數(shù)字化實驗在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用分析

張新蓮

摘要：物理學(xué)科與生活息息相關(guān)，人們生活的方方面面都透露著物理知識的運用，同時，物理也是一門揭示自然規(guī)律的學(xué)科，綜合性比較強。實踐動手能力是學(xué)習(xí)物理知識的必備手段，也是素質(zhì)教育下學(xué)生必須掌握的技能之一。數(shù)字化實驗跟隨時代發(fā)展的步伐，教學(xué)工作者也將其運用于教學(xué)課堂，提高物理教學(xué)的有效性。本文從數(shù)字化實驗出發(fā)，分析數(shù)字化實驗在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化實驗;初中物理實驗;應(yīng)用策略

新課改要求教學(xué)工作者要不斷變更教學(xué)形式，革新傳統(tǒng)教學(xué)觀念，對教學(xué)方法和教學(xué)手段創(chuàng)新，合理安排教學(xué)內(nèi)容。初中物理不僅要求學(xué)生具有邏輯思維和抽象思維，還要鍛煉學(xué)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(xué)，能提高學(xué)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(xué)的缺點予以彌補，在物理學(xué)科中結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，將學(xué)生熱情激發(fā)出來，提高教學(xué)效率。

一、在大氣壓強實驗中運用數(shù)字化技術(shù)

初中物理教學(xué)中的重難點之一就是大氣壓強的學(xué)習(xí)。新課標(biāo)改革，要求教育教學(xué)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(xué)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(zhǔn)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(chǔ)上測量大氣壓強。雖然能夠測量出大氣壓強，但是精準(zhǔn)度不夠，數(shù)據(jù)缺乏一定的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確把握有一定難度，嚴(yán)謹性不夠，學(xué)生只是掌握實驗方式，但大氣壓壓強測量不精準(zhǔn)。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(zhǔn)。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(shù)

電磁磁鐵磁場實驗也是初中物理實驗教學(xué)的重要組成部分，考驗學(xué)生在實踐中的運用能力，學(xué)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(xué)中，可以在傳統(tǒng)的實驗中用數(shù)字化技術(shù)對實驗革新，提高實驗的嚴(yán)謹性。電磁鐵磁場的實驗步驟主要從四個方面實施，首先，準(zhǔn)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(fù)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(xué)生眼前，讓學(xué)生感受磁場的變化，再結(jié)合先進的物理實驗儀器。這樣學(xué)生不僅能夠感應(yīng)周圍磁場，還能夠提升物理實驗?zāi)芰蛯W(xué)習(xí)能力。理性的實驗分析，不斷地讓學(xué)生的認知水平提高，使教學(xué)內(nèi)容變得更為嚴(yán)謹化、細致化，同時還能提升教師的信息技術(shù)水平和教學(xué)能力，優(yōu)化管理教學(xué)資源，提高教學(xué)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(xué)科，也是自然規(guī)律學(xué)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(xué)中，要利用數(shù)字化技術(shù)將生活中的物理知識展現(xiàn)給學(xué)生，雖然初中物理知識較為基礎(chǔ)，但是由于學(xué)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?zāi)軌驅(qū)⑴c物理教學(xué)有關(guān)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(xué)生用裝有清水和食用油的燒杯實驗，質(zhì)量同樣相等，重復(fù)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(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活思考物質(zhì)比熱容定律，鞏固知識，加深學(xué)生的印象，提升物理實驗教學(xué)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(xué)科的重要組成部分，由于物理學(xué)科具有一定的抽象性，學(xué)生在初學(xué)習(xí)物理知識時不能很精準(zhǔn)地把握物理實驗。教師在實際數(shù)字化實驗教學(xué)過程中，要充分展現(xiàn)以及操作物理經(jīng)典案例，讓學(xué)生能更直觀、清晰地了解實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，提高物理教學(xué)水平。例如，在《電磁感應(yīng)》的實驗中，以往電磁感應(yīng)的實驗都是閉合的電路，在磁場中用導(dǎo)體做切割運動，觀察電路表的指針情況，分析電與磁的關(guān)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(shù)設(shè)備就能夠準(zhǔn)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(xué)生對磁場、電流、導(dǎo)體的關(guān)系有深刻理解，掌握電與磁的關(guān)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(xué)生更容易理解物理實驗知識，提高物理實驗教學(xué)效率。

五、結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化實驗教學(xué)在初中物理實驗教學(xué)中的作用顯著，能夠提高物理教學(xué)效率。教師應(yīng)在物理實驗中利用先進的技術(shù)設(shè)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(xué)的不足，讓實驗更理性和嚴(yán)謹，提升學(xué)生觀察能力和認知能力，鍛煉學(xué)生的實際運用能力，促進學(xué)生的綜合發(fā)展。

（責(zé)編：楊菲）