數(shù)字化實驗室在初中物理教學(xué)中的構(gòu)建和應(yīng)用

曲麗麗

摘 要：科學(xué)技術(shù)的進步進一步促進了教育事業(yè)的發(fā)展，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教育事業(yè)也迎來了全新的發(fā)展機遇。數(shù)據(jù)采集器以及傳感器、計算機等各項信息設(shè)備都是物理學(xué)發(fā)展的成果，將各項技術(shù)應(yīng)用于物理實驗教學(xué)過程中，能夠體現(xiàn)與時俱進的發(fā)展舉措，進一步促進教學(xué)手段的可持續(xù)創(chuàng)新，從而實現(xiàn)新課程改革。基于此背景，簡要分析在初中物理教學(xué)過程中應(yīng)用數(shù)字化實驗構(gòu)建教學(xué)課堂，并提出具體的教學(xué)策略。希望有效促進初中物理教學(xué)課堂的有效延展與創(chuàng)新，切實提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，增強物理教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化實驗室;初中物理;興趣;課堂構(gòu)建

在信息技術(shù)改革背景下，教育事業(yè)不斷的發(fā)展，新型的教學(xué)設(shè)備，為初中物理教學(xué)帶來了全新的體驗，進一步拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。在課堂教學(xué)過程中，將信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)有效整合，成為了當(dāng)前教育領(lǐng)域發(fā)展的重要潮流。在素質(zhì)教育理念下，為了進一步響應(yīng)國家對于數(shù)字化實驗室系統(tǒng)的號召，我校配備了數(shù)字化物理實驗室，為初中物理教學(xué)帶來了全新的發(fā)展機遇，也極大程度豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、數(shù)字化實驗室實現(xiàn)教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合

21世紀我國信息技術(shù)與經(jīng)濟水平不斷地發(fā)展，高新技術(shù)與科學(xué)技術(shù)不斷地創(chuàng)新，國際競爭也更加激烈，國家間的競爭強弱主要取決于勞動者的綜合素質(zhì)。所以學(xué)生教育工作必須以計算機為中心，積極踴躍地進行學(xué)科教學(xué)和信息技術(shù)融合，才能夠有效創(chuàng)新教學(xué)理念與方式。之前使用的傳統(tǒng)實驗設(shè)備與實驗方法、手段難以跟隨信息時代的發(fā)展需求，結(jié)合教育部的相關(guān)號召，教育改革應(yīng)當(dāng)基于信息技術(shù)發(fā)展需求，所以在教學(xué)過程中構(gòu)建數(shù)字化實驗室，能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量，著重突出現(xiàn)代教育技術(shù)對于物理教育的重要支撐作用。但是由于受到眾多因素的限制，學(xué)科與信息技術(shù)整合難以有效實現(xiàn)，但是構(gòu)建數(shù)字化實驗室就能夠有效解決這一問題。

二、在初中物理教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字化實驗室提高課堂教學(xué)效率

傳統(tǒng)的物理實驗測量方法主要有應(yīng)用彈力測力計測量，或者是應(yīng)用秒表測時間，用電流表測電流等，由于各項實驗工具讀數(shù)有一定的誤差，通常是需要測讀完后用手工進行數(shù)據(jù)處理，所以教學(xué)效率較低，通常一節(jié)實驗課便占據(jù)了大部分時間。但應(yīng)用數(shù)字化實驗室能夠有效解決這一問題，可以發(fā)揮計算機與傳感器等眾多優(yōu)勢應(yīng)用傳感器自動化采集實驗數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)記錄分析，能夠節(jié)省實驗環(huán)節(jié)時間，并且提高物理教學(xué)效率。例如在物理教學(xué)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生探究“重力的大小跟什么因素有關(guān)？”這節(jié)知識點時，傳統(tǒng)的實驗步驟有三步，第一步需要應(yīng)用彈簧測力計測量物體的重力，第二步則是在表格中記錄實驗數(shù)據(jù)，第三步是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫圖象。一個簡單的實驗，學(xué)生需要花費20多分鐘的時間應(yīng)用數(shù)字化實驗室，可以根據(jù)用力傳感器將物體重力記錄與計算機上計算機采集數(shù)據(jù)之后，通過數(shù)據(jù)分析便能夠根據(jù)數(shù)據(jù)自動生成圖象，這一過程不超過五分鐘，體現(xiàn)出教育的高效性與趣味性。

三、應(yīng)用數(shù)字化實驗有助于解決教學(xué)難題

在初中物理實驗教學(xué)過程中，由于受到了測量儀器與實驗儀器的限制，所以部分物理量難以直接測量或者是讀數(shù)存在問題，嚴重影響著物理實驗的效果，應(yīng)用數(shù)字化實驗室能夠有效解決這一問題。例如在學(xué)習(xí)“觀察聲音的波形”這一課時，實驗室又沒有示波器，所以學(xué)生只能夠觀看教材分析了解，也難以理解實驗本質(zhì)，應(yīng)用數(shù)字化實驗室能夠十分簡單快捷地做出該實驗，可以做出音叉波形圖，做出男生女生聲音波形圖，噪聲波形圖也為下一節(jié)“噪聲的危害與控制”分析比較樂音和噪音的波形圖學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。例如在學(xué)習(xí)“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？”這節(jié)知識點是該物理實驗的操作，重點是應(yīng)用彈簧測力計拉動木塊在運動中讀數(shù)對于學(xué)生而言是一項高難度的挑戰(zhàn)，應(yīng)用數(shù)字化實驗系統(tǒng)能夠有效解決這一問題，學(xué)生可以不用讀數(shù)應(yīng)用傳感器與計算機設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集與記錄，學(xué)生控制木塊進行勻速運動變革，能夠有效解決讀數(shù)不變這一問題。由此可以看出，數(shù)字化實驗室能夠及時有效地記錄物理實驗的過程，將轉(zhuǎn)瞬即逝的數(shù)據(jù)快速直觀地記錄下來，能夠有效解決之前做不好或者是難以進行的物理實驗。

新課程標準中，對于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)評價有如下建議：應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生在活動與實驗制作討論等眾多方面的評價。即并不贊成以書面考試為中心的評價方式。分析近幾年的中考題，我們能夠發(fā)現(xiàn)實驗題是物理必考題型，如果只是通過筆試考查學(xué)生的實驗?zāi)芰?，忽略了學(xué)生的動手操作環(huán)節(jié)，會大大降低考查效果，但是物理實驗考試也會增加教師的工作量，需要大量的教師進行監(jiān)考，由于不同教師對于物理考試的標準理解有所不同，掌握尺度也有一定的差異，所以給出的考試成績公平性較差。對于此類情況可以有效應(yīng)用數(shù)字化實驗室，準確記錄學(xué)生的每一步操作步驟，并且配合相應(yīng)的操作系統(tǒng)，對于學(xué)生的具體操作情況進行評價和分析，從而確保實驗考試更具科學(xué)性與標準化。

綜上所述，我們能夠看出在新課程改革背景下，開展初中物理教學(xué)，教師應(yīng)當(dāng)有效應(yīng)用數(shù)字化實驗室，樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)觀念，切合時代發(fā)展需求，及時有效地更新教學(xué)手段與思想觀念，能夠根據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律進行創(chuàng)新教育和引導(dǎo)，使學(xué)生感受到信息技術(shù)與物理知識貼合的重要性，以及物理知識與我們的生活緊密相連，有助于提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生養(yǎng)成良好的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣。

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