初中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析

魏佳雯

【摘要】隨著我國當(dāng)前科技水平的不斷提高，信息技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域中得到廣泛利用，尤其是在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中配合著數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，不僅可以更加全面地為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)的過程，還有助于讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全方位的觀察，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有更直觀的認(rèn)識.因此教師需要提高自身的信息素養(yǎng)，加強(qiáng)對數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)利用，開創(chuàng)全新的課堂教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的有效提升.

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化實(shí)驗(yàn);初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理作為初中階段重要的學(xué)科，在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和理性思維方面所發(fā)揮的價值較為突出，其中實(shí)驗(yàn)更是學(xué)生實(shí)踐操作的重要環(huán)節(jié).但是在以往初中物理教學(xué)課程中，由于一部分實(shí)驗(yàn)所需要的素材較多，再加上有一定的難度，一部分教師紛紛放棄了對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，往往一帶而過，對學(xué)生物理素養(yǎng)的形成造成了較為嚴(yán)重的影響.因此在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以嘗試?yán)脭?shù)字化實(shí)驗(yàn)來解決以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各項(xiàng)問題，提高整體的教育效果.

1 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)概述

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是隨著科學(xué)水平的不斷提高而衍生出的新型教育模式，也是現(xiàn)代化教育機(jī)制改革的主要方向，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力以及創(chuàng)新思維.當(dāng)前大多數(shù)學(xué)校已經(jīng)配備了專業(yè)化的數(shù)字實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施，其中包含了計算機(jī)發(fā)電機(jī)和數(shù)據(jù)采集器等等，學(xué)生需要在平臺中進(jìn)行靈活性的實(shí)驗(yàn)，完成數(shù)據(jù)的有效對比，快速地發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中存在的問題，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程能夠變得更加科學(xué)以及流暢.

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生提供自主操作的時間以及空間，讓學(xué)生在各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動中配合著電腦移動終端來完成數(shù)據(jù)的有效采集，并且利用現(xiàn)代化計算機(jī)精準(zhǔn)性的計算在實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，學(xué)生也可以通過自我計算的方法，各個學(xué)習(xí)活動和方式非常靈活，有效地優(yōu)化了學(xué)生的整個實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程[1].相比原有的教育方案，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)借助了計算機(jī)平臺和多媒體技術(shù)，更加直觀地為學(xué)生展示整個實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)生快速理解其中所蘊(yùn)含的物理規(guī)律.

在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)的是對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的有效鍛煉，讓學(xué)生能夠在各個計算機(jī)平臺中快速地觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象以及主要的實(shí)驗(yàn)過程，更好地研究其中所蘊(yùn)含的規(guī)律，同時也可以對研究內(nèi)容進(jìn)行多方位的總結(jié)，不斷地強(qiáng)化學(xué)生對知識的理解深度.學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)時能夠有良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并且主動參與到整個實(shí)驗(yàn)活動中，按照自身的實(shí)驗(yàn)需求快速整理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)素材，使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性能夠得到進(jìn)一步的保障，真正的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式的有效變革以及創(chuàng)新.

2 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用價值

2.1 有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采取數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)所發(fā)揮的價值較為突出，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相比于學(xué)生原有的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式并不是讓學(xué)生單純地理解其中的知識，而是配合著數(shù)字化的手段，讓學(xué)生能夠更加全面地感受物理現(xiàn)象的特點(diǎn).在班級學(xué)習(xí)中通過全新的學(xué)習(xí)項(xiàng)目精準(zhǔn)性的完成教師所布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生能夠有廣闊的空間進(jìn)行靈活性操作，并且在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的素材非常的豐富，學(xué)生可以按照自身的學(xué)習(xí)需求來選擇對應(yīng)的工具來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步的提高學(xué)生當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中好奇心和學(xué)習(xí)欲望非常的濃厚，能夠以清晰的目標(biāo)來進(jìn)行高效率的學(xué)習(xí)，為學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的提升奠定良好的基礎(chǔ)[2].

