高中物理力學實驗教學中運用數字化實驗的分析

韋正義

關鍵詞：高中物理;力學實驗;數字化實驗;教學策略

數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，實現采集與處理數據。在此實驗中，實驗過程和現象能夠清晰地呈現在學生眼前，便于學生對實驗規律進行總結。此種授課方式，有效地將傳統實驗與數字化實驗融合，對提高教學質量有明顯效果。力學內容是學生學習物理的重難點部分，教師通過數字化教學實驗活動，降低學生學習力學的難度，幫助學生進一步掌握力學內容。

1、利用數字化實驗，構建物理教學情境

物理教師要想確保教學的有效性，就需要重視課堂導入環節。做好此環節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。教師可以利用數字化實驗來構建物理情境，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律。數字化實驗不同于傳統實驗，它所具有快速采集數據并且精度高的特點，有效地縮短了實驗時間，降低實驗過程中所產生的誤差。比如，利用傳感器能夠完成有關信息的采集工作，學生觀看計算機所呈現的對應圖像，會對物理過程及規律有直觀的了解。數字化實驗的生動性及靈活性，能夠使創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律”這個實驗活動時，可以利用數字化實驗，幫助學生深入學習物理知識。教師借助數字化實驗將實驗中所需的儀器向學生進行展示，引發學生的好奇，使學生產生探究的欲望。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數據信息的采集工作，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，能夠使課堂教學的效果明顯提升。

2、利用數字化實驗，優化實驗操作

在之前物理實驗教學期間，教師安排學生進行實驗操作，觀察實驗現象，分析實驗原理，之后對實驗規律進行總結與歸納。此種教學方式雖然能夠讓學生掌握實驗內容，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。而在數字化實驗當中，能夠通過傳感器獲取到完整的相關數據，并且能夠根據應用情況來調節數據量，增強其實用性。數字化實驗于傳統實驗而言，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量及數量更加優質，幫助學生深入地理解實驗原理及實驗規律。

比如，教師在講解“彈力”這節內容時，可以利用數字化實驗來探究彈力和彈簧拉伸長度的關系。這種學習方式節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系。在實際授課之前，教師可以利用信息技術搜集相關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、難點內容，教師可以隨時暫停向學生詳細講解，使學生對其內容全面掌握。因此，利用數字化實驗能夠將實驗教學進行優化，使物理實驗課堂更加高效。

3、利用數字化實驗，構建高質高效實驗課堂

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，可能實驗結果會出現誤差。并且在測量長度時，也容易產生誤差。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，無法確保實驗結果的準確度。而利用數字化實驗，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據，使實驗結果不受失誤的干擾，從而保證實驗學習的有效進行。在數字化實驗期間，學生能夠掌握如何安裝實驗裝置，學習到更多數據信息的處理技巧，可以進一步理解和學習實驗內容。在此過程中，學生充分發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。

結束語

力學內容一直是高中物理實驗教學中的難點部分，因實驗易受到其他因素的干擾，導致學生動手實驗并不能取得預期的效果。而數字化實驗的應用，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量。

參考文獻

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