初中物理數字化實驗教學探析

魏佳雯

【摘要】隨著我國當前科技水平的不斷提高，信息技術已經在教育領域中得到廣泛利用，尤其是在初中物理實驗教學中配合著數字化實驗技術，不僅可以更加全面地為學生展示實驗的過程，還有助于讓學生對實驗進行全方位的觀察，對實驗內容有更直觀的認識.因此教師需要提高自身的信息素養，加強對數字化物理實驗的科學利用，開創全新的課堂教學模式，促進學生物理素養的有效提升.

【關鍵詞】數字化實驗;初中物理;實驗教學

物理作為初中階段重要的學科，在培養學生綜合能力和理性思維方面所發揮的價值較為突出，其中實驗更是學生實踐操作的重要環節.但是在以往初中物理教學課程中，由于一部分實驗所需要的素材較多，再加上有一定的難度，一部分教師紛紛放棄了對學生的實驗學習，往往一帶而過，對學生物理素養的形成造成了較為嚴重的影響.因此在初中物理實驗教學中，教師可以嘗試利用數字化實驗來解決以往實驗教學中存在的各項問題，提高整體的教育效果.

1 數字化實驗概述

數字化實驗是隨著科學水平的不斷提高而衍生出的新型教育模式，也是現代化教育機制改革的主要方向，數字化實驗更加強調培養學生自主探究能力以及創新思維.當前大多數學校已經配備了專業化的數字實驗基礎設施，其中包含了計算機發電機和數據采集器等等，學生需要在平臺中進行靈活性的實驗，完成數據的有效對比，快速地發現在實驗中存在的問題，使學生的實驗過程能夠變得更加科學以及流暢.

數字化實驗能夠為學生提供自主操作的時間以及空間，讓學生在各項學習活動中配合著電腦移動終端來完成數據的有效采集，并且利用現代化計算機精準性的計算在實驗中的相關數據，學生也可以通過自我計算的方法，各個學習活動和方式非常靈活，有效地優化了學生的整個實驗學習過程[1].相比原有的教育方案，數字化實驗借助了計算機平臺和多媒體技術，更加直觀地為學生展示整個實驗過程，幫助學生快速理解其中所蘊含的物理規律.

在數字化實驗中強調的是對學生自主學習能力的有效鍛煉，讓學生能夠在各個計算機平臺中快速地觀察實驗的現象以及主要的實驗過程，更好地研究其中所蘊含的規律，同時也可以對研究內容進行多方位的總結，不斷地強化學生對知識的理解深度.學生在自主實驗時能夠有良好的學習體驗，并且主動參與到整個實驗活動中，按照自身的實驗需求快速整理相關的實驗素材，使學生學習積極性能夠得到進一步的保障，真正的實現實驗學習模式的有效變革以及創新.

2 數字化實驗在初中物理教學中的應用價值

2.1 有助于培養學生的實踐能力

在初中物理實驗教學中，采取數字化實驗教學所發揮的價值較為突出，數字化實驗相比于學生原有的實驗學習方式并不是讓學生單純地理解其中的知識，而是配合著數字化的手段，讓學生能夠更加全面地感受物理現象的特點.在班級學習中通過全新的學習項目精準性的完成教師所布置的學習任務，使學生能夠有廣闊的空間進行靈活性操作，并且在數字化實驗中所蘊含的素材非常的豐富，學生可以按照自身的學習需求來選擇對應的工具來進行實驗，進一步的提高學生當前的實驗質量.學生在實驗過程中好奇心和學習欲望非常的濃厚，能夠以清晰的目標來進行高效率的學習，為學生創新精神和實踐能力的提升奠定良好的基礎[2].

運用數字化進行物理實驗教學，屬于全新的課程教育方式，配合著教師指導使每個學生能夠由淺入深來把握課本中的重點知識，并且拓寬自主學習的空間.在班級教學中學生是整個學習的主體，教師也尊重了學生當前的求知意識，以一種更加持續的教學方案幫助學生獲得良好的發展空間，這樣一來可以使每個學生具備加強主觀能動性挖掘自身的學習潛能，快速地理解在實驗中所蘊含的規律等.學生在通過自身努力探究出問題最終答案之后，內心的自信心會非常的旺盛，同時配合著學生的感知能力，了解各個知識點之間的關系.通過經驗的總結，為學生物理學習提供諸多的幫助，全面地彰顯數字化實驗在學生初中物理學習中的重要優勢.

2.2 有助于激發學生實驗的興趣

在以往初中物理實驗教學課堂中，教師一味地為學生講解最終的結果，認為實驗過程非常地繁瑣，學生只要了解整個實驗步驟就可以了，并沒有對學生的整個實驗過程進行有效的指導.一部分學生在實踐學習時遇到相關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驗學習的興趣，也會對學生物理素養的形成造成較為嚴重的干擾.或者是一部分教師為了追趕課堂教學進度，只是為學生以理論的方式來講解實驗的內容，種種原因限制了學生綜合能力的有效培養.

