高中物理數字化實驗教學策略研究
——以電學為例

莫君榮

（安徽省廬江中學 安徽合肥 231500）

在信息化時代，數字化實驗教學屬于一種新型的教育教學模式，發展十分迅速。數字化實驗教學實際上是以真實的實驗作為基礎，通過傳感器等實驗儀器，對數據進行采集和處理的過程。在數字化實驗教學過程中，學生可以清晰地看到實驗的整個過程，并對實驗現象進行分析，以此來總結實驗規律。與傳統的物理課堂教學相比，數字化實驗教學方式有效提高了課堂活動的效率。電學知識是高中物理學習的重點，也是很多學生學習的難點。因此結合電學實驗，開展數字化的實驗教學活動，可以有效提升學生的學習效率。

一、高中物理教學現狀

在當前物理課堂教學過程中，教師采用一言堂式的教學方法將物理知識灌輸給學生，學生機械性的學習，對物理實驗原理處于一知半解的狀態。在這種現實情況下，學生物理學習基礎較差，遇到物理問題無法得到有效的解決，從而對物理學習產生一種畏難情緒。在這種現實情況下，直接降低了學生物理課堂學習效率。教師對物理教學活動的不重視，導致課堂學習氛圍凝重，學生和教師之間長期缺乏有效的溝通和交流，導致學生喪失了學習動力。教師忽視物理實驗教學，直接將物理實驗結論傳授給學生，使學生很難理解抽象性的物理知識，直接導致學生對物理知識接受能力緩慢，物理課堂教學很難取得預期效果。

二、高中物理數字化實驗教學的意義

科學技術的進步在一定程度上可以促進教育的發展，近些年來，新型的教學設備和教學手段在課堂教學過程開拓了學生視野，取得了全新的成果。[1]科學的本質是探索真理和發現真理，在信息技術快速發展的情況下，將數字化教學引入高中物理實驗課堂教學過程中可以培養學生的動手能力和實驗創新精神，為學生構建物理知識學習框架，實現學生的個性化發展。數字實驗教學是將信息技術與傳統實驗課程進行整合，從而創造出一種新型的教學手段。通過數字實驗教學，可以完善物理學科實驗教學，使學生直觀地看到物理實驗過程，并完成數據采集。通過數字化物理實驗的教學方式，收集到的都是真實的數據，學生通過對具體實驗現象和數據進行觀察和分析，在總結的基礎上得出相應的結論。通過這一教學方式可以提升學生的學習主動性，在學習過程中加深師生之間的交流，加強了學生之間的合作學習，引導學生主動參與課堂學習，培養學習收集和處理信息的能力，以此來培養學生的新時代創新精神，構建高效的高中物理課堂。

三、高中物理數字化實驗教學的策略

在當前物理課堂教學過程中，應從新課改的角度出發，對教師的教學方法和學生的學習方法進行改革性創新。將數字化教學與物理實驗課堂有效地銜接起來，通過具體的實驗，使學生對物理原理進行探究性學習，以此來提升學生的物理學習效率。

（一）利用數字實驗構建真實教學情境

在傳統的物理實驗教學過程中，學生通常在教師的指導下進行物理實驗，學生通過實際動手操作，可以直觀地看到物理實驗的現象，并對數據進行采集，以此來根據數據進行分析進而得出具體的物理實驗結論。傳統的物理實驗教學方法雖然有一定的可取性，但是在整個過程中會浪費很多的課堂時間，教師根本不能滿足學生課堂實驗的需要。而數字化實驗可以利用傳感的方式對實驗數據進行快速的搜集，教師可以利用數字實驗的方式構建出真實的情境，以此來加深學生的學習印象，使學生快速融入學習過程當中。因此教師應靈活設計教學過程，利用數字化的教學方式創設出具體的實驗教學情境，創建和諧的物理課堂教學氛圍[2]。

例如在學習“伏安法測電阻”這一課內容時，教師可以利用數字教學的方式創建出具體的實驗教學情境。通過微課的形式對這一實驗進行課前導入，使學生明確伏安法測電阻是一種非常普遍的測定電阻的方法，通過數字化實驗得出數據，在對數據進行分析的基礎上總結出影響電阻的因素，引導學生掌握電阻計算公式，以此來實現數字化教學。

