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数字化实验在初中物理实验教学中的应用黄春山

发表时间：2021/9/15 来源：《课程教材教法》2021年6月作者：黄春山

[导读] 众所周知，物理学科和现实生活存在紧密关联，人们生活的各个方面全都可以看到物理知识的应用身影，而且物理还是对自然规律进行揭示的学科，具有较强的综合性。

重庆市石柱县民族中学黄春山重庆石柱 409199

摘要：众所周知，物理学科和现实生活存在紧密关联，人们生活的各个方面全都可以看到物理知识的应用身影，而且物理还是对自然规律进行揭示的学科，具有较强的综合性。实践能力乃是初中生对物理知识进行学习的一个必备手段，同时也是初中生必须掌握的一项技能。伴随时代快速发展，物理教师在实际教学当中对数字化实验加以运用，可以促使教学效率有效提高。基于此，本文旨在对初中阶段物理教学当中数字化实验的具体应用展开探究，希望能为实际教学提供些许参考。
关键词：初中物理；实验教学；数字化实验
        前言：当前，新课改要求教师对教学模式进行积极创新，对教学理念进行革新，对教学内容加以合理安排。初中物理除了要求学生具备抽象思维以及逻辑思维之外，同时还需锻炼初中生的动手能力，所以在物理实验当中对数字化实验加以运用，可以有效提升初中生实践能力。实际上，数字化实验主要是在实验室当中进行真实实验以及实时测量，把电脑数据通过传感器进行连接，进行实时采集，之后借助电脑对数据加以分析。这样一来，可以弥补传统实验具有的缺点，调动初中生的热情，促使教学效率有效提高。
        一、初中阶段物理教学当中运用数字实验的意义
        （一）有助于提升师生实验能力
        开展数字化的实验不是对课堂知识进行简单搬运，而是借助信息技术促使教学效率不断提高，让初中生对课堂知识进行直观了解。针对教师而言，这不仅是以此挑战，同时也是一个机遇。物理教师进行备课期间，需对数字化实验进行设计，所以教师需重新学习[1]。而新的实验、仪器以及手段给师生教和学做了相应准备，有助于提升师生实验能力。
        （二）有助于培养初中生实践能力
        通过数字化的物理实验，可以促使初中生对物理知识进行主动探究，激发其实验探究兴趣，让初中生在实践当中将所学知识变成实践内容。这样一来，可以给初中生提供更多操作机会，对初中生的探究路径进行有效拓展，有助于发挥初中生具有的主体作用，有效培养其创新能力。
        二、初中阶段物理教学当中数字化实验的具体应用
        （一）大气压强物理实验当中的运用
        大气压强是初中时期物理教学当中的一项重点内容，同时也是一项难点内容。如今，新课标已指出，教师需通过具体实验对大气压强进行测量，证实大气压强是真实存在的，并且让初中生对大气压强进行感受。在过去的实验教学当中，物理教师会准备相应的实验物品，比如刻度尺、细绳、注射器以及弹簧，之后推动注射器当中的活塞到达最低端，抽空注射器当中的空气，用橡皮帽把针孔堵住。在此之后，用细绳把注射剂和弹簧测力计挂钩进行连接，从水平方向拉动活塞，记录弹簧测力计数值。最后借助刻度尺测量注射器长度，通过公式计算大气压强。通过上述方法尽管可以对大气压强进行测量，然而无法得到精确数值，数据缺少稳定性以及严谨性，初中生只是对实验方法进行掌握，无法得到精准数值。

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但是，如何把测力计变成传感器，能够得到精准数值，这样可以提升实验成功率[2]。而且，对相应的实验步骤以及实验方法进行改进，比如在传感器之上系上活塞，拉动活塞，用密封性好的橡皮帽把针孔堵住，把活塞与传感器的挂钩进行连接，让活塞运动，可以通过电脑屏幕对活塞拉出过程与时间图进行显示，进而对大气压强具体数值进行计算。
        （二）磁场实验当中的运用
        在初中阶段物理实验当中，电磁铁磁场实验属于重要内容，主要考查初中生实践能力，要求初中生具备一定空间想象以及抽象思维。实验教学期间，物理教师可借助数字技术对传统实验进行创新，提升实验具有的严谨性。进行电磁铁磁场实验期间，主要包含四个实验步骤。第一，准备相应的实验物品，比如铁屑、条形磁体、马蹄形磁体和玻璃板等[3]。第二，在条形磁体之上防止玻璃板，之后在玻璃板之上均匀防止铁屑，敲击玻璃板，仔细观察铁屑变化。第三，在玻璃板之上放置小磁针，对小磁针变化进行观察。第四，用马蹄形磁铁替代条形磁铁，重复上述实验步骤。物理教师可进行数字化实验，对磁场进行直观呈现，让初中生对磁场变化进行直观感受。这样一来，初中生除了能够对周围磁场进行感受之外，同时还能有效提高其实验能力以及学习能力。通过理性实验探究与分析，可以有效提升初中生认知水平，让实验教学变得更加细致以及严谨，有效提高物理教师实际教学能力与信息水平，促使教学效率有效提高。
        （三）数字化实验和实际生活相结合
        其实，物理属于生活学科，包含很多自然规律，这些规律很多都是看不见也摸不着的，然而却在真实存在于现实生活当中，对生活产生较大影响。实验教学期间，物理教师可借助数字技术对物理知识进行展示。尽管初中阶段的物理知识比较基础，然而因为初中生整体认知能力并不强，在知识理解这个方面存在着一定难度。而通过数字化实验可以把和物理教学存在关联的生活现象进行数据化，对实验误差进行有效控制，把抽象知识进行具体化。比如，开展“物体的比热容”实验教学期间，物理教师可在两个烧杯当中放置相等质量的砂石与清水，然后分别在烧杯当中分别插入温度计，连接温度计的顶端与传感器，通过恒温加热来替代酒精灯，保证两个烧杯的外部温度并不太大变化。实验结束以后，物理教师可要求初中生用盛有食用油与清水的烧杯进行实验操作，同样是质量相等，对以上步骤进行重复，对物质的比热容定律进行证明：质量相等，温度变化相同，然而物体不同的情况之下，会具备不同吸热能力。在此之后，物理教师可引导初中生结合实际生活思考比热容的规律，加深初中生印象，帮助其对所学知识进行巩固，进而促使教学效率有效提高。
        结论：
        综上可知，在初中阶段物理实验当中对数字化实验加以运用，有助于提升师生实验能力，有助于培养初中生实践能力，并且有利于开展探究教学。为此，实验教学期间，物理教师需积极对数字化实验教学运用，帮助初中生对实验原理、实验过程以及实验内容加以掌握，进而促使其学习效率有效提升。
参考文献：
[1]刘延武.数字化在初中物理实验中的应用[J].科教导刊(下旬)，2020(03)：158-159.
[2]周轶.DIS实验在初中物理教学中的实践探索[J].中国现代教育装备，2019(06)：23-25.
[3]程建军.运用数字化实验提高初中物理实验教学的有效性[J].物理教师，2017，38(09)：42-44.