理教學(xué)的創(chuàng)新，能夠激發(fā)學(xué)生興趣，優(yōu)化教學(xué)難點(diǎn)，鞏固知識(shí)掌握。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面分析數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

一、利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器激發(fā)學(xué)生興趣

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器相較于課本的理論知識(shí)來說對(duì)學(xué)生更有吸引力，數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)儀器能夠模擬出各種實(shí)驗(yàn)器具和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。因此高中物理教師可以充分利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器的直觀性和優(yōu)勢(shì)，來激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，為高中物理的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)注入生機(jī)與活力。

以“彈力”為例，為了使學(xué)生對(duì)彈力產(chǎn)生研究興趣，筆者將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，當(dāng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，發(fā)現(xiàn)桌子上所擺放的不再是課堂中的書本文具，而是形形色色的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)道具，學(xué)生立即產(chǎn)生了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的欲望，這時(shí)筆者便對(duì)學(xué)生提出幾個(gè)問題，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究得出答案，問題如下：怎樣會(huì)使物體發(fā)生彈性形變和塑性形變？二者的區(qū)別是什么？問題一提出，學(xué)生迅速拿起實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生拿起兩個(gè)力傳感器進(jìn)行對(duì)拉實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生拿起帶有彈力測(cè)力器的彈力球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而有的學(xué)生則采用了橡皮泥，最終學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，彈性形變是物體變形后可以恢復(fù)原狀的形變，如彈簧、橡皮筋鋼鋸條等都屬于彈性形變，而塑性形變是物體變形后不能自動(dòng)恢復(fù)原狀的形變，如橡皮泥、泥巴等都屬于塑性形變。這樣，在初中物理教學(xué)中，筆者通過利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生產(chǎn)生了動(dòng)手操作的欲望，激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了高中生物課堂教學(xué)的效率與質(zhì)量。

二、利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器優(yōu)化教學(xué)難點(diǎn)

高中物理的難度較大，而且具有一定的抽象性，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的教學(xué)語(yǔ)言往往不能很好地將知識(shí)清楚地講解給學(xué)生，學(xué)生也無法理解。因此教師可以利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器，為學(xué)生模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，呈現(xiàn)更加具體的實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生在這個(gè)過程中進(jìn)行思考和理解，難點(diǎn)之處可以進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化教學(xué)難點(diǎn)。

例如，在教授“串聯(lián)和并聯(lián)”時(shí)，學(xué)生在面對(duì)電路圖時(shí)往往較難理解，為了突破教學(xué)難點(diǎn)，筆者利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行教學(xué)，先為學(xué)生演示一遍電路的連接過程，目的是讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲望，這時(shí)再給予學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，讓學(xué)生自由發(fā)揮創(chuàng)意設(shè)計(jì)電路，這樣能夠充分暴露學(xué)生的問題，教師再迅速給予糾正，當(dāng)學(xué)生對(duì)電路的連接有了大致了解后，再讓學(xué)生根據(jù)自己連接的電路畫一幅電路圖，使學(xué)生進(jìn)一步掌握電路圖的畫法。這樣，在物理教學(xué)中，教師通過利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在動(dòng)手操作中掌握了知識(shí)，優(yōu)化了教學(xué)難點(diǎn)，提高了教學(xué)效率。

三、利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器鞏固強(qiáng)化知識(shí)

學(xué)生在進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)后，往往不能和現(xiàn)實(shí)生活建立起緊密的聯(lián)系，從而無法真正將知識(shí)內(nèi)化，深化記憶。因此教師可以根據(jù)基礎(chǔ)理論知識(shí)通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生建立起理論和實(shí)踐的聯(lián)系，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的理解、記憶、掌握與運(yùn)用。

例如，以“磁生電”為例，筆者為學(xué)生演示了如下實(shí)驗(yàn)：筆者將一枚導(dǎo)體與電流表、開關(guān)進(jìn)行了串聯(lián)，再把一塊U形磁鐵放置在導(dǎo)體旁，第一次我將導(dǎo)體靜止在磁場(chǎng)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電子電流表無度數(shù)；第二次，我讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中垂直上下運(yùn)動(dòng)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電子電流表還是沒有度數(shù)；第三次，我讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)電子電流表刻度發(fā)生了變化；第四次，我讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中斜向運(yùn)動(dòng)，學(xué)生又發(fā)現(xiàn)電子電流表發(fā)生了變化。通過四次不同的操作變化，學(xué)生深刻地掌握了閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流現(xiàn)象，了解了感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān)。這樣，在物理教學(xué)中，教師通過利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生的理解能力，鞏固強(qiáng)化了知識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

總之，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)用到高中物理教學(xué)過程中是新課程改革的必然要求，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的重要途徑。所以廣大高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，充分利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，推動(dòng)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量的有效提升。

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