论文部分内容阅读
【摘要】随着新课改的不断推进，对基础义务教育也有了更高的要求。物理是一门贴近生活、揭示自然规律的学科，新课改对初中物理课堂提出了创新教学方法和更新教学内容的要求。而要想學好物理，必须要经过动手实践探究，本文将着重分析数字化实验教学在初中物理课堂中的应用研究，针对数字化实验在初中物理实验教学中出现的问题提出几点思考。
【关键词】数字化实验;初中物理;实验教学;现实生活
一、数字化实验概念
数字化实验，别称DIS。诞生于21世纪初，源于十年课程改革对科学教育的反思。数字化实验更强调科学探究，强调培养学生的科学素养、创新思维以及实际的探究能力。目前来说，国内大部分中学都配备了专门的数字化实验室。实验室里的设备主要有传感器、电脑、计算机、数据采集器等各种教学辅助材料。数字化实验室以让学生真正动手操作为基础，通过实时的实验，运用传感器连接电脑终端进行数据采集，最后再运用计算机内的系统实验软件进行数据分析和智能控制。所以传感器的作用就显得格外重要。在实验中，学生通过传感器将实验中产生的温度、力度、距离等因素转换成可被计算机识别使用的信号数据，再经过系统软件的分析、计算，最终总结成文。物理探究教学的两大技术支撑，分别来自传感器的计算机实时数据采集和计算机数据处理软件的计算机建模与分析等技术。具体来讲，物理教学就是通过借助计算机平台直观地显示物理现象，继而深刻地揭示物理规律。数字化实验强调在生活中进行科学学习，有助于学生更加直观地观察实验现象，了解实验规律，总结实验结论，有助于增强学生学习物理的积极性。
二、数字化实验对初中物理实验教学的意义
（一）数字化实验的开展，可以提高教师与学生的实验能力
数字化实验并不是简单地搬运课堂知识，而是通过信息技术手段提高教学效率，让学生更加直观地了解课堂知识。这对于物理教师来也是一个挑战、一个机遇，教师在重新备课的同时，还需要设计数字化实验，意味着教师必须重新学习。新的仪器，新的实验，新的手段，为教师与学生的教育教学过程做好了充分的准备。
（二）提高学生学习的积极性，培养学生的实践动手能力
数字化实验有助于激发学生主动学习知识的兴趣，在学生动手实践的过程中，把课堂知识由简单的书本文字真正转化成了自己亲眼所见所得的实践内容。学生拥有了更多的动手操作机会，拓宽了学生探求知识的道路，有利于发挥学生的主体作用，培养学生的创新能力。
（三）有助于形成探究性学习的新模式
探究性学习是以实验活动为载体，以探究物理规律为基础，以学生为主体，尊重学生的求学意志的一种可持续发展的教学方法。通过教师与学生进行探究性学习的教学过程，可以激发学生的自主学习意识，提高学生学习的积极性，促使学生有意识地调整自我，进而培养他们的创新能力和学习能力。这种方法还有助于帮助学生深化他们的感知力、想象力，帮助他们清楚自我定位，使他们更好地发挥自我价值。
三、当前数字化实验在初中物理课堂上开展的局限性
虽然数字化实验对开展初中物理教学有着非常大的促进作用，但在实际教学中也出现了一些问题。
（一）实验所使用的配套模板与初中物理教学的课堂内容并不是所有都吻合，初中物理教学使用的配套模板不足，教师虽然可以自制一部分模板，但这远远不能满足所有物理实验的要求。
（二）数字化实验并不能完全代替传统实验仪器。在传统实验仪器里，用温度计来测量物体的温度，温度计本身的刻度和水银还有酒精，就可以让学生很直观地看到温度的概念，水银和酒精的升降就可以用来感受温度的升高与降低，但在数字化实验里，学生应用传感器采集数据，是没办法直观地观察到这些现象的。
