数字化实验在初中物理教学中的运用分析

王菊珍

数字化实验在初中物理教学中的运用分析

王菊珍

（甘肃省嘉峪关市第五中学，甘肃嘉峪关735100）

《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确提出，要着力推动信息科技在教学全过程中的运用，推动现代信息技术与学科课程的融合，逐渐完成教学内容的展现方法、学生的教学方式、老师的教学方法和合作学习方法的转型，充分运用现代信息技术的优点，为学生的了解和进步给予多种多样的教学条件和工具。就初中物理教学来讲，数字化实验技术是将物理的理论与信息科技紧密结合，在教学中合理利用数字化实验，可以塑造学生的学科素养。虽然“数字化”是数字化实验系统软件的优点，可是它也会给实际教学中的老师、学生造成很多难题，因此，文章就该发展趋势进行讨论。

数字化实验；初中阶段；物理教学分析

一、将数字化实验系统应用于初中物理课教学实践活动的标准

（一）合理性标准

应遵循数字化实验系统软件在物理学实验设计方案中的合理性标准。合理性是数字化实验系统软件物理学实验设计方案的重要基础，老师应当保证数字化实验系统软件在物理学实验教学中，实验方式与实验基本原理具备合理性，而且依据初中物理学实验的学习原理与规律性开展实验内容的设计方案，进而充足地充分发挥数字化实验系统软件的功效。老师在应用数字化实验控制系统设计实验时，要充分考虑有效方法的应用，科学研究观念的落实。老师在实验全过程中要教会学生应用合理的办法解决数字平台实验难题。

（二）目的性标准

数字实验系统软件的使用也要遵循目的性标准。从人们的教学实践活动来看，学生针对数字化实验的首要条件是将实验状态与数据融合。由于在物理实验教学中使用数字实验系统软件，核心转换是传统式实验中数据分析和数据信息加载阶段，而这对初中学生了解有一定难度，这就需要教师从教学具体的学情考虑，结合教材内容实验中的实际问题，结合实际教学中的问题，进行数字实验系统软件处理。

（三）适用性标准

适用性标准也是数字化实验系统应用应遵循的标准，老师在利用数字化实验系统软件开展初中物理课实验的制定时，必须保证实验的具体内容与专业知识合乎初中生的认知水平，根据数字化实验系统软件的特性培养学生的自学能力，进而提升初中物理课实验教学的品质。在物理学实验教学中，要选用最好的办法开展数字化实验系统软件的教学。

二、数字化实验系统应用难度及其解决方法

从当前的初中物理课堂教学角度来看，其数字化实验系统的构建与应用会遇到一些难题，为了能够让数字化实验系统发挥出应有作用，做好对难题的分析并找到解决方法是重要工作任务。

（一）校园基础环境

难题：数字化实验系统作为以信息技术为基础的创新性实验教学模式，其需要学生拥有优质的信息环境，并能够专门成立数字化实验室，同时在各班级中都要设计数字化实验演示及实验平台。这需要学校投入大量的资金，还要引入设备，建设系统平台等。然而，当前很多学校在财务方面都只能维持基本活动开展，根本没有多余资金用于数字化实验平台的搭建及系统研发，这让初中物理数字化实验系统的构建遇到了困境。

解决方法：针对当前学校数字化实验系统构建方面的环境及资金困难，学校可以采取多方联合的方式予以开展。首先，学校可以像上级教育部门进行申请，让教育部门给予资金及政策上的支持。其次，学校可以在教育部、政府的支持下，由教育部的带头，实现学校与企事业单位的关联，由企事业单位资助和赞助，其中以信息技术相关企业优先，因为他们不仅可以在资金上予以投资，还能够在技术上予以支持。对于投资最大的企事业单位可以实现对数字化实验系统的冠名，如“XX数字化实验平台”等。第三，学校可以根据本校实际情况，在不影响学校基本教育活动开展的前提下，尽自身所能予以投入，为数字化实验系统的构建贡献力量。

1.3.2 山东省政府政策优势。山东省的十三五规划还强调遵循网络的力量，要专注于推动网络基础设施。为推动新一代信息技术相关领域的协同发展，要构建互连、集成、智能、安全的信息技术产业，实现全面新网络经济的扩张。这为山东省电子商务的发展提供了重要的技术基础，为福山大樱桃电子商务发展提供了机遇。