因此，在班級教學中，教師要加強對數字化實驗教學模式的科學利用，讓每個學生都能夠參與到課堂學習氛圍中來，完成教師所布置的學習任務.相比于被動地聽教師的實驗講解，學生更加喜歡數字化實驗，并且在數字化實驗平臺所蘊含的學習資源非常豐富，學生能夠按照自身的理解能力和認知能力選擇合適的內容來進行自主性的實驗，并且在出現困惑時也可以在數字化平臺中尋找相關的答案，配合著教師的引導，快速理解課本中的核心內容.通過反復的實驗在腦海中能夠形成具體性的印象，強化學生動手操作能力，更好地發揮主觀能動性.數字化實驗也可以幫助教師解決在以往實驗教學中素材和工具不足的問題，通過模擬性的方法來為學生的實驗學習提供重要的幫助，讓學生能夠認識到物理知識和日常實驗之間的關系，利用理論知識來解決實驗中存在的各項問題，充分地發揮學生的主體學習作用，培養學生的創新創造能力，以此來保證初中物理實驗教學模式的有效改革以及創新.

3 數字化實驗在初中物理教學中的具體應用

3.1 小組合作學習

教師在初中物理教學課堂中為學生開展數字化實驗學習時，需要以小組合作為主要的方式，開創全新的教育模式，讓每個學生能夠形成優勢互補，在實驗中有豐富的體驗，并且形成正確的學習方法和學習習慣，為學生物理素養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，教師可以讓學生通過直觀性的數字化實驗來加深對課本內容的印象，并且配合生動直觀的方式，為學生高效率理解知識提供重要的幫助.在學生小組實驗之前，教師按照課本中的重點內容為學生布置不同的實驗任務，讓學生能夠在小組中有目的地來完成教師所布置的實驗項目，并且在反復探究的過程中有豐富的體驗，快速地掌握課本中的核心內容，有效地降低學生的學習難度，讓學生在小組實驗中認識到學習物理的價值以及魅力，提高學生的學習能力.

例如 在班級教學中為學生講解“電磁感應現象”，這一部分知識較為抽象，學生在理解時存在一定的難度，因此在班級教學中，教師可以以這一實驗內容為基礎，讓學生更加直觀性地感受到發電機中邊磁場的強弱變化.在數字化實驗實施的過程中，教師在為學生準備發電機模擬設備之后，再讓學生調整相關的參數，觀察一下發電機中邊磁場強弱變化的特點，通過數字化實驗完成發電機功率的增加，這樣一來可以將抽象內容變得更加直觀，同時配合著生動的畫面，還有助于使每個學生產生較強的學習興趣.在小組中學生要總結一下影響電磁感應的相關因素，在數字化平臺中進行科學的探究，全方位的培養觀察能力以及問題分析能力.在小組合作時教師要為學生布置不同的學習任務，比如一名學生要操控數字化的實驗平臺，另一位同學要進行數據的記錄，同時也可以進行角色的互換，讓每個學生都能夠體會到整個實驗的過程，并且將內心想法融入到實踐中進行反復的驗證.

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

3.2 強化對學生動手操作能力的鍛煉

初中物理實驗教學課堂主要是為了培養學生的動手操作能力，因此在課堂教學中，教師要以數字化實驗為基礎滿足這一教育要求，讓每個學生能夠投入到不同的學習環節中來完成教師所布置的學習任務，通過反復的推斷以及思考找到問題的解決方法，使每個學生物理知識應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驗內容的精心設計，并且還需要注重實驗的難易程度，避免對學生的學習造成較為嚴重的影響，讓學生能夠快速投入到實驗的學習環境中來進行有效的探究，提高學生的動手操作能力[4].

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

3.3 擴展學生自主學習空間

由于數字化實驗平臺中所包含的素材和工具非常的豐富，所以在初中物理實驗教學課堂中，教師在為學生開展實驗教學時可以適當地擴展學生自主學習空間，讓學生能按照課本中的內容科學的設計符合自身學習需求的實驗，只有這樣才可以使每個學生都能夠以飽滿的情緒進行高效率的學習，激發學生的主觀能動性.

例如 在班級教學中為學生講解“能量轉化的基本規律”，在班級教學時，教師要讓學生按照課本中的內容精心地設置能夠展示能量轉換基本規律的相關實驗或者是現象，之后，再通過錄制視頻的方式來進行有效的記錄.教師要在班級中開展競賽式的教學模式看看哪個學生的實驗內容非常的直觀，這樣一來可以全方位地激發學生的學習動力來進行高效率的實驗.在學生實驗時需要開動腦筋，以能量轉換基本規律為基礎，使各個實驗內容能夠變得更加有合理性.在學生完成實驗之后，教師讓學生到講臺中向其他同學介紹一下自己的實驗思路以及主要的實驗過程等，讓學生能夠進行清晰的表達，實現學生個性化能力的有效發展.

4 結語

在初中物理教學中，實驗教學所發揮的價值較為突出，是鍛煉學生知識運用能力和動手操作能力的重要保障，因此教師需要以數字化實驗為基礎，開創全新的課堂教學模式，突破時間和空間的束縛之處，讓學生在實踐中進行靈活性的創造以及創新，掌握正確的問題解決方法，實現初中物理實驗教學模式的全面改革.

參考文獻：

[1]張仁和.信息技術在初中物理實驗教學中的運用[J].學周刊，2021（35）：101-102.

[2]王吉霞.淺談信息技術在初中物理演示實驗教學中的應用探析[J].讀寫算，2021（25）：19-20.

[3]楊榮.淺談信息技術在初中物理實驗教學中的應用[J].中小學電教，2021（Z2）：70-71.

[4]唐紹峰.信息技術在初中物理實驗教學中的應用[J].廣西教育，2021（29）：143-144.

[5]倪朝輝.對初中物理實驗教學整合優化的思考[J].初中生世界，2022（48）：71-72.