初中物理数字化实验教学初探

    赵小峰

    摘要：将数字化实验教学引入物理教学中，不仅使实验更加精确，而且使学生的体验感更加强烈.本文通过介绍数字化实验教学来说明其对初中物理教学的重要性，并通过教学案例，分享其应用注意点，希望能给广大教师的教学工作提供借鉴.

    关键字：数字化实验?初中物理?摩擦力测定

    初中物理是一门需要结合实验教学的学科，其中的很多抽象化概念，如果不用实验来展示学生很难理解.当然，既然需要实验，就需要保证实验的准确性，不然实验将失去意义.因此，在物理课堂上引入数字化实验教学，可使我们的教学更加便利、生动、准确，对提高教学质量有着重要的现实意义.

    一、数字化实验教学概述

    数字化实验教学可以将物理与信息技术相结合，把相应的物理数据通过相应的设备进行转化，并通过绘制图纸、数据分析总结出相应的运算规律或概念.例如，在数字化实验教学过程中，通过设备可以将肉眼观察的现象，转化成相应的电子數据图像，从而更加有利于学生们去归纳总结.在设备的构成中，传感器是重要部分，我们可以利用这些传感器更加精确地测定我们所要的物理量，这些数据会被传送到计算机上，最后通过相应程序绘制成图，让学生通过观察图像，最终得出对应规律.

    二、数字化实验的优点

    1.节约课堂时间.

    相对于传统的实验教学方式，数字化实验教学可以大大缩短课堂的教学时间，因为传感器的敏感度非常高，它能将很微弱的信号传送到计算机上，教师只要调整好相应的坐标比例，学生就能在投影仪上观察到明显的现象.但是，数字化实验目前还无法做到让大量学生都进行体验，而是只能选取个别学生去操作，节约更多的课堂时间，这样教师就可以利用剩余的时间去分析数据，让学生直观感受到数据变化规律.

    2.使实验结果更加准确.

    数字化实验的数据测量、收集、处理、绘制图像以及合成公式等过程都不需要人工操作，利用相应的感应器、收集器以及计算机进行处理，这样大大减少了实验误差.在实际操作中，学生可以先根据给出的图像自己处理，然后再和计算机的合成公式进行对比.在这个过程中可以加深对公式、定义的理解.

    3.调动学生学习的主动性.

    数字化实验教学区别于传统的教学模式，比传统的实验教学更加符合学生的猎奇心理.数字化实验可以帮助学生直观地看到在某个物理量改变的情况下另一个物理量是如何变化的，这样就使得学生更加关注课堂上的实验变化，也更加想要了解这种变化的规律，从而达到促进学生主动学习的目的.

    三、教学案例——测量滑动摩擦力

    教学设备：力传感器，小木块，长木板，铁架台，数据收集器，计算器.

    装备连接（课前准备）：将小木块放到长木板上方，将木块的另一端连接力感应器，最后将感应器与收集器、计算机依次相连.

    教学过程：

    师：同学们，我们已经学习了静摩擦力与动摩擦力的概念，但是这种概念是不是很抽象，不好理解呢？（生：是）.那现在我们来看一个实验，我们通过这个实验来感受一下摩擦力的变化.首先，我先请一位同学，帮我拉一下长木板，其他同学观察一下木块的运动方式.

    生：（拉动木板，观察木块的运动）

    师：请同学们说一说木块是怎么运动的呢？

    生：木块一直没动（木块从不动到向右运动，最后到静止）.

    师：实际上，木块的运动应该是后一种.在刚开始向左拉木板时，木块有向右运动的趋势，但不是很明显.现在，我们来看一看图像（通过计算机来调出图像），请同学们来分析每一段图像的含义.

    生：第一段，零点是指没拉动木板时木块没有动;第二段，一开始拉动木块产生的静摩擦力;最后一段，动摩擦力.

    师：同学们再观察一下我们图像中最高点指的是什么？它与动摩擦力有什么不同？

    生：最大静摩擦力，动摩擦力小于它.

    师：我们要做好这个实验有哪些需要注意的地方呢？

    生：首先，要先打开传感器再拉动木板;其次，拉动木板时最好要保证力的均匀.

    通过数字化实验教学可以培养学生的观察总结能力，还可以帮助学生养成独立思考、关注课堂的习惯.在这种模式的开展下，物理课堂的教学形式更加丰富，教师的专业能力、学生的独立学习能力也得以提高.