袁靜

【摘 要】數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，隨著國(guó)家新課改的深入，數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在初中教學(xué)進(jìn)行普及。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)器材，以傳感器和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，并且與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器械相結(jié)合，達(dá)到彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)中存在的儀器弊端。在此基礎(chǔ)上，支持了教學(xué)的信息技術(shù)與物理的全面整合。根據(jù)初中物理教學(xué)現(xiàn)狀和態(tài)度，本文展開(kāi)對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在其運(yùn)用的分析和研究。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化;初中物理;措施

學(xué)習(xí)物理學(xué)科離不開(kāi)學(xué)生動(dòng)手操作的物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生理解物理概念以及掌握物理規(guī)律，根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)器材對(duì)其進(jìn)行彌補(bǔ)和改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)更為精確，實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析處理。相比于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)在探索物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律方面有著更大的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)軟件，完成教材中的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀和問(wèn)題

目前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師不應(yīng)該只重視物理知識(shí)的灌輸。在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，教師缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思和師生互動(dòng)。大部分教師在物理實(shí)驗(yàn)課中通常將教學(xué)目標(biāo)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和結(jié)果通通都告訴學(xué)生，實(shí)驗(yàn)全部由教師自己完成，學(xué)生得到的動(dòng)手做的時(shí)間很少，失去了做物理實(shí)驗(yàn)的很多機(jī)會(huì)。物理實(shí)驗(yàn)只停留于看視頻或看教師實(shí)驗(yàn)的表面，無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)深入。即使課堂時(shí)間和教學(xué)計(jì)劃，允許學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，但是如果教師課前沒(méi)有做足準(zhǔn)備，課堂出現(xiàn)的問(wèn)題，因?yàn)闆](méi)有預(yù)想和準(zhǔn)備，導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，教學(xué)效率下降。因?yàn)閮H是教師的演示實(shí)驗(yàn)，會(huì)造成學(xué)生缺乏物理知識(shí)探索的主動(dòng)性，影響學(xué)生動(dòng)手能力，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)沒(méi)有足夠的興趣，無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的探究，所以課堂教學(xué)自然就降低效率。利用好每一次的實(shí)驗(yàn)，努力營(yíng)造積極和愉悅的教學(xué)氛圍。教師授課要突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，基于實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的全面發(fā)展。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)運(yùn)用到初中物理教學(xué)中的措施