（三）数字化实验中所使用的数字化设备，需要操作人员具备一定的操作能力和数字处理能力。对于初中生而言，他们不管是在操作能力上还是在学习能力上，都无法达到独立使用设备的标准，这也就需要教师在一旁监管，从侧面辅助学生开展实验。
（四）耗费大量资金，经济上负担重。以传感器为例，传感器的种类繁多，且用途不同，不同的实验可能使用的传感器类型也不一样，这势必要求学校采购大量的传感器以及计算机，这对于经济不是很发达的地区而言，是一件很困难的事。尤其后期的维修和使用也是一个难题。
四、有效推进数字化实验的几条重要途径
（一）有能力的政府和学校应加大支持力度，促进数字化实验的发展
数字化实验对于弥补课堂片面教学的不足，增强学生对教程内容的理解，提高学生的探究能力，有着非同一般的意义，学校和政府应大力支持建立数字化实验室。尤其有经济能力的学校，完全可以建立一个完备的数字化实验室，让学生可以在更好的学习环境中学习物理。
（二）把数字化实验和课程内容相结合，重视经典案例的引导作用
要想学好物理，探究时间不能少。但初中物理毕竟是基础课程，学生都是刚入门，对课程对实验的把握并不十分准确，加上物理内容又比较抽象，对于学生而言更是难上加难。所以教师在进行教学时，可以运用数字化实验对经典案例进行重新展现，生动地为学生讲解实验案例。可以采用分组制教学，把学生分成几个小组，小组之间可以先行进行讨论学习，遇到不懂的问题再由教师进行指导，促使学生对实验现象有更加直观的认知。例如，在探究电磁铁的磁场感应实验中，教师与学生可以用磁感应传感器来观察周围磁场强弱的变化，这样一来，比较抽象的磁场意义，通过磁场传感器就能很明确地展示出来。图像的展示，更方便学生进一步提高对实验的观察能力和分析能力，这是语言无法做到的，教师在讲台上讲再多，都不如学生亲自参与实验获得结论的效果好。教学内容也由过去的赘述不明，到现在的严谨科学，有利于学生进一步提高自己的认知能力。
（三）结合现实生活，用实验连接生活与科学
物理知识是比较抽象的，但是通过教师带领学生做一些简单的物理实验，便可形象生动地让学生理解课程内容。尤其是物理知识与生活中一些生活现象挂钩，学生本来想不到，但在实验的引导下，学生很快就能将他们学到的课程内容与现实生活所挂钩，有助于他们把文字版的课堂内容物化成他们所看到的生活现象。
（四）数字化实验与虚拟实验相结合
推行数字化实验，并不意味着全盘否定传统的实验方式。因为数字化实验也存在着一部分不能触及的领域，初中物理的教学需要多种实验教学方式共同进行。例如，在初中物理实验的课堂上，教师给学生讲解声波传递范围的知识时，可以先在媒体上下载一些虚拟声波设备，然后再进行声音传播范围内容的测试。学生可以从多媒体上的软件窗口中观察声波的波形变化，也可以通过观察数据的变化来判断声音的远近。在对比不同两段声音的特点实验中，可以将同一个发音体两次发出的不同声音录进电脑，观察并对比他们的波形变化，以此来判断这两段声音的振幅和频率。将数字化实验与虚拟实验进行结合，是为了更好地帮助学生理解物理知识，也有助于完善教师在课堂上的实验教学的方式。相信这种方式不仅可以帮助教师和学生更轻松地进行教学内容的探讨，也有助于促进初中物理教学改革的推进。
五、结语
经过研究发现，在初中物理课堂上实现数字化实验，不仅有助于激发学生主动学习物理知识的积极性，还有利于充分培养学生的动手能力与实践能力。利用现代化信息技术辅助现代教育是大势所趋，数字化实验对初中物理实验教学有着重要意义。虽然当前数字化实验的实际应用还存在着许多问题，但相信在广大教研人员的共同努力之下，数字化实验的普及程度会越来越高，必将对初中物理教学产生越来越深远的影响。
参考文献：
[1]张杰.大数据视野下借助数字化物理实验深度开发初中生科学思维的探讨[J].物理教学，2018（8）.
