談高中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

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摘要：在信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，將課堂教學(xué)活動(dòng)與信息技術(shù)相融合已經(jīng)成為時(shí)代的一種發(fā)展趨勢(shì)。在高中階段，物理學(xué)科具有一定的抽象性，課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)眾多,涉及的范圍也比較廣泛，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到很大的困難。在實(shí)際的物理課堂教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)是不可或缺的一部分，因此教師應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，采取數(shù)字化的教學(xué)方式，在提升課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此本文以電學(xué)為例，從實(shí)際教學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)高中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略進(jìn)行探究，以供交流和分享。

關(guān)鍵詞：高中物理;數(shù)字化；實(shí)驗(yàn)教學(xué);策略

在信息化時(shí)代，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于一種新型的教育教學(xué)模式，發(fā)展十分迅速。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際上是以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，通過傳感器等實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理的過程。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生可以清晰地看到實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，以此來總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。與傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)相比，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式有效提高了課堂活動(dòng)的效率。電學(xué)知識(shí)是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是很多學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。因此結(jié)合電學(xué)實(shí)驗(yàn)，開展數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

一、高中物理教學(xué)現(xiàn)狀

在當(dāng)前物理課堂教學(xué)過程中，教師采用一言堂式的教學(xué)方法將物理知識(shí)灌輸給學(xué)生，學(xué)生機(jī)械性的學(xué)習(xí)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理處于一知半解的狀態(tài)。在這種現(xiàn)實(shí)情況下，學(xué)生物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，遇到物理問題無法得到有效的解決，從而對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生一種畏難情緒。在這種現(xiàn)實(shí)情況下，直接降低了學(xué)生物理課堂學(xué)習(xí)效率。教師對(duì)物理教學(xué)活動(dòng)的不重視，導(dǎo)致課堂學(xué)習(xí)氛圍凝重，學(xué)生和教師之間長期缺乏有效的溝通和交流，導(dǎo)致學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師忽視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直接將物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論傳授給學(xué)生，使學(xué)生很難理解抽象性的物理知識(shí)，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理知識(shí)接受能力緩慢，物理課堂教學(xué)很難取得預(yù)期效果。

二、高中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步在一定程度上可以促進(jìn)教育的發(fā)展，近些年來，新型的教學(xué)設(shè)備和教學(xué)手段在課堂教學(xué)過程開拓了學(xué)生視野，取得了全新的成果。[1]科學(xué)的本質(zhì)是探索真理和發(fā)現(xiàn)真理，在信息技術(shù)快速發(fā)展的情況下，將數(shù)字化教學(xué)引入高中物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程中可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神，為學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將信息技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合，從而創(chuàng)造出一種新型的教學(xué)手段。通過數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以完善物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生直觀地看到物理實(shí)驗(yàn)過程，并完成數(shù)據(jù)采集。通過數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，收集到的都是真實(shí)的數(shù)據(jù)，學(xué)生通過對(duì)具體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察和分析，在總結(jié)的基礎(chǔ)上得出相應(yīng)的結(jié)論。通過這一教學(xué)方式可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，在學(xué)習(xí)過程中加深師生之間的交流，加強(qiáng)了學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)收集和處理信息的能力，以此來培養(yǎng)學(xué)生的新時(shí)代創(chuàng)新精神，構(gòu)建高效的高中物理課堂。

三、高中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

在當(dāng)前物理課堂教學(xué)過程中，應(yīng)從新課改的角度出發(fā)，對(duì)教師的教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行改革性創(chuàng)新。將數(shù)字化教學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)課堂有效地銜接起來，通過具體的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)物理原理進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，以此來提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率。

（一）利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)構(gòu)建真實(shí)教學(xué)情境在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生通常在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過實(shí)際動(dòng)手操作，可以直觀地看到物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以此來根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析進(jìn)而得出具體的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法雖然有一定的可取性，但是在整個(gè)過程中會(huì)浪費(fèi)很多的課堂時(shí)間，教師根本不能滿足學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)的需要。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以利用傳感的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的搜集，教師可以利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)的方式構(gòu)建出真實(shí)的情境，以此來加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，使學(xué)生快速融入學(xué)習(xí)過程當(dāng)中。因此教師應(yīng)靈活設(shè)計(jì)教學(xué)過程，利用數(shù)字化的教學(xué)方式創(chuàng)設(shè)出具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，創(chuàng)建和諧的物理課堂教學(xué)氛圍[2]。例如在學(xué)習(xí)“伏安法測(cè)電阻”這一課內(nèi)容時(shí)，教師可以利用數(shù)字教學(xué)的方式創(chuàng)建出具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境。通過微課的形式對(duì)這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課前導(dǎo)入，使學(xué)生明確伏安法測(cè)電阻是一種非常普遍的測(cè)定電阻的方法，通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上總結(jié)出影響電阻的因素，引導(dǎo)學(xué)生掌握電阻計(jì)算公式，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)。

