高中物理力學實驗教學中運用數(shù)字化實驗的分析

韋正義

關(guān)鍵詞：高中物理;力學實驗;數(shù)字化實驗;教學策略

數(shù)字化實驗是一種與時俱進的教學方式，它以真實實驗為前提，利用多種實驗儀器，實現(xiàn)采集與處理數(shù)據(jù)。在此實驗中，實驗過程和現(xiàn)象能夠清晰地呈現(xiàn)在學生眼前，便于學生對實驗規(guī)律進行總結(jié)。此種授課方式，有效地將傳統(tǒng)實驗與數(shù)字化實驗融合，對提高教學質(zhì)量有明顯效果。力學內(nèi)容是學生學習物理的重難點部分，教師通過數(shù)字化教學實驗活動，降低學生學習力學的難度，幫助學生進一步掌握力學內(nèi)容。

1、利用數(shù)字化實驗，構(gòu)建物理教學情境

物理教師要想確保教學的有效性，就需要重視課堂導入環(huán)節(jié)。做好此環(huán)節(jié)能夠使學生快速的融入到學習當中，全身心地進入學習狀態(tài)。教師可以利用數(shù)字化實驗來構(gòu)建物理情境，促使學生自主思考和探究物理知識，從而進一步掌握物理規(guī)律。數(shù)字化實驗不同于傳統(tǒng)實驗，它所具有快速采集數(shù)據(jù)并且精度高的特點，有效地縮短了實驗時間，降低實驗過程中所產(chǎn)生的誤差。比如，利用傳感器能夠完成有關(guān)信息的采集工作，學生觀看計算機所呈現(xiàn)的對應圖像，會對物理過程及規(guī)律有直觀的了解。數(shù)字化實驗的生動性及靈活性，能夠使創(chuàng)設的物理情境更加真實，推動了物理教學的有效進行。

比如，教師帶領學生學習“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”這個實驗活動時，可以利用數(shù)字化實驗，幫助學生深入學習物理知識。教師借助數(shù)字化實驗將實驗中所需的儀器向?qū)W生進行展示，引發(fā)學生的好奇，使學生產(chǎn)生探究的欲望。在這個實驗當中，會應用木板、小車、位移傳感器等。這些器材與教材中列出的并不相同，教師要把它們的作用及應用方式講解清楚。比如，可以利用位移傳感器完成對有關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集工作，并將其應用方式展示給學生。對于在實驗過程中所要注意的各項事項，學生也能夠通過數(shù)字化實驗有清晰的了解。通過觀看各項實驗儀器，學生會對實驗產(chǎn)生興趣，想要深入地進行探索，從而化被動為主動的進行學習，完成對實驗的分析、思考、總結(jié)，能夠使課堂教學的效果明顯提升。

2、利用數(shù)字化實驗，優(yōu)化實驗操作

在之前物理實驗教學期間，教師安排學生進行實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗原理，之后對實驗規(guī)律進行總結(jié)與歸納。此種教學方式雖然能夠讓學生掌握實驗內(nèi)容，但會花費大量的時間，無法讓學生有充裕的時間來完成各個實驗操作。而在數(shù)字化實驗當中，能夠通過傳感器獲取到完整的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)應用情況來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)量，增強其實用性。數(shù)字化實驗于傳統(tǒng)實驗而言，不但省略了繁多的步驟，也簡化了實驗器材，同時能夠使實驗的質(zhì)量及數(shù)量更加優(yōu)質(zhì)，幫助學生深入地理解實驗原理及實驗規(guī)律。

比如，教師在講解“彈力”這節(jié)內(nèi)容時，可以利用數(shù)字化實驗來探究彈力和彈簧拉伸長度的關(guān)系。這種學習方式節(jié)省了大量的實驗操作時間，學生觀看實驗視頻所需時間很短，但對實驗流程卻了解透徹，可以真正理解實驗原理，也能明確知道彈力及彈簧伸長量的關(guān)系。在實際授課之前，教師可以利用信息技術(shù)搜集相關(guān)的教學視頻或者提前完成對實驗視頻的錄制，之后在授課時為學生播放，使學生能夠清晰地觀看到實驗過程中的每一步驟。對于實驗教學中的重點、難點內(nèi)容，教師可以隨時暫停向?qū)W生詳細講解，使學生對其內(nèi)容全面掌握。因此，利用數(shù)字化實驗能夠?qū)嶒灲虒W進行優(yōu)化，使物理實驗課堂更加高效。

3、利用數(shù)字化實驗，構(gòu)建高質(zhì)高效實驗課堂

在實驗的學習中，最不能缺少的就是實驗材料。但實驗材料的差異性，使得同等實驗的結(jié)果可能天差地別，無法取得預期的實驗效果。在力學實驗中，會應用到各種類型的材料，但有時會因為其他因素的干擾，導致實驗無法順利進行。數(shù)字化實驗的應用，能夠讓這些問題迎刃而解，使力學實驗不再受其他因素的限制，幫助學生進一步學習力學實驗。

比如，對于“驗證機械能守恒定律”這個實驗而言，在操作紙帶和重物下降的過程中，因為有阻力的影響，可能實驗結(jié)果會出現(xiàn)誤差。并且在測量長度時，也容易產(chǎn)生誤差。這就需要反復測量獲取平均值來使誤差降到最低。因為這些因素的存在，無法確保實驗結(jié)果的準確度。而利用數(shù)字化實驗，如應用位移傳感器以及通過計算機來處理信息，可以獲取到更加精準的實驗數(shù)據(jù)，使實驗結(jié)果不受失誤的干擾，從而保證實驗學習的有效進行。在數(shù)字化實驗期間，學生能夠掌握如何安裝實驗裝置，學習到更多數(shù)據(jù)信息的處理技巧，可以進一步理解和學習實驗內(nèi)容。在此過程中，學生充分發(fā)揮自身的主觀能動性，對物理實驗進行深入的探索，全面掌握實驗步驟及實驗原理，提高學生學習物理實驗的體驗感，使學生愛上實驗學習，提高學生對物理學習的主動性。

結(jié)束語

力學內(nèi)容一直是高中物理實驗教學中的難點部分，因?qū)嶒炓资艿狡渌蛩氐母蓴_，導致學生動手實驗并不能取得預期的效果。而數(shù)字化實驗的應用，能夠避免其他因素的影響，幫助學生完成對實驗的探索，進一步提升學生學習物理的質(zhì)量。

參考文獻

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