高中物理数字化实验教学策略研究
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摘 要：信息技术迅速发展背景下，课堂活动和信息技术逐渐融合，已成为课堂教学的一种有效方式。高中物理知识较多，涉及范围较广，在学生成长发育中有着非常重要的作用。在高中物理课堂中，实验是重要的教学内容，采取数字化教学方式，激发学生课堂参与热情，创设良好的课堂氛围，可保证课堂活动的有效开展，实现学生的全面发展。本文结合高中物理力学知识，提出若干进行数字化实验教学的策略。
关键词：高中物理;数字化实验;教学策略
中图分类号：G427 文献标识码：A 文章編号：2095-624X（2019）50-0009-02
引 言
数字化实验是信息技术发展的产物，它是一种现代化的教学方式，以真实实验为基础，借助传感器等各种实验仪表仪器，完成数据的采集和处理。在这样的实验中，学生可以非常清楚地了解实验过程，明确实验现象，总结实验规律。通过这样的教学方式，实现传统实验和数字化实验的结合，提高课堂活动的效果和质量。力学作为高中物理的重要内容，也是学生学习的难点，结合力学相关实验，开展数字化实验教学活动，可构建高效的物理课堂。
一、借助数字化实验构建情境，优化物理教学活动
高中物理课堂中，要想提高课堂活动的有效性，需要做好课堂导入环节，引导学生快速进入学习状态，投入课堂学习活动。借助情境创设，给学生身临其境的感受，引导学生自主思考和探究，加深对物理知识和规律的掌握。相对于传统的实验，数字化实验采集数据的速度快、精度高，更加直观高效，节约实验时间，减少实验环节的误差。如借助传感器可以采集相关信息，通过计算机展示相应图像，学生可以直观了解知识过程和规律。教师要灵活利用数字化实验，创设课堂教学情境，保证课堂活动的有效开展。
例如，人教版高中物理必修一“探究小车速度随时间变化的规律”的实验教学中，教师可以借助数字化实验方式，优化实验教学活动。在具体教学中，借助数字化实验向学生展示需要使用的实验仪器，激发学生的好奇心，满足学生的求知心理。整个实验，需要使用小车、位移传感器以及木板等。教师展示与课本不同的实验器材，向学生讲解其在实验中的作用以及使用方式。如位移传感器，采集相关物理数据，同时向学生展示位移传感器的使用方式，让学生直观了解实验中的注意事项。通过实验仪器的展示，可以激发学生实验学习和探究的欲望，主动开展实验操作活动，开展积极主动的观察、思考和分析活动，提高课堂活动的有效性。
二、借助数字化实验优化操作，丰富课堂活动的内容
在以往的高中物理实验中，教师指导学生开展实验操作，借助学生动手操作了解实验现象，分析和理解实验原理，加深对相关知识的掌握。借助这样的实验方式，虽然可以取得不错的教学效果，但整个实验会浪费很多时间，导致学生没有充足的时间进行每个实验。数字化实验中，充分利用传感器，搜集更多的数据信息，可以根据实际情况调整数据量，保证其实用性。相对于传统实验，其不需要过多的实验器材和步骤，保证实验的数量和质量，加深对实验原理和规律的理解。
例如，人教版高中物理必修一“弹力”的教学中，为了探究弹力和弹簧拉伸长度的关系，可以通过数字化实验方式，让学生观看实验视频，使用较短的时间，了解整个实验过程，掌握实验原理，理解弹力和弹簧伸长量的关系，同时，帮助学生掌握利用图像研究物理量关系的方式。具体操作中，教师提前利用数字化技术录制实验视频，或者通过互联网收集相关视频，引导学生观看实验视频，了解实验中的每个环节。对于重点部分教师可以通过慢放或者暂停的方式，帮助学生仔细观察实验过程，进一步理解和掌握知识内容，达到预期的课堂教学效果。因此，高中物理课堂中，借助数字化实验活动，优化实验操作活动，可激发学生学习物理的兴趣和潜能，开展自主学习活动，构建高效的物理课堂[1]。