（一）利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)探究

初中物理學(xué)科中，聲波物理屬于物理知識(shí)中比較抽象部分，學(xué)生很難理解聲波，只是教師口述知識(shí)是不夠的，學(xué)生對(duì)聲波的理解不深刻。一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，讓學(xué)生記住聲波，理解聲音的特性。在從前實(shí)驗(yàn)沒(méi)有配備數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的設(shè)備條件下，使一部分教師在設(shè)計(jì)本章節(jié)的教學(xué)，沒(méi)有機(jī)會(huì)給予學(xué)生實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，直接忽略實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)設(shè)計(jì)。需要教師對(duì)數(shù)字化有正確的理解，學(xué)習(xí)新技術(shù)。教學(xué)需要從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與分析開(kāi)始進(jìn)行，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)有一個(gè)合適和科學(xué)的安排，從而提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)水平。首先，教師應(yīng)該明確實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和教學(xué)能夠達(dá)到的效果和目的，學(xué)生需要哪些方面的物理知識(shí)得到提高，增加學(xué)生對(duì)聲音的感悟。其中，教師利用數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)和教學(xué)進(jìn)行配合，注意實(shí)驗(yàn)步驟，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的規(guī)范性。先選擇正確的實(shí)驗(yàn)器材，課前自身先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程充分掌握和了解，設(shè)想學(xué)生問(wèn)題，以及突發(fā)狀況下的解決辦法，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程仔細(xì)記錄，并熟記。實(shí)驗(yàn)器材的合理分配，設(shè)備不夠時(shí)，學(xué)生自主分組，兩人一組再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在設(shè)備充足情況下，每位學(xué)生都配備設(shè)備后，教師幫助學(xué)生將聲波傳感器與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行統(tǒng)一連接，學(xué)生檢查是否已經(jīng)連接，檢查完畢后，學(xué)生將手持分析儀，將相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)０宕蜷_(kāi)，在完成正在實(shí)驗(yàn)前的步驟后，保障接下來(lái)系統(tǒng)的聲波實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，聲波傳感器接收到的信號(hào)波，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的圖形描繪，邊核對(duì)邊跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生配合電腦繪制圖邊實(shí)驗(yàn)，最后得到科學(xué)有效的振動(dòng)波圖，利用數(shù)據(jù)化保障了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。學(xué)生在進(jìn)行聲波實(shí)驗(yàn)時(shí)，感受到物理實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，通過(guò)自己努力得出正確結(jié)果，最終獲得成就感。其次，探究過(guò)程也是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師通過(guò)舉例動(dòng)物的聲波，利用信息化在多媒體播放對(duì)測(cè)試海豚或者蝙蝠的聲波的實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生回到自己的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，繼續(xù)使用采集器采集，使傳感器里將接收到不同響度的聲音，并對(duì)電腦繪制出的聲波圖的振幅進(jìn)行觀(guān)察，學(xué)生提出問(wèn)題，思考影響聲音的因素有哪些。對(duì)物理結(jié)果進(jìn)行探究和挖掘。實(shí)驗(yàn)操作完成后，學(xué)生整理設(shè)備，避免設(shè)備的損壞。對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，利用數(shù)學(xué)化設(shè)備在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能夠直觀(guān)地將聲音的特點(diǎn)與性質(zhì)反映出來(lái)，而不是通過(guò)教師口中的詞語(yǔ)體會(huì)。突破了傳統(tǒng)設(shè)備的局限，通過(guò)數(shù)字傳感器將聲音變成可視化，將無(wú)形的現(xiàn)象變有形。給予學(xué)生充分的自由與選擇的權(quán)利，使聲音記錄測(cè)量方法簡(jiǎn)單化，但豐富了聲音實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。表現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的多種現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)通過(guò)引入傳感器得到了事半功倍的作用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，人為本的教學(xué)理念，更強(qiáng)化了用數(shù)學(xué)分析物理問(wèn)題的意識(shí)，動(dòng)手操作物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生養(yǎng)成一種研究問(wèn)題通過(guò)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和圖像獲得結(jié)論的科學(xué)習(xí)慣。

（二）利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生物理興趣

教師能夠善于發(fā)現(xiàn)和探索生活事物，豐富知識(shí)面，對(duì)物理知識(shí)的拓展。教師對(duì)自身素質(zhì)的要求高低，將完全的體現(xiàn)在教學(xué)中。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究問(wèn)題的理性思維的習(xí)慣，在初中物理的教學(xué)過(guò)程中，教材不能完全舍棄，實(shí)踐和教材整合，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)創(chuàng)建教學(xué)情景，讓學(xué)生對(duì)物理感興趣。學(xué)生通過(guò)不斷地思考探索、動(dòng)手實(shí)踐并深入分析，自主獲取更多的知識(shí)，達(dá)到學(xué)生內(nèi)化和知識(shí)的提升。教學(xué)質(zhì)量的提升離不開(kāi)教師的教學(xué)方式的改變。例如教師可以靈活地運(yùn)用多媒體軟件，在教學(xué)《光的折射》利用信息技術(shù)，下載虛擬三棱鏡，視頻里有人拿著三棱鏡，三棱鏡被一道陽(yáng)光穿過(guò)，并且投在了另一面白墻上。物理現(xiàn)象展示出了七種不同顏色的色光，學(xué)生會(huì)對(duì)景象表示感嘆。光的色散實(shí)驗(yàn)，不同顏色的光線(xiàn)折射角度也不一樣。通過(guò)小實(shí)驗(yàn)向同學(xué)們展示了光的色散，幫助理解抽象的知識(shí)，能夠吸引學(xué)生們的注意力，增加他們對(duì)光方面知識(shí)的渴求。還可以借助課堂討論，將知識(shí)拓展，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察的能力。例如在教學(xué)《壓強(qiáng)和浮力》章節(jié)中，教師應(yīng)該利用豐富的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源，適當(dāng)?shù)匕研迈r、有趣的日常生活事件運(yùn)用到教學(xué)視頻里，或者身邊出現(xiàn)的問(wèn)題。比如，為什么在家里用高壓鍋可以使食物變熟，但是在高原地帶的人們，為什么用高壓鍋就煮不熟呢？如果在其他海拔地區(qū)又會(huì)發(fā)生什么呢？利用網(wǎng)絡(luò)資源共享和學(xué)生收集資料中獲得更廣泛的知識(shí)特點(diǎn)。增加了物理課堂色彩，也讓學(xué)生充滿(mǎn)好奇心，同學(xué)們更積極、主動(dòng)地參與到課堂學(xué)習(xí)中。教師運(yùn)用幽默的語(yǔ)言適當(dāng)調(diào)節(jié)課堂氣氛，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源內(nèi)容豐富且多樣的特點(diǎn)，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍?？梢院颓榫敖Y(jié)合帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)入教學(xué)，這樣可以使學(xué)生不斷思考，還能夠讓學(xué)生們更加容易接受新知識(shí)的同時(shí)，也鞏固壓強(qiáng)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的課堂效率。

