数字化实验在高中物理中的应用策略

曹晖

摘 要：随着多媒体技术被广泛应用在教学中，教师也逐步改变了教学策略，构造数字化课堂。在本篇文章中，笔者就如何在高中物理教学中引用数字化实验展开教学来实现高效物理课堂教学目的。

关键词：数字化;高中;物理实验;教学

信息技术将数字与学科教学紧密联系在一起，成为广大教育工作者十分青睐的教学手段之一。高中物理知识综合性较强，导致很多学生在学习物理知识时常常遭遇重挫，因此教师逐步将信息技术与物理教学结合在了一起，创设出一些数字化实验教学情境，促使学生根据数字化实验加深对物理知识的理解，并提高其物理学习兴趣。

一、数字化实验展示微观细节

由于物理教学环境的限制，很多物理实验细节很难在课堂中展现出来，使得学生对物理知识的理解不充分。随着信息技术的不断发展，信息技术辅助教学能够转变上述现状，高中物理教师开始利用数字化实验系统将一些实验细节清晰地呈现给学生，促使他们在学习过程中能够通过捕捉实验瞬息变化，提高物理学习兴趣，进而熟练掌握并理解物理知识。

例如，学生在学习“自感现象”一节时，高中物理教师通过数字化实验展示了实验中的电流变化这一细节，促使学生快速理解了物理知识。課上，教师在讲解完互感现象后，使学生认识到这种电磁感性现象对电路正常工作产生的影响，又展示出课本中给出的由两个相同规格的灯泡组成的并联电路图，使学生仔细观察滑动电阻变化时，电路中两灯泡的亮度。有学生在观察实验过程中能够清楚地感到两个灯泡的明暗，但一些不敏感的学生对灯泡的明亮变化观察得并不清晰，导致教师在讲解自感现象时他们很难理解其中的含义。如果教师课堂中利用计算机实现数字化实验教学，将电路中电流的变化这一微观细节通过数字的形式呈现出来，那么再引出自感现象概念时，学生就很容易接受。高中物理教师通过数字化实验展示实验中的一些微观细节，既能够激发高中生学习和探究物理学习的兴趣，也能够促使他们养成仔细观察的良好学习习惯。

二、数字化实验提升精确度

实验与误差通常是同时存在的，人们在实验进行过程中通常会采取一些手段来减小误差，增加实验的可信度。高中物理主要以实验为主，教师在讲授实验知识时要将实验中可能存在的误差、误差出现的原因以及如何改进实验减少误差等常识通通讲解给学生，使其尝试改进与创新探究出能够提升实验精确度的方法。信息技术的发展，使得物理教学数字化成为现实，高中物理教师可以在课堂中运用数字化实验来提高实验数据的精确度，提高学生认知与理解力。

例如，学生在学习“牛顿第三定律”一节时，高中物理教师在课堂中通过数字化实验教学促使学生真实感受到作用力与反作用力这一对相互作用力之间的等大反向的关系。课上，教师引用手拉弹簧时弹簧拉手以及两个小船上的人互推使得两船向相反方向运动的现象引出了作用力与反作用力两个概念，并将等大与反向的特点讲解给学生。高中生虽然能够很快理解反向这一特征，但是不知为何会出现两力等大现象，此时教师可以借助传感器实现数字化实验教学，将传感器与计算机联系在一起，在拉拽两个传感器时引导学生仔细观察计算机输出的两组数字的图象，促使他们通过观看图象进一步理解牛顿第三定律。高中物理教师通过使用计算机实现数字化实验教学，既能够激发学生物理学习热情，又能够提高实验的精确度，培养学生物理思维。

三、数字化实验拓展实验范围

在传统物理实验教学过程中，广大教师大多数都是按照教材内容来讲授或者组织一些实验活动，虽然能够有效提升学生的实验学习积极性，但是死板的实验步骤也很容易使他们产生厌倦心理。信息化时代的到来为物理教学带来了希望，高中物理教师可以通过计算机信息技术实现数字化实验，大大拓展了物理实验范围，除了课本中基础实验外，还可以组织一些数字化实验，提高学生对物理知识的学习激情。

例如，学生在学习“自由落体运动”一节时，物理教师可以借助数字化实验促使学生能够清晰地认知到它是初速度为零的匀加速直线运动。课上，物理教师将自由落体运动的概念讲解给学生后，便带领学生尝试使用打点计时器来研究自由落体运动，并将打点计时器与计算机连接在一起，记录重物在自由落体运动过程中的高度与运动时间、速度与时间之间的动态变化数据，使学生深度认识自由落体运动。数字化实验使得课本中传统的自由落体运动实验“活”了起来，学生能够一目了然地观察到物体运动的状态以及期间数量关系之间发生的改变，大大拓展了实验范围，使得课堂变得更加丰富多彩起来。学生在信息化实验学习氛围中的积极性也较传统实验课堂中高，对物理充满了学习积极性。

四、数字化实验激发学生兴趣

高中物理课本中的一些实验较为抽象，很难激起学生的实验探究兴趣，导致教师在组织课堂实验活动时受到各种因素的阻碍，导致课堂效率不高。信息化时代的到来为高中物理教学注入了新鲜血液，物理教师开始将物理实验与数字化结合在一起，营造出先进且趣味性高的物理实验课堂，引导学生通过数字化实验系统高效完成实验操作，在提高学生物理实验兴趣同时培养其科学思维以及物理核心素养。

例如，学生在学习“研究平抛运动”一节时，高中物理教师通过开展数字化实验来激发学生物理学习兴趣。课上，教师提出问题“如果一个小球水平抛出后它的运动轨迹是怎样的，运动过程中是否有一定规律性”，引发学生思考。学生通过动手演示小球平抛运动轨迹以及分析小球的受力情况，逐步总结出了平抛运动的特点。教师根据学生得出的结论，将小球运动装置与计算机关联在一起，并且记录下小球每个时刻运动情况，使学生能够通过观察小球运动的轨迹以及各个时刻的速度以及位移变化情况加深对平抛运动的理解，提高物理实验兴趣。

一言以蔽之，高中物理教师使用数字化手段展开物理实验教学活动可以有效提升物理教学的深度与广度，激发学生对物理学习的兴趣和实验创新能力，实现高效物理课堂教学目标。

参考文献：

[1]杨爱明.高中物理教学中的传统实验与数字化实验的优化整合[J].考试周刊，2013（81）：151-151.

[2]王荣辉，罗春春.高中物理实验教学中数字化实验的应用[J].考试周刊，2017（13）：114-114.