數字化實驗室系統在高中物理教學的重要性及思考

李勇

摘 要：數字化實驗室系統是一個開放性的實驗平臺，將傳感器和計算機組成多功能的測量系統，能夠獨立地或者與傳統的儀器結合起來進行實驗，通過傳感器快速、高精度地實時采集數據，通過接口與計算機連接，使計算機完成數據的采集、計算、分析并展示真實的實驗結果。本文主要是就如何發揮數字化物理實驗的作用談一點自己的思考。

關鍵詞：數字化實驗室；高中物理教學；思考

一、數字化實驗室系統在高中物理教學的意義

物理學是實驗科學，具有很強的實踐性，所以演示實驗和學生實驗是中學物理教學的重要組成部分。但在課堂的學生實驗和演示實驗中，由于受到常規實驗儀器、實驗材料、危害程度等條件的限制，在某些演示實驗中很難精確快速地反映客觀的物理現象和物理過程的規律，在學生實驗中也由于數據采集和數據處理的限制，使學生不能進行更為充分的探究活動。

數字化實驗室是一個開放性的實驗平臺，將傳感器和計算機組成多功能的測量系統，能夠獨立地或者與傳統的儀器結合起來進行實驗，通過傳感器快速、高精度地實時采集數據，通過接口與計算機連接，使計算機完成數據的采集、計算、分析并展示真實的實驗結果。這套系統在教學中的應用將改變傳統的實驗方法，有可能在課堂演示實驗和學生實驗探究中實現很多突破，從而使同學們在掌握知識的基礎上，了解現代實驗技術和手段，培養了實驗能力，提高學習的熱情和實驗探究的能力，在落實新課程標準提出的培養學生的科學素養方面發揮重要的作用。

利用數字化實驗系統探究高中物理實驗教學符合基礎教育關于新課程改革的要求。二十一世紀的數字化社會所需的數字化人才的培養有賴于教育的數字化?！痘A教育課程改革》要求大力推進數字化技術在教學過程中的應用，“逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式，以及教學過程中師生互動方式的變革?！薄俺浞职l揮數字化技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。”教育數字化是教育教學從觀念、思想、理論到手段、方法、模式等的根本性變革

二、在高中物理教學中開發應用數字化實驗室系統的思考

數字化實驗室系統在高中物理實驗教學中的開發應用首先要掌握開展數字化實驗教學應掌握的技術；其次要做好數字化實驗室系統在學校中開發應用的組織管理；最后要找到數字化實驗室系統的開發在高中物理教學中的契合點。

那么在具體的物理實驗教學中如何應用好數字化實驗系統，談一點自己的思考。

（1）在教學的指導思想和課堂設計等方面進行物理課堂教學與現代數字化技術的整合探索，媒體運用上力求體現實用性，實效性，在教學環節的把握上突出自主探究、協作學習、多重交互的教與學方式，在重點難點的突破上，利用媒體與軟件實現情境創設、啟發思考，指導運用舊知識和數理方法解決新問題。

（2）從教學設計上豐富和深化了教材中對有關知識的要求和理解，體現了源于書本又高于書本的特點，從課堂教學的安排上基本上符合學生實際，能夠較好地體現物理學習的認知規律，即提出假設→實驗驗證→總結規律→實際應用，從感性到理性，從定性到定量。能較好的把握教學的層次感和節奏感。

（3）在媒體運用上要得當，體現了物理研究以實驗為基礎、從生活實際出發的特點，又能恰當的運用媒體的模擬實驗還原生活，并進行層層深入的探究，使學生在實驗的方案設計、猜想探究、歸納推理的實踐中獲得超出知識本身的收獲，在師生、生生及人機交流中實現多重互動的認知體系和教學環境。

（4）從師生關系上，教師的角色從知識的權威變為平等參與學生的討論；從知識的傳遞者變為學生學習的組織者、促進者和指導者；教師運用信息技術使教學方式和學生的學習方式發生根本變化。

（5）從例題設計上體現了認知的層次，在確保本節知識點落實的基礎上能提出進一步思考，體現了思維的連續性，課堂教學留有余音。

（6）力求以數字化實驗手段的運用給學生創設了自主式、體驗式的學習環境，激發學生的學習興趣，引起學生對問題的思考和探究，促進自主學習，達到比較好的教學效果，起到拋磚引玉的作用。

目前，以傳感器技術以及軟件技術為核心的數字化實驗設備逐步走入學校，我校專門設立了數字化物理探究實驗室。數字化實驗設備的使用，大大開拓了師生的視野，激發了學生的積極性，提高了教學效率，使信息技術與中學物理教學真正實現了整合。

參考文獻：

[1]趙迎九.《數字化實驗系統在教學中的應用》《教育技術資訊》，2006，（6）.

[2]尤丹立《讓數字化實驗設備真正走入課堂》《教育技術資訊》，2006.（6）.

[3]普通高中新課程研修手冊《新課程的理念與創新》.高等教育出版社.2004.