（二）老师信息水平

难题：在数字化实验系统应用过程中，老师作为教育活动中的主要负责人，其必须要具备良好的信息素养，才能够顺利完成对数字化实验系统的操作，进而保证数字化系统的功能性能够得以发挥。然而，从当前的老师专业能力角度来看，很多物理老师在信息素养方面，并不能胜任数字实验系统的工作，这会影响到数字化实验的开展效果。如果应用不当，那么数字化实验系统的教学优势很难予以发挥，这会导致巨大的教育资源浪费。

解决方法：针对老师信息水平不足的问题，对其予以解决是必然选择。因为随着初中物理教育工作的进步，数字化实验系统的构建是学科发展趋势，所以老师早晚要面临这一问题。为了解决老师信息素养不足的情况，可以在完成数字化实验系统构建以后，由负责开发和维护的单位派专人对老师进行培训，保证每一名老师都能够熟练掌握该系统的操作方式，同时能够处理一些基础性的问题。以确保在运用数字化实验系统进行授课时，能够解决学生遇到的一些问题，保证数字化实验可以在课堂教学环节中顺利予以开展，并可以收获较理想的效果。

（三）学生接受程度

难题：学生的接受程度如何是影响初中物理数字化实验平台健身与应用的关键。从当代初中生的兴趣需求角度来看，他们对于新颖的事物是具有较强兴趣的，以信息技术为基础的内容兴趣更强。但当将其与学习、实验相关联，学生的接受程度、理解程度都无法保证。如果，学生出现接受程度不强的情况，那么不仅会导致课堂教学工作达不到理想的效果，同时还会造成教学资源的巨大浪费，这对于初中物理教育工作而言是非常不利的。

解决方法：诚然，学生的兴趣、接受能力是无法估计的。但对于以信息技术、数字化平台为基础的实验教学，学生们一定会感兴趣的。如果老师担忧该方法的有效性，可以借助数字化平台先做好对学生的引导，实现物理实验与现实生活的关联，并借助视频资料、Flash等方式完成对学生的兴趣调动与思维启发，为课堂教学工作的开展做好铺垫。针对学生理解能力不足可能导致的接受程度问题，老师可以对学生进行简短的培训，让学生也可以具备基础的信息水平，从而保证他们在学习中可以更好地进行数字化实验，提升他们在学习过程中的体验。

三、将数字化实验系统应用于初中物理课教学实践活动的对策

在初中物理课堂教学中，老师要想将数字化实验系统应用到实验活动中，就必须要做好课堂教学工作的统筹设计，同时还必须要对课堂进行合理的管理。

（一）节省无谓时间，拓展实验思维

数字化实验感应器和数据采集器替代了学生的获取数据全过程，计算机技术对信息实现了统计分析、解决和剖析，使学生免去了烦琐的动手验证过程，可以及时把信息根据图像立即展示出去，形象化地看得出每个标量的关联，进而让学生有更多的时间用以实验设计方案、研究和剖析，有益于更好地了解定义，把握规律性。这对激发学生的认知主题活动，扩展逻辑思维，开发设计造就潜力等都有积极意义。

例如，传统式实验做法：研究实验中调整酒精喷灯与量杯的高宽比，将温度表吊在铁架台上放进水里，不能碰着器皿底和器皿壁。引燃酒精喷灯，对量杯中的水加温，留意观察水里气泡的转变，每过1min记录一次温度表的示数。

数字化平台实验改善：改善实验方式及实验结果的展现方法。将准备好的实验器械拼装好，在试管中添加适量的水，随后固定不动在铁架台上。将温度感应器和数据采集终端连接好。打开计算机上的DIS工具软件将温度感应器调零。开启数据信息纪录报表，引燃酒精喷灯后，点一下“组件”，观察水里气泡和环境温度的转变，直至水沸腾，观察温度的转变，点一下“终止”，储存数据信息，随后挑选制图，获得图像并储存。

根据本实验能够看得出，因为数字化实验服务平台的干预，学生初中物理课实验的次序显著掌握大量，并且还能够学会思考，开展思想的开拓和练习，进而可以更好地观察物理学实验，而且可以协助老师一起思考实验的改善方法。