（二）優(yōu)化數(shù)字實(shí)驗(yàn)操作豐富課堂內(nèi)容在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)過程中，教師手把手地指導(dǎo)學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)操作，在這個(gè)過程中學(xué)生可以近距離體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生掌握物理知識(shí)有一定的幫助。[3]但是利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，可以優(yōu)化物理教學(xué)過程，減少實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤率和實(shí)驗(yàn)誤差，提升物理課堂教學(xué)的有效性。在滿足學(xué)生好奇心的同時(shí)，豐富學(xué)生課堂教學(xué)內(nèi)容。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作，可以大大節(jié)省學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間，降低物理實(shí)驗(yàn)難度從而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。在有限的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)可以學(xué)到更多的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)。相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的開展更為便捷，可以有效豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生加深對(duì)物理原理的理解，實(shí)現(xiàn)高效性教學(xué)。例如在學(xué)習(xí)“測(cè)定金屬的電阻率”這一課內(nèi)容時(shí)，利用數(shù)字化教學(xué)的方式，使學(xué)生直觀地看到實(shí)驗(yàn)過程，并掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)電流表、電壓表和華東變阻器的使用方法進(jìn)行詳細(xì)的講解，最終使學(xué)生掌握測(cè)定金屬電阻率的實(shí)際方法，優(yōu)化數(shù)字實(shí)驗(yàn)操作過程，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行豐富。

（三）利用數(shù)字演示過程加深學(xué)生理解數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法主要借助實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)物理原理和物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，學(xué)生雖然沒有直接參與到實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中去，但是可以通過信息技術(shù)直觀地看到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟和具體操作細(xì)節(jié)，在這個(gè)過程中了解到物理實(shí)驗(yàn)的具體做法。對(duì)于高中教師來說，應(yīng)組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仔細(xì)觀察，以此來激發(fā)學(xué)生的好奇心培養(yǎng)其創(chuàng)新性思維。相較于傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)演示過程可以通過不同的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，在此基礎(chǔ)上滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到物理課堂的學(xué)習(xí)當(dāng)中來，通過優(yōu)化演示過程的教學(xué)方式，加深學(xué)生的理解[4]。例如在學(xué)習(xí)“直線電流的磁場(chǎng)”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，直線電流的磁場(chǎng)無法用肉眼觀測(cè)到，因此利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)的演示過程，可以加深學(xué)生的理解。利用奧斯特實(shí)驗(yàn)對(duì)直線電流磁場(chǎng)進(jìn)行探究，利用小磁針的變化將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具體地表現(xiàn)出來。在此基礎(chǔ)上利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)教學(xué)方式對(duì)影響直線電流磁場(chǎng)的因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性分析，利用數(shù)字化教學(xué)將實(shí)驗(yàn)過程演示出來，以此加深學(xué)生的理解，使之形成物理探究精神。

（四）利用數(shù)字演示教學(xué)突破教學(xué)限制在進(jìn)行實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要借助一定的實(shí)驗(yàn)材料，其次大多數(shù)實(shí)驗(yàn)要在實(shí)驗(yàn)室完成，這對(duì)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生了很大的限制。在實(shí)驗(yàn)過程中，有很多因素都會(huì)導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，很難達(dá)到預(yù)想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方式可以有效解決傳統(tǒng)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)難題，利用數(shù)字演示的教學(xué)方法突破教學(xué)的限制，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[5]。例如在學(xué)習(xí)“通電螺線管的磁感強(qiáng)度”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)通過對(duì)螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，以此在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)通電下磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布規(guī)律進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中，需要借助專業(yè)的工具才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)具有很大的限制。因此利用數(shù)字化教學(xué)的方式，通過信息技術(shù)將實(shí)驗(yàn)過程展現(xiàn)出來，方便學(xué)生觀看和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在一定程度上突破了教師教學(xué)的限制，提高了教師教學(xué)效率，在減輕學(xué)生實(shí)驗(yàn)壓力的同時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

四、結(jié)束語

總而言之，電學(xué)知識(shí)是高中物理教學(xué)過程中的重難點(diǎn)內(nèi)容，物理實(shí)驗(yàn)具有一定的抽象性，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中存在著一定的困難。受實(shí)際教學(xué)條件和課堂時(shí)間的影響，教師無法將所有的物理實(shí)驗(yàn)都一一呈現(xiàn)在學(xué)生面前，因此在信息化教學(xué)的基礎(chǔ)上采用數(shù)字教學(xué)的方式，可以在提升物理課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性的同時(shí)，減少學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)壓力和實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生有可能產(chǎn)生的誤差。物理教師應(yīng)從構(gòu)建教學(xué)情境、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)演示等方面著手，靈活設(shè)計(jì)物理數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，將信數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的物理課堂相結(jié)合，靈活設(shè)計(jì)出具體的教學(xué)方案，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以此來促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫科.淺議利用數(shù)字化信息系統(tǒng)改進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法[J].考試周刊,2020(49):131-132.

[2]楊正雨.數(shù)字化技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].合肥：合肥師范學(xué)院,2020.

[3]鄭亮.數(shù)字化教學(xué)資源在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略研究[J].新課程,2020(15):158.

[4]王剛.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在高中物理力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略[J].教育實(shí)踐與研究,2020(1):57-62.

[5]周學(xué)文.物理概念與規(guī)律教學(xué)的思考[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2012(3):40.

作者：莫君榮 單位：安徽省廬江中學(xué)