（责任编辑 袁霜）
【关键词】数字化实验;初中物理;实验教学;现实生活
一、数字化实验概念
数字化实验，别称DIS。诞生于21世纪初，源于十年课程改革对科学教育的反思。数字化实验更强调科学探究，强调培养学生的科学素养、创新思维以及实际的探究能力。目前来说，国内大部分中学都配备了专门的数字化实验室。实验室里的设备主要有传感器、电脑、计算机、数据采集器等各种教学辅助材料。数字化实验室以让学生真正动手操作为基础，通过实时的实验，运用传感器连接电脑终端进行数据采集，最后再运用计算机内的系统实验软件进行数据分析和智能控制。所以传感器的作用就显得格外重要。在实验中，学生通过传感器将实验中产生的温度、力度、距离等因素转换成可被计算机识别使用的信号数据，再经过系统软件的分析、计算，最终总结成文。物理探究教学的两大技术支撑，分别来自传感器的计算机实时数据采集和计算机数据处理软件的计算机建模与分析等技术。具体来讲，物理教学就是通过借助计算机平台直观地显示物理现象，继而深刻地揭示物理规律。数字化实验强调在生活中进行科学学习，有助于学生更加直观地观察实验现象，了解实验规律，总结实验结论，有助于增强学生学习物理的积极性。
二、数字化实验对初中物理实验教学的意义
（一）数字化实验的开展，可以提高教师与学生的实验能力
数字化实验并不是简单地搬运课堂知识，而是通过信息技术手段提高教学效率，让学生更加直观地了解课堂知识。这对于物理教师来也是一个挑战、一个机遇，教师在重新备课的同时，还需要设计数字化实验，意味着教师必须重新学习。新的仪器，新的实验，新的手段，为教师与学生的教育教学过程做好了充分的准备。
（二）提高学生学习的积极性，培养学生的实践动手能力
数字化实验有助于激发学生主动学习知识的兴趣，在学生动手实践的过程中，把课堂知识由简单的书本文字真正转化成了自己亲眼所见所得的实践内容。学生拥有了更多的动手操作机会，拓宽了学生探求知识的道路，有利于发挥学生的主体作用，培养学生的创新能力。
（三）有助于形成探究性学习的新模式
探究性学习是以实验活动为载体，以探究物理规律为基础，以学生为主体，尊重学生的求学意志的一种可持续发展的教学方法。通过教师与学生进行探究性学习的教学过程，可以激发学生的自主学习意识，提高学生学习的积极性，促使学生有意识地调整自我，进而培养他们的创新能力和学习能力。这种方法还有助于帮助学生深化他们的感知力、想象力，帮助他们清楚自我定位，使他们更好地发挥自我价值。
三、当前数字化实验在初中物理课堂上开展的局限性
虽然数字化实验对开展初中物理教学有着非常大的促进作用，但在实际教学中也出现了一些问题。
（一）实验所使用的配套模板与初中物理教学的课堂内容并不是所有都吻合，初中物理教学使用的配套模板不足，教师虽然可以自制一部分模板，但这远远不能满足所有物理实验的要求。
（二）数字化实验并不能完全代替传统实验仪器。在传统实验仪器里，用温度计来测量物体的温度，温度计本身的刻度和水银还有酒精，就可以让学生很直观地看到温度的概念，水银和酒精的升降就可以用来感受温度的升高与降低，但在数字化实验里，学生应用传感器采集数据，是没办法直观地观察到这些现象的。
（三）数字化实验中所使用的数字化设备，需要操作人员具备一定的操作能力和数字处理能力。对于初中生而言，他们不管是在操作能力上还是在学习能力上，都无法达到独立使用设备的标准，这也就需要教师在一旁监管，从侧面辅助学生开展实验。
