高中物理數字化實驗教學策略研究

摘 要：信息技術迅速發展背景下，課堂活動和信息技術逐漸融合，已成為課堂教學的一種有效方式。高中物理知識較多，涉及范圍較廣，在學生成長發育中有著非常重要的作用。在高中物理課堂中，實驗是重要的教學內容，采取數字化教學方式，激發學生課堂參與熱情，創設良好的課堂氛圍，可保證課堂活動的有效開展，實現學生的全面發展。本文結合高中物理力學知識，提出若干進行數字化實驗教學的策略。

關鍵詞：高中物理;數字化實驗;教學策略

中圖分類號：G427?????????????????????? 文獻標識碼：A?????????????????? 文章編號：2095-624X（2019）50-0009-02

引 言

數字化實驗是信息技術發展的產物，它是一種現代化的教學方式，以真實實驗為基礎，借助傳感器等各種實驗儀表儀器，完成數據的采集和處理。在這樣的實驗中，學生可以非常清楚地了解實驗過程，明確實驗現象，總結實驗規律。通過這樣的教學方式，實現傳統實驗和數字化實驗的結合，提高課堂活動的效果和質量。力學作為高中物理的重要內容，也是學生學習的難點，結合力學相關實驗，開展數字化實驗教學活動，可構建高效的物理課堂。

一、借助數字化實驗構建情境，優化物理教學活動

高中物理課堂中，要想提高課堂活動的有效性，需要做好課堂導入環節，引導學生快速進入學習狀態，投入課堂學習活動。借助情境創設，給學生身臨其境的感受，引導學生自主思考和探究，加深對物理知識和規律的掌握。相對于傳統的實驗，數字化實驗采集數據的速度快、精度高，更加直觀高效，節約實驗時間，減少實驗環節的誤差。如借助傳感器可以采集相關信息，通過計算機展示相應圖像，學生可以直觀了解知識過程和規律。教師要靈活利用數字化實驗，創設課堂教學情境，保證課堂活動的有效開展。

例如，人教版高中物理必修一“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗教學中，教師可以借助數字化實驗方式，優化實驗教學活動。在具體教學中，借助數字化實驗向學生展示需要使用的實驗儀器，激發學生的好奇心，滿足學生的求知心理。整個實驗，需要使用小車、位移傳感器以及木板等。教師展示與課本不同的實驗器材，向學生講解其在實驗中的作用以及使用方式。如位移傳感器，采集相關物理數據，同時向學生展示位移傳感器的使用方式，讓學生直觀了解實驗中的注意事項。通過實驗儀器的展示，可以激發學生實驗學習和探究的欲望，主動開展實驗操作活動，開展積極主動的觀察、思考和分析活動，提高課堂活動的有效性。

二、借助數字化實驗優化操作，豐富課堂活動的內容

在以往的高中物理實驗中，教師指導學生開展實驗操作，借助學生動手操作了解實驗現象，分析和理解實驗原理，加深對相關知識的掌握。借助這樣的實驗方式，雖然可以取得不錯的教學效果，但整個實驗會浪費很多時間，導致學生沒有充足的時間進行每個實驗。數字化實驗中，充分利用傳感器，搜集更多的數據信息，可以根據實際情況調整數據量，保證其實用性。相對于傳統實驗，其不需要過多的實驗器材和步驟，保證實驗的數量和質量，加深對實驗原理和規律的理解。

例如，人教版高中物理必修一“彈力”的教學中，為了探究彈力和彈簧拉伸長度的關系，可以通過數字化實驗方式，讓學生觀看實驗視頻，使用較短的時間，了解整個實驗過程，掌握實驗原理，理解彈力和彈簧伸長量的關系，同時，幫助學生掌握利用圖像研究物理量關系的方式。具體操作中，教師提前利用數字化技術錄制實驗視頻，或者通過互聯網收集相關視頻，引導學生觀看實驗視頻，了解實驗中的每個環節。對于重點部分教師可以通過慢放或者暫停的方式，幫助學生仔細觀察實驗過程，進一步理解和掌握知識內容，達到預期的課堂教學效果。因此，高中物理課堂中，借助數字化實驗活動，優化實驗操作活動，可激發學生學習物理的興趣和潛能，開展自主學習活動，構建高效的物理課堂[1]。

