淺談物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

蔡智　李兆鵬　汪慰軍　彭凱

摘 要：隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在人們?nèi)粘W(xué)習(xí)生活中的普及和發(fā)展，不僅給予人們?nèi)粘Ｉ顚W(xué)習(xí)帶來(lái)了諸多便利，也使得物理學(xué)科在探索和前行中得到了空前的發(fā)展。在面向這一背景下，物理實(shí)驗(yàn)也必將朝向數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，從而有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的不足，不斷推進(jìn)物理學(xué)科研究與發(fā)展的成效。因此，本文將在基于數(shù)字化時(shí)代來(lái)臨背景下，針對(duì)物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用展開(kāi)分析和探討，希望能夠?yàn)檫M(jìn)一步提升物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化和智能化發(fā)展成效提供相關(guān)參考思路。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn);數(shù)字化;開(kāi)發(fā)應(yīng)用

一、物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)概述分析

在面向當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)探究普及與發(fā)展的背景下，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)物理學(xué)科實(shí)物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，借助新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器手段，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，以實(shí)現(xiàn)整體物理實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化和數(shù)字化，確保了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理的精準(zhǔn)度和真實(shí)性。與此同時(shí)，物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)合了數(shù)字化數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)過(guò)程中儀器技術(shù)以及方法基礎(chǔ)等模塊進(jìn)行了自動(dòng)化的優(yōu)化。尤其在物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)過(guò)程中，對(duì)于一些基礎(chǔ)物質(zhì)采集較為困難，且整體實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)系數(shù)較大的環(huán)節(jié)，數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)恰恰借助了計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行和你和仿真，從數(shù)字上和數(shù)字圖片等方面借助智能數(shù)字設(shè)備對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推演，整體實(shí)驗(yàn)具備較高的智能化和自動(dòng)性，有效優(yōu)化了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)于傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及物理數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)做了較為詳盡的補(bǔ)充，能夠有效輔助物理實(shí)驗(yàn)有序、高效開(kāi)展。

二、物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)原則

在對(duì)于物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的過(guò)程中，需要透過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，看到其背后為物理實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與革新帶來(lái)的價(jià)值與作用，立足于此實(shí)現(xiàn)對(duì)于物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)，有效發(fā)揮物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)于應(yīng)用者認(rèn)知研究能力的引導(dǎo)和滲透作用。因此，物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中首先要秉承需要性的原則，要綜合考量數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不足，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)作為輔助應(yīng)用者，認(rèn)知探究物理問(wèn)題和物理模型的工具，并將其主要應(yīng)用于操作過(guò)程較為復(fù)雜，且數(shù)據(jù)信息采集較為繁雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中來(lái)。其次，由于物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)合了先進(jìn)的信息技術(shù)，能夠在整體物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展與探究過(guò)程中，保證整體數(shù)據(jù)采集過(guò)程和信息處理過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，在一定程度上弱化了應(yīng)用者對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的參與程度，需要秉承輔助性和簡(jiǎn)便性的原則，以傳統(tǒng)物理實(shí)踐實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為基準(zhǔn)，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于整體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，既保證了應(yīng)用者在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的參與度，也確保了整體物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性和精準(zhǔn)性。

三、物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用策略

（一）結(jié)合數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)組合

對(duì)于物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的過(guò)程中，首先應(yīng)結(jié)合數(shù)字化技術(shù)對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的組合進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)于智能設(shè)備同多媒體技術(shù)的有效結(jié)合和演示，確保對(duì)于整體物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)程有序穩(wěn)定的推進(jìn)。例如，在聲音共振實(shí)驗(yàn)的探究和實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)用者在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中應(yīng)結(jié)合音頻軟件和計(jì)算機(jī)硬件，對(duì)于音頻輸出和播放進(jìn)行發(fā)聲處理，借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)圖片對(duì)于音頻錄制波形進(jìn)行觀測(cè)，在這一過(guò)程中，可以透過(guò)電腦屏幕和多媒體視頻窗口看到音頻震動(dòng)發(fā)出的共振波形，進(jìn)而判別發(fā)生共振的位置。通過(guò)結(jié)合數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)組合，確保了物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在觀測(cè)和采集處理過(guò)程中的數(shù)字化和自動(dòng)化，有效提升了物理實(shí)驗(yàn)的便捷性和智能性。

（二）深度挖掘物理數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用端口

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中結(jié)合了傳感器和計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備等多個(gè)模塊設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了終端數(shù)字化處理上的精準(zhǔn)性和高效性。因此，在物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行有效整合，尋求同數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備箱應(yīng)的啟動(dòng)軟件和外設(shè)產(chǎn)品，保證在整體物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)結(jié)束后，對(duì)于數(shù)據(jù)信息能夠進(jìn)行及時(shí)的數(shù)字圖形處理，以可視性的方式，在電腦屏幕終端進(jìn)行展示。這一過(guò)程中，需要應(yīng)用者對(duì)于數(shù)字化技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)過(guò)程中的應(yīng)用端口和應(yīng)用路徑進(jìn)行深度挖掘和廣泛拓展，以可視化和智能化的軟件處理模式，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)以及路徑等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和處理，以創(chuàng)新的，個(gè)性化的物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)有效滿足傳統(tǒng)物理探究實(shí)驗(yàn)需求，不斷助力物理實(shí)驗(yàn)高效發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在面向當(dāng)前信息技術(shù)高速發(fā)展的社會(huì)背景下，物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相比于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究模式具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，需要應(yīng)用者在物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)合多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，借助傳感器以及數(shù)據(jù)采集器等模塊環(huán)節(jié)，確保整體數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)程貼合日常物理實(shí)驗(yàn)需求，簡(jiǎn)化應(yīng)用者操作能力，不斷助力物理實(shí)驗(yàn)探究與發(fā)展向更高層次邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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