（三）利用數(shù)字化設(shè)備，提升教學(xué)效率

物理教學(xué)包含大量數(shù)據(jù)的物理規(guī)律，可是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)無(wú)法對(duì)繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，對(duì)教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)造成困擾。使物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，存在大量數(shù)據(jù)的物理實(shí)驗(yàn)得不到詳細(xì)的研究，但是物理實(shí)驗(yàn)離開(kāi)了大量的數(shù)據(jù)很難證明數(shù)據(jù)的科學(xué)性和規(guī)律，由此得到的結(jié)論難確定是否有偏差，為學(xué)生節(jié)約了時(shí)間，無(wú)需學(xué)生再去處理和采集數(shù)據(jù)。留下更多的時(shí)間讓學(xué)生對(duì)物理數(shù)據(jù)進(jìn)行深入探究，有規(guī)律且更具科學(xué)性。根據(jù)教師經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)摩擦力方面的理解都有一定的困難，尤其是靜摩擦力方面的問(wèn)題。如果學(xué)生使用的是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量工具，通常使用彈簧測(cè)力計(jì)，學(xué)生還需要解讀彈簧測(cè)力計(jì)的使用說(shuō)明，由于設(shè)備的陳舊，部分零件甚至看不清楚，學(xué)生操作滑塊時(shí)，變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的示數(shù)總是不穩(wěn)定，學(xué)生徒增煩惱，甚至使學(xué)生無(wú)法讀數(shù)據(jù)，學(xué)生自信心受到打擊。傳統(tǒng)設(shè)備通常情況下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，將木塊放在較為粗糙的器材接觸面上，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大差異的現(xiàn)象比較普遍。

由于教材上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在缺陷，往往按照教材進(jìn)行教學(xué)是不夠的，教師執(zhí)行教學(xué)時(shí)有困難，學(xué)生的疑問(wèn)無(wú)法解釋。對(duì)此教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生使用力傳感器進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)數(shù)學(xué)化實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)投放在白色大屏幕，學(xué)生將猜測(cè)得到解答，幫助學(xué)生理解概念。教師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先將傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)傳入完成后，調(diào)整傳感器，點(diǎn)擊窗口，學(xué)生再將木塊放置在斜面板上或者再加配重塊。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，只告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，不能透露其中結(jié)果和過(guò)多的具體操作步驟，可以在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中適當(dāng)?shù)奶嵝?。用?xì)繩連接測(cè)鉤，在拉動(dòng)之前與木塊保持水平方向的擺放，學(xué)生慢慢的拉動(dòng)，拉動(dòng)過(guò)程學(xué)生有一顆平常心，精神集中，待木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后便馬上停止拉動(dòng)。在點(diǎn)擊停止鍵后，學(xué)生參照課文，分析原有數(shù)據(jù)再仔細(xì)觀(guān)察數(shù)據(jù)的不同，學(xué)會(huì)分辨不同。找出代表靜摩擦力部分，及靜摩擦力的部分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生分析理解。學(xué)生在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，擁有的強(qiáng)大的軟件功能的處理和幫助下，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律更加容易，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以及學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探索的深度，學(xué)生的學(xué)習(xí)空間更大，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，養(yǎng)成細(xì)膩的解題思維習(xí)慣。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，數(shù)字化給學(xué)生和教師帶來(lái)教學(xué)上的便利，需要教師適應(yīng)和接受，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀(guān)念，積極面對(duì)和理解信息技術(shù)與物理學(xué)科整合的內(nèi)涵。使教育資源配置不斷優(yōu)化，利用新手段對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再次的挖掘，開(kāi)發(fā)其中潛在的教學(xué)功能，與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合做好充分的研究，最大化的利用自身價(jià)

值。

【參考文獻(xiàn)】

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