運(yùn)用數(shù)字化進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，屬于全新的課程教育方式，配合著教師指導(dǎo)使每個學(xué)生能夠由淺入深來把握課本中的重點(diǎn)知識，并且拓寬自主學(xué)習(xí)的空間.在班級教學(xué)中學(xué)生是整個學(xué)習(xí)的主體，教師也尊重了學(xué)生當(dāng)前的求知意識，以一種更加持續(xù)的教學(xué)方案幫助學(xué)生獲得良好的發(fā)展空間，這樣一來可以使每個學(xué)生具備加強(qiáng)主觀能動性挖掘自身的學(xué)習(xí)潛能，快速地理解在實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的規(guī)律等.學(xué)生在通過自身努力探究出問題最終答案之后，內(nèi)心的自信心會非常的旺盛，同時配合著學(xué)生的感知能力，了解各個知識點(diǎn)之間的關(guān)系.通過經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，為學(xué)生物理學(xué)習(xí)提供諸多的幫助，全面地彰顯數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在學(xué)生初中物理學(xué)習(xí)中的重要優(yōu)勢.

2.2 有助于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣

在以往初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂中，教師一味地為學(xué)生講解最終的結(jié)果，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過程非常地繁瑣，學(xué)生只要了解整個實(shí)驗(yàn)步驟就可以了，并沒有對學(xué)生的整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行有效的指導(dǎo).一部分學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)時遇到相關(guān)的問題無法獲得來自教師的幫助，長此以往逐漸喪失了對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，也會對學(xué)生物理素養(yǎng)的形成造成較為嚴(yán)重的干擾.或者是一部分教師為了追趕課堂教學(xué)進(jìn)度，只是為學(xué)生以理論的方式來講解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，種種原因限制了學(xué)生綜合能力的有效培養(yǎng).

因此，在班級教學(xué)中，教師要加強(qiáng)對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的科學(xué)利用，讓每個學(xué)生都能夠參與到課堂學(xué)習(xí)氛圍中來，完成教師所布置的學(xué)習(xí)任務(wù).相比于被動地聽教師的實(shí)驗(yàn)講解，學(xué)生更加喜歡數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，并且在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺所蘊(yùn)含的學(xué)習(xí)資源非常豐富，學(xué)生能夠按照自身的理解能力和認(rèn)知能力選擇合適的內(nèi)容來進(jìn)行自主性的實(shí)驗(yàn)，并且在出現(xiàn)困惑時也可以在數(shù)字化平臺中尋找相關(guān)的答案，配合著教師的引導(dǎo)，快速理解課本中的核心內(nèi)容.通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)在腦海中能夠形成具體性的印象，強(qiáng)化學(xué)生動手操作能力，更好地發(fā)揮主觀能動性.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)也可以幫助教師解決在以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中素材和工具不足的問題，通過模擬性的方法來為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供重要的幫助，讓學(xué)生能夠認(rèn)識到物理知識和日常實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，利用理論知識來解決實(shí)驗(yàn)中存在的各項(xiàng)問題，充分地發(fā)揮學(xué)生的主體學(xué)習(xí)作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，以此來保證初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的有效改革以及創(chuàng)新.

3 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 小組合作學(xué)習(xí)

教師在初中物理教學(xué)課堂中為學(xué)生開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時，需要以小組合作為主要的方式，開創(chuàng)全新的教育模式，讓每個學(xué)生能夠形成優(yōu)勢互補(bǔ)，在實(shí)驗(yàn)中有豐富的體驗(yàn)，并且形成正確的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)生物理素養(yǎng)的形成提供重要的幫助[3].由于一部分物理知識非常的抽象，教師可以讓學(xué)生通過直觀性的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來加深對課本內(nèi)容的印象，并且配合生動直觀的方式，為學(xué)生高效率理解知識提供重要的幫助.在學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)之前，教師按照課本中的重點(diǎn)內(nèi)容為學(xué)生布置不同的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生能夠在小組中有目的地來完成教師所布置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且在反復(fù)探究的過程中有豐富的體驗(yàn)，快速地掌握課本中的核心內(nèi)容，有效地降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，讓學(xué)生在小組實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識到學(xué)習(xí)物理的價值以及魅力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力.

