數字化實驗儀器在高中物理實驗教學中的應用

江秀云

摘 要：隨著科學信息技術的迅猛發展和新課程改革的深入推進，創新教學方法和教學手段成為教師的核心任務。傳統的高中物理實驗教學中通常是教師示范、學生觀察，多次實驗也會造成一些資源的浪費，實驗教學的效率低、效果差。數字化實驗儀器是創新教學手段的產物和成果，它是高中物理實驗教學的新型實驗手段，具有高速度、高精度、大容量和多樣化的優勢與特點，運用到高中物理實驗教學中能夠有效提升學生的實驗能力，優化實驗教學的效果。從利用數字化實驗儀器激發學生興趣、優化教學難點、鞏固強化知識三個方面出發，分析數字化實驗儀器在高中物理實驗教學中實踐運用的有效手段，以期對相關方面的研究起到一定的借鑒意義。

關鍵詞：數字化實驗儀器；高中物理；實驗教學

物理是高中的一門重要學科，也是一門操作性很強的學科，實驗是物理的基礎和核心部分，通過實驗能夠讓學生真正掌握知識原理，提高學生的知識運用和實踐能力。但是當前的高中物理實驗仍采用傳統的教學方式，對學生進行機械訓練，學生只能被動接受、死記硬背，長此以往學生的探究能力和創新能力得不到有效提升。而數字化實驗儀器的運用是對傳統物理教學的創新，能夠激發學生興趣，優化教學難點，鞏固知識掌握。筆者結合多年的教學實踐經驗，從以下幾個方面分析數字化實驗儀器在高中物理實驗教學中的應用。

一、利用數字化實驗儀器激發學生興趣

數字化實驗儀器相較于課本的理論知識來說對學生更有吸引力，數字化的實驗儀器能夠模擬出各種實驗器具和實驗環境。因此高中物理教師可以充分利用數字化實驗儀器的直觀性和優勢，來激發學生的實驗興趣，為高中物理的實驗課堂教學注入生機與活力。

以“彈力”為例，為了使學生對彈力產生研究興趣，筆者將學生帶到實驗室進行實驗探究，當學生走進實驗室時，發現桌子上所擺放的不再是課堂中的書本文具，而是形形色色的數字化實驗道具，學生立即產生了動手實驗的欲望，這時筆者便對學生提出幾個問題，讓學生通過實驗探究得出答案，問題如下：怎樣會使物體發生彈性形變和塑性形變？二者的區別是什么？問題一提出，學生迅速拿起實驗器材進行實驗，有的學生拿起兩個力傳感器進行對拉實驗，有的學生拿起帶有彈力測力器的彈力球進行實驗，而有的學生則采用了橡皮泥，最終學生從實驗中得出結論，彈性形變是物體變形后可以恢復原狀的形變，如彈簧、橡皮筋鋼鋸條等都屬于彈性形變，而塑性形變是物體變形后不能自動恢復原狀的形變，如橡皮泥、泥巴等都屬于塑性形變。這樣，在初中物理教學中，筆者通過利用數字化實驗儀器進行教學，使學生產生了動手操作的欲望，激發了學生濃厚的學習興趣，培養了學生的探究意識，增強了學生的動手能力，提高了高中生物課堂教學的效率與質量。

二、利用數字化實驗儀器優化教學難點

高中物理的難度較大，而且具有一定的抽象性，教師在實驗教學過程中的教學語言往往不能很好地將知識清楚地講解給學生，學生也無法理解。因此教師可以利用數字化實驗儀器，為學生模擬真實的實驗環境，呈現更加具體的實驗過程，讓學生在這個過程中進行思考和理解，難點之處可以進行再次實驗，優化教學難點。

例如，在教授“串聯和并聯”時，學生在面對電路圖時往往較難理解，為了突破教學難點，筆者利用數字化實驗儀器進行教學，先為學生演示一遍電路的連接過程，目的是讓學生觀察實驗步驟和現象，激發學生的好奇心與探究欲望，這時再給予學生進行實驗操作的時間，讓學生自由發揮創意設計電路，這樣能夠充分暴露學生的問題，教師再迅速給予糾正，當學生對電路的連接有了大致了解后，再讓學生根據自己連接的電路畫一幅電路圖，使學生進一步掌握電路圖的畫法。這樣，在物理教學中，教師通過利用實驗教學，使學生在動手操作中掌握了知識，優化了教學難點，提高了教學效率。

三、利用數字化實驗儀器鞏固強化知識

學生在進行理論知識的學習后，往往不能和現實生活建立起緊密的聯系，從而無法真正將知識內化，深化記憶。因此教師可以根據基礎理論知識通過數字化實驗儀器展開實驗教學，幫助學生建立起理論和實踐的聯系，讓學生在實驗中實現知識的理解、記憶、掌握與運用。

例如，以“磁生電”為例，筆者為學生演示了如下實驗：筆者將一枚導體與電流表、開關進行了串聯，再把一塊U形磁鐵放置在導體旁，第一次我將導體靜止在磁場中，學生發現電子電流表無度數；第二次，我讓導體在磁場中垂直上下運動，學生發現電子電流表還是沒有度數；第三次，我讓導體在磁場中左右運動，學生驚奇地發現電子電流表刻度發生了變化；第四次，我讓導體在磁場中斜向運動，學生又發現電子電流表發生了變化。通過四次不同的操作變化，學生深刻地掌握了閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動而產生電流現象，了解了感應電流的方向與導體運動方向和磁感應線方向有關。這樣，在物理教學中，教師通過利用實驗教學，增強了學生的理解能力，鞏固強化了知識，提高了學生的學習效率。

總之，數字化實驗儀器應用到高中物理教學過程中是新課程改革的必然要求，也是培養學生實踐能力、創新精神的重要途徑。所以廣大高中物理教師在實驗教學的過程中要轉變教學觀念，充分利用數字化實驗儀器進行教學，促進學生全面發展，推動高中物理實驗教學效率和教學質量的有效提升。

參考文獻：

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