三、借助數字化實驗優化演示，加深知識的理解與掌握

數字化實驗主要借助觀察開展實驗學習和探究。雖然學生沒有參與到實驗操作，但是可以清晰地觀察每個實驗環節和實驗現象，了解每個操作中的細節和注意事項。作為高中物理教師，需要讓學生仔細觀察實驗，激發學生的實驗好奇心，發現和提出有效的解決方案。相對于傳統實驗，數字化實驗可以快速和全面地分析數據，總結物理規律，保證其可信度，展示不同形式的實驗數據，滿足每個學生的實驗設想，幫助學生更加生動、深刻地理解物理知識。

例如，人教版高中物理必修一“力的合成”的教學中，為了幫助學生理解力的平行四邊形定則內容，可以借助數字化實驗，用力的傳感器來創新實驗，讓學生仔細觀看和探究，看到一個力作用和兩個力作用的效果相同。將橡皮條的一端固定好，先用兩個力拉，使得橡皮條拉伸到一點，再用一個力拉，使得橡皮條拉伸到同樣的位置。同時，借助計算機分析和處理數據，做出相應的圖式，引導學生對兩種圖式進行對比和分析，完成力的平行四邊形定則的驗證。整個課堂活動中，借助數字化實驗，讓學生仔細觀察實驗步驟，了解實驗環節，分析實驗中需要注意的問題，加深對實驗原理的學習和掌握，提高課堂活動的有效性。高中物理教師需要結合物理實驗特點，借助數字化實驗方式，優化實驗演示方式，幫助學生理解和掌握物理實驗，加深對知識的理解程度。

四、借助數字化實驗突破限制，構建高效物理課堂

高中物理實驗中，需要使用一定的實驗材料，完成實驗操作活動。在具體實驗中，實驗材料的微小差異可能造成比較大的誤差，難以取得理想的實驗效果。實驗材料類型非常多，有時會由于環境、操作等因素的影響，實驗難以順利開展。借助數字化實驗，可以有效解決實驗中的各種問題，突破實驗的約束和限制，加深學生對物理知識的學習和理解。

例如，教學人教版高中物理必修二“驗證機械能守恒定律”的實驗時，整個實驗操作中，重物和紙帶的下落需要克服阻力，這可能會造成一定的誤差。同時，長度測量中很容易出現誤差，需要通過多次測量求平均值來減少誤差。這些因素的影響，降低了物理實驗的精確度。借助數字化實驗，如位移傳感器和計算機數據處理，可以使實驗操作和實驗數據更加準確，避免出現一些失誤和錯誤，保證物理實驗效果。數字化實驗中，學生可以觀察實驗裝置的安裝，掌握位移傳感器的安裝方式[2]。數據處理和分析中，可以采取不同的分析方式，借助數字化實驗，讓學生掌握多種實驗數據處理技巧，加深學生對實驗結果的認識。課堂學習中，學生可以發揮自主性，開展深入的觀察和探索，加深對實驗原理的理解和掌握，熟悉實驗操作步驟，獲得實驗成功的樂趣，增強學生的物理學習成就感。

結 語

力學知識作為高中物理的重難點內容，學生的課堂學習和理解有著一定的困難。力學實驗作為其重要內容，由于一些因素的影響，動手操作進行實驗并不能獲得良好的效果。數字化實驗以信息技術為基礎，借助數字化技術培養學生的探索精神，引導學生自主學習和創新，保證物理課堂教學活動的有效開展[3]。在具體應用中，教師可以從情境構建、實驗操作、實驗演示等方面入手，靈活利用數字化實驗，構建高效的物理課堂。

[參考文獻]

閆磊，喬會洋.高中物理利用數字化實驗提升效率研究[J].速讀旬刊， 2015（12）：52-53.

楊鳳樓.數字化實驗在高中物理教學中應用的調查與思考[J].湖南中學物理， 2018（07）：156-157.

何細梅.高中物理課堂多樣化教學方法的應用研究[J].名師在線，2018（21）：13-14.

作者簡介：陳大軍（1981.11—），男，安徽廬江人，本科學歷，中學一級教師。