數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用分析

□新疆昌吉州呼圖壁縣第二中學(xué) 張新蓮

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(duì)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(shí)際動(dòng)手能力，因而將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)運(yùn)用到初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室真實(shí)實(shí)驗(yàn)、實(shí)時(shí)測(cè)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(jì)算機(jī)，分析智能控制數(shù)據(jù)。教師要利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺點(diǎn)予以彌補(bǔ)，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(qiáng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)

初中物理教學(xué)中的重難點(diǎn)之一就是大氣壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)測(cè)量大氣壓強(qiáng)，證明大氣壓強(qiáng)的存在，讓學(xué)生也感受到大氣壓強(qiáng)。教師在以往的大氣壓強(qiáng)的物理實(shí)驗(yàn)中，首先，準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)物品，如彈簧、注射器、細(xì)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(xì)繩在彈簧測(cè)力器的掛鉤上連接注射器；還有，向水平方向拖動(dòng)注射器的活塞，對(duì)彈簧測(cè)力器的數(shù)值記錄；最后，使用刻度尺，對(duì)注射器的長(zhǎng)度測(cè)量，在面積和大氣壓強(qiáng)公式的基礎(chǔ)上測(cè)量大氣壓強(qiáng)。雖然能夠測(cè)量出大氣壓強(qiáng)，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(jǐn)性不夠，學(xué)生只是掌握實(shí)驗(yàn)方式，但大氣壓壓強(qiáng)測(cè)量不精準(zhǔn)。然而，如果將彈簧測(cè)力器更改為傳感器，可能效果會(huì)不相同，大氣壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)可能更為精準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)的成功率就會(huì)大大增加，與此同時(shí)，改進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方法，如在傳感器上系上注射器的活塞開始活塞運(yùn)動(dòng)，注射器的針孔用密封性更強(qiáng)的橡皮帽來遮擋，連接傳感器掛鉤和活塞，迫使活塞對(duì)外運(yùn)動(dòng)，活塞被拉出的過程和時(shí)間圖就會(huì)在電腦上顯示，從而計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的數(shù)據(jù)值。

二、在電磁鐵磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)

電磁磁鐵磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)也是初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，考驗(yàn)學(xué)生在實(shí)踐中的運(yùn)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(shí)際物理電磁鐵磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中用數(shù)字化技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)革新，提高實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。電磁鐵磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)步驟主要從四個(gè)方面實(shí)施，首先，準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)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(duì)玻璃板敲擊，對(duì)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(shí)驗(yàn)步驟。教師利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，將磁場(chǎng)呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓學(xué)生感受磁場(chǎng)的變化，再結(jié)合先進(jìn)的物理實(shí)驗(yàn)儀器。這樣學(xué)生不僅能夠感應(yīng)周圍磁場(chǎng)，還能夠提升物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯W(xué)習(xí)能力。理性的實(shí)驗(yàn)分析，不斷地讓學(xué)生的認(rèn)知水平提高，使教學(xué)內(nèi)容變得更為嚴(yán)謹(jǐn)化、細(xì)致化，同時(shí)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(shí)驗(yàn)中結(jié)合生活實(shí)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(shí)存在于生活中，影響著生活的各個(gè)方面。教師在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要利用數(shù)字化技術(shù)將生活中的物理知識(shí)展現(xiàn)給學(xué)生，雖然初中物理知識(shí)較為基礎(chǔ)，但是由于學(xué)生的認(rèn)知水平不夠，理解知識(shí)還存在一定難度，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)誤差，化抽象為具體。例如，在進(jìn)行《物質(zhì)比熱容》實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可將質(zhì)量相等的清水和砂石放入兩個(gè)燒杯中，將溫度計(jì)分別插入，連接溫度傳感器和溫度計(jì)頂端，用恒溫加熱器代替酒精燈，確保兩個(gè)燒杯外的溫度變化不大。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要求學(xué)生用裝有清水和食用油的燒杯實(shí)驗(yàn)，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(huì)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(shí)，加深學(xué)生的印象，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

四、在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用經(jīng)典案例示范

實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)不能很精準(zhǔn)地把握物理實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)際數(shù)字化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高物理教學(xué)水平。例如，在《電磁感應(yīng)》的實(shí)驗(yàn)中，以往電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)都是閉合的電路，在磁場(chǎng)中用導(dǎo)體做切割運(yùn)動(dòng)，觀察電路表的指針情況，分析電與磁的關(guān)系，但是由于實(shí)驗(yàn)中電流比較小，很難觀察到電路表指針的變化。教師如果運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)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(duì)磁場(chǎng)、電流、導(dǎo)體的關(guān)系有深刻理解，掌握電與磁的關(guān)系，對(duì)交流電的內(nèi)涵也能充分認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮經(jīng)典案例在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中的示范作用，化抽象為具體，讓學(xué)生更容易理解物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，將物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)簡(jiǎn)單、生動(dòng)、形象、直觀地展現(xiàn)出來，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，讓實(shí)驗(yàn)更理性和嚴(yán)謹(jǐn)，提升學(xué)生觀察能力和認(rèn)知能力，鍛煉學(xué)生的實(shí)際運(yùn)用能力，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。