數字化實驗在初中物理實驗教學中的應用分析

張新蓮

摘要：物理學科與生活息息相關，人們生活的方方面面都透露著物理知識的運用，同時，物理也是一門揭示自然規律的學科，綜合性比較強。實踐動手能力是學習物理知識的必備手段，也是素質教育下學生必須掌握的技能之一。數字化實驗跟隨時代發展的步伐，教學工作者也將其運用于教學課堂，提高物理教學的有效性。本文從數字化實驗出發，分析數字化實驗在初中物理實驗教學中的應用策略。

關鍵詞：數字化實驗;初中物理實驗;應用策略

新課改要求教學工作者要不斷變更教學形式，革新傳統教學觀念，對教學方法和教學手段創新，合理安排教學內容。初中物理不僅要求學生具有邏輯思維和抽象思維，還要鍛煉學生的實際動手能力，因而將數字化實驗運用到初中物理實驗教學，能提高學生的實踐動手能力。數字化實驗是在實驗室真實實驗、實時測量，將電腦終端的數據用傳感器連接，并采集，再結合電腦計算機，分析智能控制數據。教師要利用數字化實驗對傳統實驗教學的缺點予以彌補，在物理學科中結合現代技術，將學生熱情激發出來，提高教學效率。

一、在大氣壓強實驗中運用數字化技術

初中物理教學中的重難點之一就是大氣壓強的學習。新課標改革，要求教育教學工作者通過具體的物理實驗測量大氣壓強，證明大氣壓強的存在，讓學生也感受到大氣壓強。教師在以往的大氣壓強的物理實驗中，首先，準備一些實驗物品，如彈簧、注射器、細繩、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，用細繩在彈簧測力器的掛鉤上連接注射器;還有，向水平方向拖動注射器的活塞，對彈簧測力器的數值記錄;最后，使用刻度尺，對注射器的長度測量，在面積和大氣壓強公式的基礎上測量大氣壓強。雖然能夠測量出大氣壓強，但是精準度不夠，數據缺乏一定的穩定性，準確把握有一定難度，嚴謹性不夠，學生只是掌握實驗方式，但大氣壓壓強測量不精準。然而，如果將彈簧測力器更改為傳感器，可能效果會不相同，大氣壓強的數據可能更為精準。實驗的成功率就會大大增加，與此同時，改進一些實驗步驟和實驗方法，如在傳感器上系上注射器的活塞開始活塞運動，注射器的針孔用密封性更強的橡皮帽來遮擋，連接傳感器掛鉤和活塞，迫使活塞對外運動，活塞被拉出的過程和時間圖就會在電腦上顯示，從而計算出大氣壓強的數據值。

二、在電磁鐵磁場實驗中運用數字化技術

電磁磁鐵磁場實驗也是初中物理實驗教學的重要組成部分，考驗學生在實踐中的運用能力，學生需要具有一定的抽象思維和空間想象能力。教師在實際物理電磁鐵磁場實驗教學中，可以在傳統的實驗中用數字化技術對實驗革新，提高實驗的嚴謹性。電磁鐵磁場的實驗步驟主要從四個方面實施，首先，準備一些實驗物品，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，對玻璃板敲擊，對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，再重復以上的實驗步驟。教師利用數字化實驗，將磁場呈現在學生眼前，讓學生感受磁場的變化，再結合先進的物理實驗儀器。這樣學生不僅能夠感應周圍磁場，還能夠提升物理實驗能力和學習能力。理性的實驗分析，不斷地讓學生的認知水平提高，使教學內容變得更為嚴謹化、細致化，同時還能提升教師的信息技術水平和教學能力，優化管理教學資源，提高教學效率。

三、在數字化實驗中結合生活實際

物理是一門生活學科，也是自然規律學科，總之它可能看不見，摸不著，但是確實存在于生活中，影響著生活的各個方面。教師在實際的物理實驗教學中，要利用數字化技術將生活中的物理知識展現給學生，雖然初中物理知識較為基礎，但是由于學生的認知水平不夠，理解知識還存在一定難度，數字化實驗能夠將與物理教學有關的生活現象數據化，減小實驗誤差，化抽象為具體。例如，在進行《物質比熱容》實驗時，教師可將質量相等的清水和砂石放入兩個燒杯中，將溫度計分別插入，連接溫度傳感器和溫度計頂端，用恒溫加熱器代替酒精燈，確保兩個燒杯外的溫度變化不大。實驗結束后，教師要求學生用裝有清水和食用油的燒杯實驗，質量同樣相等，重復上述的步驟，證明物質比熱容定律：質量相等，溫度變化相同，但物質不同情況下，會有不同能力的吸熱。教師之后再引導學生結合生活思考物質比熱容定律，鞏固知識，加深學生的印象，提升物理實驗教學效率。

四、在數字化實驗中運用經典案例示范

實驗是物理學科的重要組成部分，由于物理學科具有一定的抽象性，學生在初學習物理知識時不能很精準地把握物理實驗。教師在實際數字化實驗教學過程中，要充分展現以及操作物理經典案例，讓學生能更直觀、清晰地了解實驗現象，激發學生的實驗興趣，提高物理教學水平。例如，在《電磁感應》的實驗中，以往電磁感應的實驗都是閉合的電路，在磁場中用導體做切割運動，觀察電路表的指針情況，分析電與磁的關系，但是由于實驗中電流比較小，很難觀察到電路表指針的變化。教師如果運用數字化實驗中的技術設備就能夠準確采集電路表的變化數據，并分析處理電路數據，讓學生對磁場、電流、導體的關系有深刻理解，掌握電與磁的關系，對交流電的內涵也能充分認識，充分發揮經典案例在數字化實驗中的示范作用，化抽象為具體，讓學生更容易理解物理實驗知識，提高物理實驗教學效率。

五、結語

綜上所述，數字化實驗教學在初中物理實驗教學中的作用顯著，能夠提高物理教學效率。教師應在物理實驗中利用先進的技術設備，將物理實驗知識簡單、生動、形象、直觀地展現出來，改變傳統實驗教學的不足，讓實驗更理性和嚴謹，提升學生觀察能力和認知能力，鍛煉學生的實際運用能力，促進學生的綜合發展。

（責編：楊菲）