（四）耗费大量资金，经济上负担重。以传感器为例，传感器的种类繁多，且用途不同，不同的实验可能使用的传感器类型也不一样，这势必要求学校采购大量的传感器以及计算机，这对于经济不是很发达的地区而言，是一件很困难的事。尤其后期的维修和使用也是一个难题。
四、有效推进数字化实验的几条重要途径
（一）有能力的政府和学校应加大支持力度，促进数字化实验的发展
数字化实验对于弥补课堂片面教学的不足，增强学生对教程内容的理解，提高学生的探究能力，有着非同一般的意义，学校和政府应大力支持建立数字化实验室。尤其有经济能力的学校，完全可以建立一个完备的数字化实验室，让学生可以在更好的学习环境中学习物理。
（二）把数字化实验和课程内容相结合，重视经典案例的引导作用
要想学好物理，探究时间不能少。但初中物理毕竟是基础课程，学生都是刚入门，对课程对实验的把握并不十分准确，加上物理内容又比较抽象，对于学生而言更是难上加难。所以教师在进行教学时，可以运用数字化实验对经典案例进行重新展现，生动地为学生讲解实验案例。可以采用分组制教学，把学生分成几个小组，小组之间可以先行进行讨论学习，遇到不懂的问题再由教师进行指导，促使学生对实验现象有更加直观的认知。例如，在探究电磁铁的磁场感应实验中，教师与学生可以用磁感应传感器来观察周围磁场强弱的变化，这样一来，比较抽象的磁场意义，通过磁场传感器就能很明确地展示出来。图像的展示，更方便学生进一步提高对实验的观察能力和分析能力，这是语言无法做到的，教师在讲台上讲再多，都不如学生亲自参与实验获得结论的效果好。教学内容也由过去的赘述不明，到现在的严谨科学，有利于学生进一步提高自己的认知能力。
（三）结合现实生活，用实验连接生活与科学
物理知识是比较抽象的，但是通过教师带领学生做一些简单的物理实验，便可形象生动地让学生理解课程内容。尤其是物理知识与生活中一些生活现象挂钩，学生本来想不到，但在实验的引导下，学生很快就能将他们学到的课程内容与现实生活所挂钩，有助于他们把文字版的课堂内容物化成他们所看到的生活现象。
（四）数字化实验与虚拟实验相结合
推行数字化实验，并不意味着全盘否定传统的实验方式。因为数字化实验也存在着一部分不能触及的领域，初中物理的教学需要多种实验教学方式共同进行。例如，在初中物理实验的课堂上，教师给学生讲解声波传递范围的知识时，可以先在媒体上下载一些虚拟声波设备，然后再进行声音传播范围内容的测试。学生可以从多媒体上的软件窗口中观察声波的波形变化，也可以通过观察数据的变化来判断声音的远近。在对比不同两段声音的特点实验中，可以将同一个发音体两次发出的不同声音录进电脑，观察并对比他们的波形变化，以此来判断这两段声音的振幅和频率。将数字化实验与虚拟实验进行结合，是为了更好地帮助学生理解物理知识，也有助于完善教师在课堂上的实验教学的方式。相信这种方式不仅可以帮助教师和学生更轻松地进行教学内容的探讨，也有助于促进初中物理教学改革的推进。
五、结语
经过研究发现，在初中物理课堂上实现数字化实验，不仅有助于激发学生主动学习物理知识的积极性，还有利于充分培养学生的动手能力与实践能力。利用现代化信息技术辅助现代教育是大势所趋，数字化实验对初中物理实验教学有着重要意义。虽然当前数字化实验的实际应用还存在着许多问题，但相信在广大教研人员的共同努力之下，数字化实验的普及程度会越来越高，必将对初中物理教学产生越来越深远的影响。
参考文献：
[1]张杰.大数据视野下借助数字化物理实验深度开发初中生科学思维的探讨[J].物理教学，2018（8）.
（责任编辑 袁霜）