（二）实验基于生活基础，促进教学全面改变

未来随着社会的发展，信息科技必定深层次到人们日常生活的各行各业，信息科技与教学行业紧密结合是必然趋势。因而，老师勇于开拓包含数字化实验系统软件的当代教育新技术，在教学中加以应用，进而能够推动教学内容、教学方式和教学方法的更改。当实验根据日常生活基本进行，就可以获得确定的实验结果，就可以吸引住学生们的普遍关注。

视频观看，新课程引进。利用多媒体播放视频，水饺各自放到水中和油里煮，煮同样的时间段后，发觉水里的水饺完好无损，而锅中食用油里的水饺却越来越发黄。怎么会发生那样的状况？大家日常吃的水饺全是清煮的，是由于油的沸点比空气密度高，油的沸点高过空气密度，那什么叫沸点？

从日常生活最普遍的状况引进，让学生了解日常生活随处有物理学，物理与生活密切相关。偏向生活的实验最可以触动学生的心理，这是由于例如煮饺子那样的偏向生活内容对学生而言是特别了解的。当学生发觉日常生活有很多物理变化的情况下，自身便会对物理变化十分有兴趣，有针对性地开展数字化实验的方法，学生们将在更短的时间内迅速地了解物理学实验的解决方法和实验流程，让学生的逻辑思维运行速率更快。

（三）节约上课实验时间，加深实验综合气氛

改善实际效果构想：传统式实验中运用的是电流计和电流表的各自精确测量穿过电阻器的电流和电阻器两边的电流值。在研究实验全过程中，学生既要观察电流计又要观察电流表，那样学生有一些手足无措消耗了许多时间。这也是一种对实验时间的消耗，并且也无法真的让学生融进到自学当中，手足无措的状况一直存在，针对学生而言也是十分消耗上课时间的。

实验改善：数据信息测量方法及实验结果的展现方法

1将电压传感器和电流传感器各自接入数据采集终端上。

2将小灯泡、滑动变阻器、电源开关连接电源电路中，将电源开关断掉，把电流传感器串联连接电源电路，电压传感器并连接在小灯泡的两边。

3.调整滑动变阻器，更改滑动变阻器连接电源电路的电阻器，待电流传感器和电压传感器的示数平稳后，点一下记录数据信息。

如果选择数字化实验系统软件，则可防止此不足的发生，当实验设备如电流传感器、电压传感器连接电源电路后，学生点一次对话框数据采集组件，改变滑模模组，数据信息将自动按顺序由上而下，点一下“公式计算”栏加电阻器会自行算出阻值。从数据表格初中学生会发现，无论学习电压值和电流如何转换，最后测得的电阻器电阻值大部分全部都是一致的。

（四）改进学生实验理解，开展有效教学思考

在利用传统式实验教学不成功后，教研室的教育学习者们科学研究后，决策选用数字化实验教学。利用数字化实验系统软件开展声音特色的教学实践活动后，实验班学生的考试成绩间距小，考试成绩较集中化。

水的沸腾实验状况：

学生梳理好实验器械后，

老师：在实验全过程中你看到了什么状况？

学生：在升温历程中，水在烧开前，开水的气温持续地升高。

学生：在升温历程中，水里有很多气泡造成且持续升高、增大，到河面裂开，气泡中的水蒸气释放到空气中。

老师：根据图像你能发现什么规律性？

学生：水沸腾后，再次加温但温度维持不会改变。

学生学会反思和思考，并且老师也需要开展教学思考和总结，根据一遍一遍地比照，能够看到在数字化实验中初中生教学思考的概率更高，这是由于数字化实验服务平台可以释放老师的两只手，也可以启迪学生的思维。

四、结语

信息科技的应用很重要，物理是一门以实验为基本的课程，数字化实验平台是物理教学科学研究的重要方式，在物理学教学全过程中有着至关重要的功效。传统式的实验器械和精确测量方式，一定程度上干扰了教学的实际效果。因此，物理学实验教学终将作出转型，应用数字化实验服务平台变成塑造学生物理科技创新素养的重要应用方式。

[1] 李月.数字化实验在初中物理实验教学中的应用研究[J].新课程导学,2021(14):70-71.

[2] 袁静.探讨数字化实验在初中物理教学中的运用[J].文理导航(中旬),2021(02):31-32.

[3] 孔庆仪.数字化实验在初中物理实验教学中的应用[J].初中物理,2020,38(18):40-42.

[4] 余晓峰.数字化实验在初中物理实验教学中的应用研究[J].天津教育,2019(36):142-143.

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