數(shù)字化實驗在初中物理實驗教學中的應用分析

□新疆昌吉州呼圖壁縣第二中學 張新蓮

新課改要求教學工作者要不斷變更教學形式，革新傳統(tǒng)教學觀念，對教學方法和教學手段創(chuàng)新，合理安排教學內(nèi)容。初中物理不僅要求學生具有邏輯思維和抽象思維，還要鍛煉學生的實際動手能力，因而將數(shù)字化實驗運用到初中物理實驗教學，能提高學生的實踐動手能力。數(shù)字化實驗是在實驗室真實實驗、實時測量，將電腦終端的數(shù)據(jù)用傳感器連接，并采集，再結(jié)合電腦計算機，分析智能控制數(shù)據(jù)。教師要利用數(shù)字化實驗對傳統(tǒng)實驗教學的缺點予以彌補，在物理學科中結(jié)合現(xiàn)代技術，將學生熱情激發(fā)出來，提高教學效率。

一、在大氣壓強實驗中運用數(shù)字化技術

初中物理教學中的重難點之一就是大氣壓強的學習。新課標改革，要求教育教學工作者通過具體的物理實驗測量大氣壓強，證明大氣壓強的存在，讓學生也感受到大氣壓強。教師在以往的大氣壓強的物理實驗中，首先，準備一些實驗物品，如彈簧、注射器、細繩、刻度尺等；其次，推注射器中的活塞到最低端，將里面的空氣抽空，用橡皮帽擋住注射器的針孔；另外，用細繩在彈簧測力器的掛鉤上連接注射器；還有，向水平方向拖動注射器的活塞，對彈簧測力器的數(shù)值記錄；最后，使用刻度尺，對注射器的長度測量，在面積和大氣壓強公式的基礎上測量大氣壓強。雖然能夠測量出大氣壓強，但是精準度不夠，數(shù)據(jù)缺乏一定的穩(wěn)定性，準確把握有一定難度，嚴謹性不夠，學生只是掌握實驗方式，但大氣壓壓強測量不精準。然而，如果將彈簧測力器更改為傳感器，可能效果會不相同，大氣壓強的數(shù)據(jù)可能更為精準。實驗的成功率就會大大增加，與此同時，改進一些實驗步驟和實驗方法，如在傳感器上系上注射器的活塞開始活塞運動，注射器的針孔用密封性更強的橡皮帽來遮擋，連接傳感器掛鉤和活塞，迫使活塞對外運動，活塞被拉出的過程和時間圖就會在電腦上顯示，從而計算出大氣壓強的數(shù)據(jù)值。

二、在電磁鐵磁場實驗中運用數(shù)字化技術

電磁磁鐵磁場實驗也是初中物理實驗教學的重要組成部分，考驗學生在實踐中的運用能力，學生需要具有一定的抽象思維和空間想象能力。教師在實際物理電磁鐵磁場實驗教學中，可以在傳統(tǒng)的實驗中用數(shù)字化技術對實驗革新，提高實驗的嚴謹性。電磁鐵磁場的實驗步驟主要從四個方面實施，首先，準備一些實驗物品，如條形磁體、鐵屑、玻璃板、蹄形磁體等；其次，將玻璃板放置在條形磁體上，在玻璃板上均勻放上鐵屑，對玻璃板敲擊，對鐵屑的變化密切觀察；另外，將小磁針放在玻璃板上，觀察小磁針的變化；最后，用條形磁體代替蹄形磁體，再重復以上的實驗步驟。教師利用數(shù)字化實驗，將磁場呈現(xiàn)在學生眼前，讓學生感受磁場的變化，再結(jié)合先進的物理實驗儀器。這樣學生不僅能夠感應周圍磁場，還能夠提升物理實驗能力和學習能力。理性的實驗分析，不斷地讓學生的認知水平提高，使教學內(nèi)容變得更為嚴謹化、細致化，同時還能提升教師的信息技術水平和教學能力，優(yōu)化管理教學資源，提高教學效率。

三、在數(shù)字化實驗中結(jié)合生活實際

物理是一門生活學科，也是自然規(guī)律學科，總之它可能看不見，摸不著，但是確實存在于生活中，影響著生活的各個方面。教師在實際的物理實驗教學中，要利用數(shù)字化技術將生活中的物理知識展現(xiàn)給學生，雖然初中物理知識較為基礎，但是由于學生的認知水平不夠，理解知識還存在一定難度，數(shù)字化實驗能夠?qū)⑴c物理教學有關的生活現(xiàn)象數(shù)據(jù)化，減小實驗誤差，化抽象為具體。例如，在進行《物質(zhì)比熱容》實驗時，教師可將質(zhì)量相等的清水和砂石放入兩個燒杯中，將溫度計分別插入，連接溫度傳感器和溫度計頂端，用恒溫加熱器代替酒精燈，確保兩個燒杯外的溫度變化不大。實驗結(jié)束后，教師要求學生用裝有清水和食用油的燒杯實驗，質(zhì)量同樣相等，重復上述的步驟，證明物質(zhì)比熱容定律：質(zhì)量相等，溫度變化相同，但物質(zhì)不同情況下，會有不同能力的吸熱。教師之后再引導學生結(jié)合生活思考物質(zhì)比熱容定律，鞏固知識，加深學生的印象，提升物理實驗教學效率。

四、在數(shù)字化實驗中運用經(jīng)典案例示范

實驗是物理學科的重要組成部分，由于物理學科具有一定的抽象性，學生在初學習物理知識時不能很精準地把握物理實驗。教師在實際數(shù)字化實驗教學過程中，要充分展現(xiàn)以及操作物理經(jīng)典案例，讓學生能更直觀、清晰地了解實驗現(xiàn)象，激發(fā)學生的實驗興趣，提高物理教學水平。例如，在《電磁感應》的實驗中，以往電磁感應的實驗都是閉合的電路，在磁場中用導體做切割運動，觀察電路表的指針情況，分析電與磁的關系，但是由于實驗中電流比較小，很難觀察到電路表指針的變化。教師如果運用數(shù)字化實驗中的技術設備就能夠準確采集電路表的變化數(shù)據(jù)，并分析處理電路數(shù)據(jù)，讓學生對磁場、電流、導體的關系有深刻理解，掌握電與磁的關系，對交流電的內(nèi)涵也能充分認識，充分發(fā)揮經(jīng)典案例在數(shù)字化實驗中的示范作用，化抽象為具體，讓學生更容易理解物理實驗知識，提高物理實驗教學效率。

五、結(jié)語

綜上所述,數(shù)字化實驗教學在初中物理實驗教學中的作用顯著，能夠提高物理教學效率。教師應在物理實驗中利用先進的技術設備，將物理實驗知識簡單、生動、形象、直觀地展現(xiàn)出來，改變傳統(tǒng)實驗教學的不足，讓實驗更理性和嚴謹，提升學生觀察能力和認知能力，鍛煉學生的實際運用能力，促進學生的綜合發(fā)展。