數字化實驗激活科學思維研究

孫玉梅

(江蘇省沭陽如東實驗學校 223600)

數字化實驗是以現代化技術為手段，改變傳統的初中物理教學，重視物理實驗過程的簡化、實現現象的直觀性和形象性.因此，初中物理實驗教學中應積極運用信息化技術組織教學，實現數字化實驗教學.本文重點分析數字化對初中物理實驗教學產生的影響，而后分析運用數字化實驗激活科學思維的主要策略，確保初中物理數字化實驗教學順利實施并完成.

一、數字化對初中物理實驗教學的影響

傳統的初中物理實驗中，學生需要大量的時間使用量筒、電壓表、彈簧測力計和刻度尺等實驗儀器獲取數據，并進行數據處理，學生真正探究實驗過程、觀察實驗現象的時間較少，不利于學生掌握物理知識、發散思維；而數字化實驗可以主要是利用計算機、數據采集器和傳感器等現代化設備進行實驗，且擁有先進的數據處理技術，學生可以利用更多的時間進行物理實驗探究，研究物理規律等.此外，傳統實驗教學中由教師演示的實驗，其中安全的實驗學生可以進行自主探究.傳統實驗教學中，學生通常作為旁觀者觀察教師實驗，沒有親自動手的機會，束縛學生的科學思維，而數字化實驗為學生創造更多的實驗機會，發展學生的位科學思維.

二、數字化實驗激活科學思維研究

1.運用計算機的交互功能展示實驗課件以及視頻

初中物理實驗教學中，對于學生熟悉的、簡單的實驗則不需要走進實驗室進行實驗，而是可以利用計算機的交互功能展示物理實驗教學課件、實驗操作視頻以及相關數據等資源，引導學生通過視頻和課件內容進行自學，這樣既可以節省實驗教學時間，又可以節省實驗資源.同時，在初中結業的總復習中，教師依舊可以利用這些課件和視頻進行物理實驗教學，避免反復實驗的麻煩，也可以將更多的時間用來學習復雜的實驗.

例如：學習《物態變化》這一章節內容時，教師可以通過計算機在課件中展示物體的固態、液態和氣態三種形態，并在課件中通過簡單的實驗現象展示物態變化，并將課件和視頻發送到學生電腦上.物體的三種形態在適宜的環境下可以相互轉換，教師準備的實驗視頻中可以突出顯示物體三種形態的變化條件，加深學生對物體三種形態以及變化條件的印象，理清物體三種形態的變化規律，提高教學的有效性，保證初中物理實驗教學質量.同時，利用計算機展示實驗，可以節省學生自己動手實驗的時間，進而提高教學效率，可以為學生學習復雜的物理實驗預留充足的時間.可見，運用計算機的交互功能展示初中物理實驗教學課件以及實驗視頻，有利于激活學生的物理思維.

2.錄制物理實驗，制作微課教學資料

錄制的物理實驗都可以作為初中物理實驗教學的良好素材.教師通過手機、平板等設備的錄像功能，將學生完成物理實驗的過程、現象、實驗數據等信息錄制下來，并將其保存，以便在復習教學中使用，便于學生回顧自己的實驗過程，了解實驗時的不足，進而根據教師錄制的視屏回顧、糾正錯誤，從而提高物理實驗教學質量、提高學生的反思能力，有利于激活學生的思維.

例如：學習《液體壓強》的知識時，演示液體壓強和流動速度之間的關系，利用純凈水桶安裝DIS傳感器，并在傳感器中間放置小紙團，教師安排學生代表對著紙團吹氣，觀察實驗現象.教師需要將真個實驗過程錄制下來，將其整理成為微課的教學資料，上傳至學校的物理數字化實驗教學系統，以便學生隨時觀看視頻資料，回憶實驗過程，學校相關知識，進而強化物理實驗記憶，提高初中物理數字化實驗學習效率.

3.建立數字化實驗室，引導學生自主進行實驗

初中院校建立數字化實驗室，方便學生進行數字化物理實驗，將傳統實驗教學中不可能完成的實驗變為現實，促使學生通過探索實驗方法、觀察實驗現象、總結實驗結果掌握初中物理實驗規律，并激活學生科學思維，促進學生的思維發展.在傳統的物理實驗中，學生需要大量的時間和精力去處理實驗數據，驗證實驗的準確性、判斷實驗現象產生的原因、總結實驗原理等，而建立數字化實驗室，學生可以利用計算機等數字化設備進行計算、模擬實驗，加快實驗速度，快速得出實驗結論.同時，學生也可以按照自己的想法調整實驗，并在數字化實驗室中驗證自己的猜想，不再受到傳統實驗教學的限制，使學生的思維得到發展，有利于學生科學思維和創新能力的培養.

數字化實驗引入初中物理教學后，欣賞課也能利用現代化技術手段作為輔助措施，深入探索物理實驗現象、分析實驗結果；也可以利用數字化技術實現靜態實驗到動態實驗.數字化實驗教學可幫助學生理解物理知識，并深化學生對物理知識的印象，且數字化設備的精確性較高，尤其適合用于采集實驗數據.故而，初中物理教學中應積極開展數字化實驗教學.

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