数字化实验仪器在高中物理实验教学中的应用

江秀云

摘 要：随着科学信息技术的迅猛发展和新课程改革的深入推进，创新教学方法和教学手段成为教师的核心任务。传统的高中物理实验教学中通常是教师示范、学生观察，多次实验也会造成一些资源的浪费，实验教学的效率低、效果差。数字化实验仪器是创新教学手段的产物和成果，它是高中物理实验教学的新型实验手段，具有高速度、高精度、大容量和多样化的优势与特点，运用到高中物理实验教学中能够有效提升学生的实验能力，优化实验教学的效果。从利用数字化实验仪器激发学生兴趣、优化教学难点、巩固强化知识三个方面出发，分析数字化实验仪器在高中物理实验教学中实践运用的有效手段，以期对相关方面的研究起到一定的借鉴意义。

关键词：数字化实验仪器；高中物理；实验教学

物理是高中的一门重要学科，也是一门操作性很强的学科，实验是物理的基础和核心部分，通过实验能够让学生真正掌握知识原理，提高学生的知识运用和实践能力。但是当前的高中物理实验仍采用传统的教学方式，对学生进行机械训练，学生只能被动接受、死记硬背，长此以往学生的探究能力和创新能力得不到有效提升。而数字化实验仪器的运用是对传统物理教学的创新，能够激发学生兴趣，优化教学难点，巩固知识掌握。笔者结合多年的教学实践经验，从以下几个方面分析数字化实验仪器在高中物理实验教学中的应用。

一、利用数字化实验仪器激发学生兴趣

数字化实验仪器相较于课本的理论知识来说对学生更有吸引力，数字化的实验仪器能够模拟出各种实验器具和实验环境。因此高中物理教师可以充分利用数字化实验仪器的直观性和优势，来激发学生的實验兴趣，为高中物理的实验课堂教学注入生机与活力。

以“弹力”为例，为了使学生对弹力产生研究兴趣，笔者将学生带到实验室进行实验探究，当学生走进实验室时，发现桌子上所摆放的不再是课堂中的书本文具，而是形形色色的数字化实验道具，学生立即产生了动手实验的欲望，这时笔者便对学生提出几个问题，让学生通过实验探究得出答案，问题如下：怎样会使物体发生弹性形变和塑性形变？二者的区别是什么？问题一提出，学生迅速拿起实验器材进行实验，有的学生拿起两个力传感器进行对拉实验，有的学生拿起带有弹力测力器的弹力球进行实验，而有的学生则采用了橡皮泥，最终学生从实验中得出结论，弹性形变是物体变形后可以恢复原状的形变，如弹簧、橡皮筋钢锯条等都属于弹性形变，而塑性形变是物体变形后不能自动恢复原状的形变，如橡皮泥、泥巴等都属于塑性形变。这样，在初中物理教学中，笔者通过利用数字化实验仪器进行教学，使学生产生了动手操作的欲望，激发了学生浓厚的学习兴趣，培养了学生的探究意识，增强了学生的动手能力，提高了高中生物课堂教学的效率与质量。

二、利用数字化实验仪器优化教学难点

高中物理的难度较大，而且具有一定的抽象性，教师在实验教学过程中的教学语言往往不能很好地将知识清楚地讲解给学生，学生也无法理解。因此教师可以利用数字化实验仪器，为学生模拟真实的实验环境，呈现更加具体的实验过程，让学生在这个过程中进行思考和理解，难点之处可以进行再次实验，优化教学难点。

例如，在教授“串联和并联”时，学生在面对电路图时往往较难理解，为了突破教学难点，笔者利用数字化实验仪器进行教学，先为学生演示一遍电路的连接过程，目的是让学生观察实验步骤和现象，激发学生的好奇心与探究欲望，这时再给予学生进行实验操作的时间，让学生自由发挥创意设计电路，这样能够充分暴露学生的问题，教师再迅速给予纠正，当学生对电路的连接有了大致了解后，再让学生根据自己连接的电路画一幅电路图，使学生进一步掌握电路图的画法。这样，在物理教学中，教师通过利用实验教学，使学生在动手操作中掌握了知识，优化了教学难点，提高了教学效率。

三、利用数字化实验仪器巩固强化知识

学生在进行理论知识的学习后，往往不能和现实生活建立起紧密的联系，从而无法真正将知识内化，深化记忆。因此教师可以根据基础理论知识通过数字化实验仪器展开实验教学，帮助学生建立起理论和实践的联系，让学生在实验中实现知识的理解、记忆、掌握与运用。

例如，以“磁生电”为例，笔者为学生演示了如下实验：笔者将一枚导体与电流表、开关进行了串联，再把一块U形磁铁放置在导体旁，第一次我将导体静止在磁场中，学生发现电子电流表无度数；第二次，我让导体在磁场中垂直上下运动，学生发现电子电流表还是没有度数；第三次，我让导体在磁场中左右运动，学生惊奇地发现电子电流表刻度发生了变化；第四次，我让导体在磁场中斜向运动，学生又发现电子电流表发生了变化。通过四次不同的操作变化，学生深刻地掌握了闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流现象，了解了感应电流的方向与导体运动方向和磁感应线方向有关。这样，在物理教学中，教师通过利用实验教学，增强了学生的理解能力，巩固强化了知识，提高了学生的学习效率。

总之，数字化实验仪器应用到高中物理教学过程中是新课程改革的必然要求，也是培养学生实践能力、创新精神的重要途径。所以广大高中物理教师在实验教学的过程中要转变教学观念，充分利用数字化实验仪器进行教学，促进学生全面发展，推动高中物理实验教学效率和教学质量的有效提升。

参考文献：

[1]王较过.高中物理实验教学“云”模式的构建[J].内蒙古师范大学学报，2013.

[2]刘斌.微课在高中物理实验教学中的应用初探[J].镇江高专学报，2017.