例如 在班級教學(xué)中為學(xué)生講解“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，這一部分知識較為抽象，學(xué)生在理解時存在一定的難度，因此在班級教學(xué)中，教師可以以這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，讓學(xué)生更加直觀性地感受到發(fā)電機(jī)中邊磁場的強(qiáng)弱變化.在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過程中，教師在為學(xué)生準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)模擬設(shè)備之后，再讓學(xué)生調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，觀察一下發(fā)電機(jī)中邊磁場強(qiáng)弱變化的特點(diǎn)，通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)完成發(fā)電機(jī)功率的增加，這樣一來可以將抽象內(nèi)容變得更加直觀，同時配合著生動的畫面，還有助于使每個學(xué)生產(chǎn)生較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣.在小組中學(xué)生要總結(jié)一下影響電磁感應(yīng)的相關(guān)因素，在數(shù)字化平臺中進(jìn)行科學(xué)的探究，全方位的培養(yǎng)觀察能力以及問題分析能力.在小組合作時教師要為學(xué)生布置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，比如一名學(xué)生要操控數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)平臺，另一位同學(xué)要進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，同時也可以進(jìn)行角色的互換，讓每個學(xué)生都能夠體會到整個實(shí)驗(yàn)的過程，并且將內(nèi)心想法融入到實(shí)踐中進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證.

在不斷探索和實(shí)踐過程中來探究出問題的最終答案，全面地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及探究能力.

3.2 強(qiáng)化對學(xué)生動手操作能力的鍛煉

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，因此在課堂教學(xué)中，教師要以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)滿足這一教育要求，讓每個學(xué)生能夠投入到不同的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中來完成教師所布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過反復(fù)的推斷以及思考找到問題的解決方法，使每個學(xué)生物理知識應(yīng)用能力能夠得到有效的鍛煉.教師在課堂開始之前需要做好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精心設(shè)計，并且還需要注重實(shí)驗(yàn)的難易程度，避免對學(xué)生的學(xué)習(xí)造成較為嚴(yán)重的影響，讓學(xué)生能夠快速投入到實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境中來進(jìn)行有效的探究，提高學(xué)生的動手操作能力[4].

例如 在班級教學(xué)過程中為學(xué)生講解“電磁波及其傳播”，為了讓學(xué)生能夠理解電磁波的概念，在班級教學(xué)時，教師可以在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺中為學(xué)生融入電磁波的模擬軟件，展示振幅和頻率對電磁波所產(chǎn)生的影響，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要改變對應(yīng)的條件來進(jìn)行有效的操作，更加直觀地了解電磁波的特點(diǎn)以及主要的傳播路徑.與此同時教師也可以讓學(xué)生按照自身的學(xué)習(xí)情況試著推斷一下電磁波的傳播途徑有哪些，之后在實(shí)驗(yàn)平臺中進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證，這樣一來可以使每個學(xué)生能夠以飽滿的情緒投入到實(shí)驗(yàn)中，精心地完成實(shí)驗(yàn)過程的有效設(shè)計.在實(shí)驗(yàn)操作中掌握必備的核心知識，在無形之中能夠提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力.

3.3 擴(kuò)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間

由于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺中所包含的素材和工具非常的豐富，所以在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂中，教師在為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時可以適當(dāng)?shù)財U(kuò)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生能按照課本中的內(nèi)容科學(xué)的設(shè)計符合自身學(xué)習(xí)需求的實(shí)驗(yàn)，只有這樣才可以使每個學(xué)生都能夠以飽滿的情緒進(jìn)行高效率的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性.

例如 在班級教學(xué)中為學(xué)生講解“能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律”，在班級教學(xué)時，教師要讓學(xué)生按照課本中的內(nèi)容精心地設(shè)置能夠展示能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律的相關(guān)實(shí)驗(yàn)或者是現(xiàn)象，之后，再通過錄制視頻的方式來進(jìn)行有效的記錄.教師要在班級中開展競賽式的教學(xué)模式看看哪個學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常的直觀，這樣一來可以全方位地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力來進(jìn)行高效率的實(shí)驗(yàn).在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時需要開動腦筋，以能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律為基礎(chǔ)，使各個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠變得更加有合理性.在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后，教師讓學(xué)生到講臺中向其他同學(xué)介紹一下自己的實(shí)驗(yàn)思路以及主要的實(shí)驗(yàn)過程等，讓學(xué)生能夠進(jìn)行清晰的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個性化能力的有效發(fā)展.

4 結(jié)語

在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所發(fā)揮的價值較為突出，是鍛煉學(xué)生知識運(yùn)用能力和動手操作能力的重要保障，因此教師需要以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，開創(chuàng)全新的課堂教學(xué)模式，突破時間和空間的束縛之處，讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行靈活性的創(chuàng)造以及創(chuàng)新，掌握正確的問題解決方法，實(shí)現(xiàn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的全面改革.

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