初中物理數字化實驗與傳統實驗的融合

物理新課標著重強調實驗探究在物理學習中的重要性，認為實驗是物理學習的基礎，也是培育學生核心素養的重要載體。在課程改革背景下，初中物理數字化實驗與傳統實驗的融合能夠促進傳統教學模式的創新優化，有效提升實驗的精準性與效率，增強學生的學習體驗感與積極性，助力學生綜合能力的提升。基于此，教師要重視初中物理數字化實驗與傳統實驗的融合，深入分析學生的興趣需求與發展規律，檢索新時代產生的趣味性教學模式，對實驗課堂展開創新優化活動。在此基礎上，教師鼓勵學生展開獨立思考、自主探究、小組討論、實踐操作等活動，讓學生在理解并內化物理知識的同時，全面提升動手操作能力與學科素養。本文圍繞初中物理數字化實驗與傳統實驗地融合進行了研究分析。

一、初中物理數字化實驗與傳統實驗融合意義

將數字化實驗與傳統實驗融合在一起有助于利用圖像、圖表的形式將實驗過程可視化，讓學生更加精準、快速地采集數據，對實驗現象與實驗結果進行準確的處理與分析，大大提高了課堂教學效率；有助于培育學生的動手能力與創新能力，讓學生在數字化實驗活動中直觀理解實驗過程，掌握實驗數據，將其滲透到實際性實驗活動中，立足實驗調整與創新，使學生更好地理解物理知識；滿足學生的個性化學習需求。數字化實驗的優勢能夠清晰記錄學生的實驗數據和學習過程，而傳統實驗的優勢能夠驅動學生自主動手實踐操作。以此為線索，將兩者融合，能夠在保留傳統實驗的優勢的基礎上利用數字化實驗解決傳統實驗中難以定量、難以捕捉的細微過程，讓學生更直觀地理解物理知識，實現課堂整體學習效果的提升。

二、初中物理數字化實驗與傳統實驗融合策略

（一）實驗情境創設，激發科學探究興趣

實驗情境是指給學生創設多種真實、生動、直觀的實驗教學情境，主要是以數字化實驗、傳統實驗為核心，使學生在探究實驗或解決問題的過程中自主理解物理知識和建構意義。在初中物理課堂教學中，教師要巧妙地安排新異有趣的物理實驗，激發學生的學習興趣與探究興趣，使學生能夠主動動手、動腦，有效探索知識，開展深度學習，為后續的實驗課程奠定良好的學習基礎。

例如，在\"聲音是什么\"的教學中，目的是讓學生置身于各種各樣的聲音中，感受聲音世界的奇妙。首先，教師需要創設情境：出示音頻資料（音頻中分別是一張紙、一根橡皮筋、一杯水等物體發出的聲音），提出問題“仔細聽，是誰發出了聲音？\"讓學生閉上眼睛，仔細傾聽，舉手回答問題。然后，呈現“紙張、橡皮筋、水\"的圖像，引導學生對比分析，看看自己猜測的是否正確。在此基礎上，進一步提出問題“你們知道它們的聲音是如何發出來的嗎？\"拓展智能實驗板塊，該板塊內有各種實驗素材，讓學生在平臺內嘗試自主開展實驗活動，運用不同的方法使上述物體發出聲音，從而明確\"聲音是由物體振動產生的”。在學生對聲音的產生有一定認知后，將學生分為不同的小組，為各組學生發放合適的實驗素材，讓學生聚焦教材內實驗活動“探究聲音的傳播”，開展實際性實驗活動，使學生真實地經歷在水中搖鈴、將正在發聲的喇叭懸掛至廣口瓶的實驗過程，進一步明確“聲音可以在固體、液體和氣體中傳播，但不能在真空中傳播”。以此為線索，實現數字實驗與傳統實驗的融合，在有效激活學生實驗探究興趣的同時，優化學生的知識理解。

（二）數字實驗演示，掌握物理實驗程序

在初中物理課堂教學中，教師要關注學生的學習進度，能夠根據學生的學習情況巧妙開啟數字實驗演示活動。在此基礎上，引領學生展開觀察探究、推理分析，充分掌握實驗流程、實驗現象與實驗結果。以此為線索，鼓勵學生結合自己的知識經驗開展實際實驗活動，并能夠與數字化實驗進行對比分析，進一步完善學生對物理知識的理解與掌握。

例如，在教授\"汽化和液化\"時，教師需提出核心問題“汽化與液化的定義是什么？\"聚焦數字平臺演示汽化與液化的實驗“觀察水的沸騰”“觀察水的液化”，讓學生觀察酒精燈在加熱燒杯中的水時所產生的實驗現象，并在水溫達到90 ℃ 時，每 0.5m i n 記錄一次溫度計示數，進一步觀察水中發生的現象，說一說自己的發現，將水沸騰前后溫度隨時間變化的圖像在教材內繪制出來。同時，要注意探究水加熱過程中，瓶口內部和上方所產生的現象，以此為契機，明確“沸騰是在液體和表面同時發生的汽化現象，而物質變為液態叫作液化”，使學生直觀而清晰了解汽化、液化的現象。然后，教師可以布置任務“自然界中雨是怎樣的形成的？\"讓學生根據上述實驗結論解釋自然界中雨的形成，并可以借助雨的形成相關原理與上述實驗程序，讓學生小組合作展開實驗活動，在實踐觀察、動手操作、數據記錄的過程中進一步深化對汽化和液化現象的理解，促進學生實驗能力與創新思維的發展

