數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

馬麗

在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是物理的根基，也是學(xué)生理解物理規(guī)律的重要教學(xué)手段。但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)不能夠滿足教學(xué)的需求，不利于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)非常的先進(jìn)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用該系統(tǒng)能夠有效地提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。因此，文章對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

在初中教學(xué)中，物理是非常重要的一門學(xué)科，而物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)則是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要采用的是傳感器、計算機(jī)以及數(shù)據(jù)采集器等結(jié)合在一起教學(xué)方式，利用該系統(tǒng)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)能夠有效地提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，幫助學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)規(guī)律。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的信息收集能力與信息處理能力，為了在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更好的應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，就需要加強(qiáng)對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計原則

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)時，需要遵循一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計原則，從而確保數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在物理教學(xué)中的合理應(yīng)用。首先，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計需要遵循科學(xué)性原則。科學(xué)性是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計的關(guān)鍵，教師應(yīng)該確保數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)原理要具有科學(xué)性，并且根據(jù)初中物理實(shí)驗(yàn)的原理與規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計，從而充分的發(fā)揮數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的作用。其次，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用還應(yīng)該遵循針對性原則。教師在進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計時，需要根據(jù)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的進(jìn)行設(shè)計，明確實(shí)驗(yàn)的意義與目的。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時，主要替換的就是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)，這就要求教師從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教材中的難點(diǎn)利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行解決。最后，適用性原則也是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)遵循的主要原則。教師在利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行初中物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計時，需要確保實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與知識符合初中生的認(rèn)知水平，通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)該能夠使用與初中物理的光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)以及熱學(xué)等物理知識，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的教學(xué)。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究聲音特性

在初中物理教學(xué)中聲波的教學(xué)是非常重要的，教師需要通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解聲音的特性。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用教學(xué)中，教學(xué)需要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計與分析，從而提高學(xué)生的物理水平。首先，教師應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行確定。其次，教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的設(shè)計。在利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行物理聲波實(shí)驗(yàn)的設(shè)計時，教學(xué)需要先對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行選擇，并通過實(shí)驗(yàn)器材的合理分配進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教師需要將聲波傳感器與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行連接，同時將手持分析儀的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)０宕蜷_，之后就能夠進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的聲波實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，聲波傳感器接收到的信號波形會借助電腦進(jìn)行準(zhǔn)確的描繪，從而得到科學(xué)準(zhǔn)確的振動波形圖。再次，探究過程也是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)操作過程中讓傳感器接收到不同響度的聲音，對電腦繪制的聲波圖的振幅進(jìn)行觀察，對影響聲音想讀的因素進(jìn)行探究。最后，教學(xué)需要對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，能夠直觀地將聲音的特點(diǎn)與性質(zhì)反映出來，并通過數(shù)字傳感器將其可視化，不僅對聲音記錄、測量方法進(jìn)行了簡化，還能夠豐富實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

2.探究影響摩擦力的因素

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，摩擦力是非常重要的一部分內(nèi)容，雖然在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)中能夠直觀地感受到摩擦力的存在，但是卻不能夠通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置第七進(jìn)行控制，只能夠完成摩擦力定性的探究，而無法完成定量的探究實(shí)驗(yàn)。在物理摩擦力實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行摩擦力的探究。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的定位傳感器與力傳感器能夠準(zhǔn)確、有效地將摩擦力的變化情況反應(yīng)在電腦上屏幕上，并且還能夠?qū)τ绊憚幽Σ亮Φ囊蛩剡M(jìn)行探究，例如接觸面積、壓力、運(yùn)動速度以及接觸材料等因素。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置主要包括數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、滑塊、鐵架臺、帶小車的模板以及砝碼等。對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行合理的安裝，采取控制變量法對摩擦力的影響因素進(jìn)行探究。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生能夠通過電腦直接觀察到摩擦力變化的圖像，從而得出準(zhǔn)確的結(jié)論。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有精確性和靈敏性，能夠準(zhǔn)確地反映出實(shí)驗(yàn)的變化情況，從而提高了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

綜上所述，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用有著非常重要的作用，不僅能夠提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究能力與創(chuàng)新能力。因此，教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時，需要遵循科學(xué)性、針對性與適用性原則，并針對物理實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容選擇合理的實(shí)驗(yàn)方法，從而確保數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的合理應(yīng)用。