初中物理实验教学中数字化实验室的建设

烟台第十一中学 李 鑫

数字化技术的引入使物理教学发生了深刻的变化，在物理课堂中应用信息技术能够使学生对物理现象进行清晰的观察，激发学生的学习兴趣。将信息技术合理、适时地引入到物理理论和实验教学当中，能够最大限度地挖掘信息技术的教学效果。信息技术在物理教学中的应用，不仅可以提高课堂教学效率，还有助于激发学生的学习积极性，提升创造性思维。数字化技术不仅改变了传统的教学模式，对教学方法的改进与提升也具有重要意义。

一、数字化实验室建设意义

数字化技术本身就具有对多媒体信息进行处理的功能，这些多媒体信息包含图、文、声、像等。数字化技术与多媒体信息相融合，有助于对物理现象进行生动的表达，从而为学生创建更好的学习环境，进一步激发学生的学习热情。

中学生不管是认知水平，还是思维水平，都不够成熟，再加上物理学科抽象复杂，导致学生认知难度增加，致使物理成为教学难点。而数字化技术的表达方式更为形象，更为直观，可以将较为抽象的事物具体化。另外信息技术可以动态地表现复杂的物理变化过程，方便学生进行观察，帮助学生掌握物理规律的变化特点，有效突破教学难点。

在物理教学过程中，仿真技术的应用既是对物理现象的模拟，也是对现实生活中物理现象的再现。在进行实验之前，学生借助仿真物理实验室和几何画板，模拟各类实验情形，可以初步实现对物理过程及物理现象的认识，减少了在实际操作过程中的盲目性。数字化技术特有的仿真模拟功能可以有效辅助物理实验过程，显著提升学生的实验操作水平。

对于学生来说，实验数据的处理和分析能力是综合能力中较为重要的一部分。在对数据进行处理时，经常会应用到图象或者表格，相对图象来说，表格对数据的表达更为直观、形象。在进行物理教学的过程中，不管是教材，还是教师，通常都要求学生应用表格对数据进行记录和处理。对于初中学生来说，凭借图象对数据处理有一定的难度，但是借助数字化技术可以很轻松地对图象或数据进行记录和处理。数字化技术的核心是网络以及多媒体，其在物理教学中的应用不单单可以作为教师的教学工具，更可以成为学生学习的工具，激发学生对事物的探知欲望。在物理教学过程中，通过数字化技术的应用能够有效挖掘传统物理实验教学的优点和潜力，使物理实验教学锦上添花。

因此，在建设标准化实验室过程中，必须以数字化实验室建设为重点，让初中物理实验室向着数字化方向发展，促进素质教育的顺利开展。

二、数字化实验在初中物理实验教学中的案例分析

（一）数字化实验在大气压强教学中的应用

“大气压强”是初中物理教学的一个重、难点内容，不仅要学生掌握好理论知识，还需要学生通过实验的方法对大气压值进行估测，充分感受到大气压的客观存在。传统的实验过程如下：塑料挂钩吸盘蘸水后放置于光滑的平板上，将吸盘与平板之间的空气挤出，用弹簧测力计将挂钩缓慢向上拉，随着实验的进行，托盘会脱离平板，这时对弹簧测力计读数并记录数据，所得出的结果即为大气对吸盘的压力。在得到结果后，可以对吸盘与平板之间的接触面进行测量，从而可以通过相关公式来计算出大气压的数值。在这个过程中，弹簧测力计读数存在一定的误差，造成误差的主要原因是实验过程的拉力不稳定，对于数据的准确性产生了影响，尤其是拉脱瞬间数据不易读取。此外，任何实验测量仪器都有限定量程，弹簧测力计同样如此，有时所使用的弹簧测力计并不符合实验要求，导致实验数据出现误差，所以对于此实验通常只要求学生掌握实验方法。有条件的学校可以通过对实验过程和仪器进行改进，用力传感器替换弹簧测力计，使测量数据更为精确，让整个实验更加直观，更有利于学生对大气压强值知识点的掌握。

（二）数字化实验在电磁铁磁场实验中的应用

为了能够让学生对无法用肉眼观察到的物理现象进行深入了解，可以发挥数字化实验的优势，以此让物理实验更加直观、形象。比如在探究电磁铁的磁场实验中，学生可以凭借磁感应传感器对磁场周围的变化进行观察。通过这样的实验方法，能够让学生直观地对肉眼无法观察到的磁场变化进行观察。又比如在对小灯泡电阻进行实验测量的过程中，凭借数字化教学方式，小灯泡电阻的变化曲线可以在计算机上直接呈现，更便于学生进行观察。在物理教学过程中，传感器的引入可以将物理现象通过图表进行显现，提升了学生的观察能力，同时也可以利用所形成的实验图表来培养学生的分析能力。教师在整个实验过程中，无须对实验结果进行详细说明，学生可以自行通过数据分析来得出精准的实验结果，促进学生物理认知能力的提高。

总之，数字化技术的引入，使初中物理实验教学在模式以及观念上产生了深刻的变化，为开展信息化条件下的实验教学打下了基础。我们要充分认识数字化技术对物理实验教学带来的革命性影响，发挥数字化技术的巨大优势，开展好实验教学，同时在实验教学实践中不断研究，探索一条促进物理实验教学发展的新路子。