（三）交互實驗調整，確保實驗內容完整

交互式物理實驗是一種利用各種人機互動方式，加深學生對物理知識的理解和掌握。通過實踐操作和互動探究，學生可以更深入地理解物理概念，提升物理學習效果。在初中物理課堂教學中，教師要對物理實驗進行交互設計，能夠在互動探究中調整、優化實驗活動，以保證實驗內容的完整，使學生更好地開展物理實驗活動，讓學生在實踐操作、深度探究中，進一步提升實驗能力，內化物理知識，助力學生核心素養的發展。

例如，在教授\"測量物體的質量\"時，教師要聚焦數字平臺設置交互性實驗：導入實驗游戲界面，在這一界面內，設有測量一枚回形針的質量實驗，旨在讓學生觀察實驗活動，分析實驗中什么地方出現了錯誤，有效調整并完善物理實驗。其中，教師需將學生分成不同的小組，讓學生分析如何利用天平對回形針進行測量，自行設計實驗活動。各小組要對設計出的實驗活動與數字平臺內錯誤的實驗進行對比，有效完善實驗內容。如果最終的實驗是正確的，數字平臺會給予提示；如果是錯誤的，會給出錯誤的原因，以此讓學生在智能交互性實驗中，掌握“用天平測量物體質量\"的實驗方法。最后，為各組學生發放裝有水的瓶子，讓學生根據自己所掌握的天平使用原理，有效開展實驗活動，對瓶中水的質量進行測量。以此來有效實現數字實驗與傳統實驗的融合，有效激活學生的科學思維與創新思維，促使學生對所學知識進行遷移內化，有效實現對物理知識的學以致用、舉一反三。

（四）構建虛擬實驗，鼓勵學生自主實驗

在初中物理課堂教學中，教師可巧妙借助VR、AR或小程序設置虛擬實驗活動，引導學生在虛擬平臺上，根據智能助手的引導與啟發展開實踐操作活動，為學生營造身臨其境的活動體驗，使學生在虛擬實驗中充分掌握實驗方法與實驗原理。以此為契機，教師鼓勵學生自主設計實驗內容，將在數字實驗中學到的知識與能力應用到實驗中，通過切身參與實驗活動，全面提升學生知識能力與物理素養。

例如，在\"杠桿\"教學中，其教學目標是讓學生學會識別杠桿，準確找到支點、動力臂、動力、阻力、阻力臂，理解杠桿的平衡條件，并能運用杠桿的平衡條件進行計算。在學生對杠桿有基本認識后，教師可借助VR、AR或小程序，與媒體平臺相結合，創設虛擬實驗情境。在此基礎上，引人實驗任務。

1.在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼，使杠桿在水平位置平衡。

2.標注出杠桿工作時的支點、動力、動力臂、阻力和阻力臂。

3.借助自己對杠桿原理的認知，自行制作曉曉板。

在這個過程中，學生沉浸在虛擬情境中，根據所提供的材料開展實驗活動（虛擬平臺會根據學生的任務完成情況進行評分），并能夠在對杠桿原理有了深入理解后，發揮想象力與創造力，展開實踐操作，設計新穎、有趣的蹺曉板模型或玩具，以此激發學生參與實驗的熱情，激活學生的創新思維，促進學生實踐創作、動手操作能力的提升。

（五）踐行多元評價，助力學生總結提升

隨著物理實驗課堂的不斷發展，教師要關注教學評價的引入，能夠根據學生的學習情況，結合課堂教學內容，合理設定評價標準。在評價標準引導下，合理推選學生自主評價、學生小組互評，鼓勵學生深人分析自己與同伴的學習狀態與實驗過程，更直觀地認識到自己與同伴的優勢與不足，展開總結反思、相互借鑒、相互學習活動，助力學生科學思維、科學探究能力等綜合性素養的發展。

例如，在教授“電路連接的基本方式\"中，教師要根據實驗課堂的教學內容，合理設置評價標準與評價等級。

以評價表格為依據，鼓勵學生在各個環節對自己的學習情況、實驗情況以及學習成果進行自評、互評活動，直觀了解自己與同伴在每個環節中不同的表現，并進行總結與反思。在相互借鑒、相互學習的過程中，提升學生核心素養，實現高質量課堂建設。

三、結束語

總而言之，在新時代教育背景下的初中物理課堂中，數字化實驗與傳統實驗的融合勢在必行。教師要深入分析數字化實驗與傳統實驗各自的優勢與不足，充分發揮其優點，借助有效的教育手段，通過數字化實驗與傳統實驗相融合的方式優化物理課堂，完善課堂實驗活動，使學生獲得物理觀念，科學思維、科學探究等核心素養的發展。具體而言，可以通過實驗情境創設、數字實驗演示、交互實驗調整、構建虛擬實驗、踐行實驗創新等活動策略，引導學生開展深度學習、實踐操作，在有效培養學生實踐能力的同時，更好地助力學生對知識的理解與內化，達成事半功倍的教學效果。

【參考文獻】

[1胡寶江信息技術與初中物理實驗教學有效融合的實踐研究中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2024（3）：96-98.

（本文系省教育科學“十四五\"規劃課題“信息化輔助教學系統在初中物理教學中的應用研究\"的階段性研究成果，編號：D/2021/02/396）