（二）優化數字實驗操作豐富課堂內容

在傳統的高中物理教學過程中，教師手把手地指導學生開展物理實驗操作，在這個過程中學生可以近距離體驗物理實驗產生的現象，對學生掌握物理知識有一定的幫助。[3]但是利用數字實驗的教學方法，可以優化物理教學過程，減少實驗錯誤率和實驗誤差，提升物理課堂教學的有效性。在滿足學生好奇心的同時，豐富學生課堂教學內容。利用數字化實驗操作，可以大大節省學生的課堂學習時間，降低物理實驗難度從而減輕學生的學習壓力。在有限的課堂學習時間內可以學到更多的物理實驗知識。相對于傳統實驗，數字化實驗教學方式的開展更為便捷，可以有效豐富課堂教學內容，使學生加深對物理原理的理解，實現高效性教學。

例如在學習“測定金屬的電阻率”這一課內容時，利用數字化教學的方式，使學生直觀地看到實驗過程，并掌握螺旋測微器的使用方法和讀數原理，在此基礎上對電流表、電壓表和華東變阻器的使用方法進行詳細的講解，最終使學生掌握測定金屬電阻率的實際方法，優化數字實驗操作過程，對課堂教學內容進行豐富。

（三）利用數字演示過程加深學生理解

數字化實驗教學方法主要借助實驗的方式對物理原理和物理現象進行探究，學生雖然沒有直接參與到實驗過程當中去，但是可以通過信息技術直觀地看到每一個實驗步驟和具體操作細節，在這個過程中了解到物理實驗的具體做法。對于高中教師來說，應組織學生對實驗進行仔細觀察，以此來激發學生的好奇心培養其創新性思維。相較于傳統教學實驗，數字化實驗演示過程可以通過不同的形式對實驗數據進行展示，在此基礎上滿足學生的實驗設想，使學生積極主動地參與到物理課堂的學習當中來，通過優化演示過程的教學方式，加深學生的理解[4]。

例如在學習“直線電流的磁場”這一節內容時，直線電流的磁場無法用肉眼觀測到，因此利用數字實驗的演示過程，可以加深學生的理解。利用奧斯特實驗對直線電流磁場進行探究，利用小磁針的變化將實驗現象具體地表現出來。在此基礎上利用數字化實驗的方式對教學方式對影響直線電流磁場的因素進行實驗性分析，利用數字化教學將實驗過程演示出來，以此加深學生的理解，使之形成物理探究精神。

（四）利用數字演示教學突破教學限制

在進行實際物理實驗時，需要借助一定的實驗材料，其次大多數實驗要在實驗室完成，這對學生的物理實驗操作產生了很大的限制。在實驗過程中，有很多因素都會導致物理實驗產生較大的誤差，很難達到預想的實驗教學效果。因此借助數字化實驗的方式可以有效解決傳統教學中的實驗難題，利用數字演示的教學方法突破教學的限制，從而提升學生的學習效率[5]。

例如在學習“通電螺線管的磁感強度”這一節內容時，教師應通過對螺線管中的磁感應強度進行測量，以此在實驗的基礎上對通電下磁感應強度的分布規律進行探究性學習。在實際的學習過程中，需要借助專業的工具才能進行實驗，這對學生的實驗具有很大的限制。因此利用數字化教學的方式，通過信息技術將實驗過程展現出來，方便學生觀看和對實驗數據進行分析，在一定程度上突破了教師教學的限制，提高了教師教學效率，在減輕學生實驗壓力的同時提高了學生的學習效率。

四、結束語

總而言之，電學知識是高中物理教學過程中的重難點內容，物理實驗具有一定的抽象性，學生在課堂學習過程中存在著一定的困難。受實際教學條件和課堂時間的影響，教師無法將所有的物理實驗都一一呈現在學生面前，因此在信息化教學的基礎上采用數字教學的方式，可以在提升物理課堂教學實驗的有效性的同時，減少學生的物理實驗壓力和實驗過程中產生有可能產生的誤差。物理教師應從構建教學情境、實驗操作和實驗演示等方面著手，靈活設計物理數字實驗教學，提高高中物理實驗教學的有效性，將信數字化物理實驗與傳統的物理課堂相結合，靈活設計出具體的教學方案，提高學生學習興趣，以此來促進學生發展。