三、借助数字化实验优化演示，加深知识的理解与掌握
数字化实验主要借助观察开展实验学习和探究。虽然学生没有参与到实验操作，但是可以清晰地观察每个实验环节和实验现象，了解每个操作中的细节和注意事项。作为高中物理教师，需要让学生仔细观察实验，激发学生的实验好奇心，发现和提出有效的解决方案。相对于传统实验，数字化实验可以快速和全面地分析数据，总结物理规律，保证其可信度，展示不同形式的实验数据，满足每个学生的实验设想，帮助学生更加生动、深刻地理解物理知识。
例如，人教版高中物理必修一“力的合成”的教学中，为了帮助学生理解力的平行四边形定则内容，可以借助数字化实验，用力的传感器来创新实验，让学生仔细观看和探究，看到一个力作用和两个力作用的效果相同。将橡皮条的一端固定好，先用两个力拉，使得橡皮条拉伸到一点，再用一个力拉，使得橡皮条拉伸到同样的位置。同时，借助计算机分析和处理数据，做出相应的图式，引导学生对两种图式进行对比和分析，完成力的平行四边形定则的验证。整个课堂活动中，借助数字化实验，让学生仔细观察实验步骤，了解实验环节，分析实验中需要注意的问题，加深对实验原理的学习和掌握，提高课堂活动的有效性。高中物理教师需要结合物理实验特点，借助数字化实验方式，优化实验演示方式，帮助学生理解和掌握物理实验，加深对知识的理解程度。
四、借助数字化实验突破限制，构建高效物理课堂
高中物理实验中，需要使用一定的实验材料，完成实验操作活动。在具体实验中，实验材料的微小差异可能造成比较大的误差，难以取得理想的实验效果。实验材料类型非常多，有时会由于环境、操作等因素的影响，实验难以顺利开展。借助数字化实验，可以有效解决实验中的各种问题，突破实验的约束和限制，加深学生对物理知识的学习和理解。
例如，教学人教版高中物理必修二“验证机械能守恒定律”的实验时，整个实验操作中，重物和纸带的下落需要克服阻力，这可能会造成一定的误差。同时，长度测量中很容易出现误差，需要通过多次测量求平均值来减少误差。这些因素的影响，降低了物理实验的精确度。借助数字化实验，如位移传感器和计算机数据处理，可以使实验操作和实验数据更加准确，避免出现一些失误和错误，保证物理实验效果。数字化实验中，学生可以观察实验装置的安装，掌握位移传感器的安装方式[2]。数据处理和分析中，可以采取不同的分析方式，借助数字化实验，让学生掌握多种实验数据处理技巧，加深学生对实验结果的认识。课堂学习中，学生可以发挥自主性，开展深入的观察和探索，加深对实验原理的理解和掌握，熟悉实验操作步骤，获得实验成功的乐趣，增强学生的物理学习成就感。
结 语
力学知识作为高中物理的重难点内容，学生的课堂学习和理解有着一定的困难。力学实验作为其重要内容，由于一些因素的影响，动手操作进行实验并不能获得良好的效果。数字化实验以信息技术为基础，借助数字化技术培养学生的探索精神，引导学生自主学习和创新，保证物理课堂教学活动的有效开展[3]。在具体应用中，教师可以从情境构建、实验操作、实验演示等方面入手，灵活利用数字化实验，构建高效的物理课堂。
[参考文献]
闫磊，乔会洋.高中物理利用数字化实验提升效率研究[J].速读旬刊， 2015（12）：52-53.
杨凤楼.数字化实验在高中物理教学中应用的调查与思考[J].湖南中学物理， 2018（07）：156-157.
何细梅.高中物理课堂多样化教学方法的应用研究[J].名师在线，2018（21）：13-14.
作者简介：陈大军（1981.11—），男，安徽庐江人，本科学历，中学一级教师。
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