數(shù)字化實驗激活科學思維研究

孫玉梅

(江蘇省沭陽如東實驗學校 223600)

數(shù)字化實驗是以現(xiàn)代化技術為手段，改變傳統(tǒng)的初中物理教學，重視物理實驗過程的簡化、實現(xiàn)現(xiàn)象的直觀性和形象性.因此，初中物理實驗教學中應積極運用信息化技術組織教學，實現(xiàn)數(shù)字化實驗教學.本文重點分析數(shù)字化對初中物理實驗教學產(chǎn)生的影響，而后分析運用數(shù)字化實驗激活科學思維的主要策略，確保初中物理數(shù)字化實驗教學順利實施并完成.

一、數(shù)字化對初中物理實驗教學的影響

傳統(tǒng)的初中物理實驗中，學生需要大量的時間使用量筒、電壓表、彈簧測力計和刻度尺等實驗儀器獲取數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理，學生真正探究實驗過程、觀察實驗現(xiàn)象的時間較少，不利于學生掌握物理知識、發(fā)散思維；而數(shù)字化實驗可以主要是利用計算機、數(shù)據(jù)采集器和傳感器等現(xiàn)代化設備進行實驗，且擁有先進的數(shù)據(jù)處理技術，學生可以利用更多的時間進行物理實驗探究，研究物理規(guī)律等.此外，傳統(tǒng)實驗教學中由教師演示的實驗，其中安全的實驗學生可以進行自主探究.傳統(tǒng)實驗教學中，學生通常作為旁觀者觀察教師實驗，沒有親自動手的機會，束縛學生的科學思維，而數(shù)字化實驗為學生創(chuàng)造更多的實驗機會，發(fā)展學生的位科學思維.

二、數(shù)字化實驗激活科學思維研究

1.運用計算機的交互功能展示實驗課件以及視頻

初中物理實驗教學中，對于學生熟悉的、簡單的實驗則不需要走進實驗室進行實驗，而是可以利用計算機的交互功能展示物理實驗教學課件、實驗操作視頻以及相關數(shù)據(jù)等資源，引導學生通過視頻和課件內(nèi)容進行自學，這樣既可以節(jié)省實驗教學時間，又可以節(jié)省實驗資源.同時，在初中結業(yè)的總復習中，教師依舊可以利用這些課件和視頻進行物理實驗教學，避免反復實驗的麻煩，也可以將更多的時間用來學習復雜的實驗.

例如：學習《物態(tài)變化》這一章節(jié)內(nèi)容時，教師可以通過計算機在課件中展示物體的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種形態(tài)，并在課件中通過簡單的實驗現(xiàn)象展示物態(tài)變化，并將課件和視頻發(fā)送到學生電腦上.物體的三種形態(tài)在適宜的環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)換，教師準備的實驗視頻中可以突出顯示物體三種形態(tài)的變化條件，加深學生對物體三種形態(tài)以及變化條件的印象，理清物體三種形態(tài)的變化規(guī)律，提高教學的有效性，保證初中物理實驗教學質(zhì)量.同時，利用計算機展示實驗，可以節(jié)省學生自己動手實驗的時間，進而提高教學效率，可以為學生學習復雜的物理實驗預留充足的時間.可見，運用計算機的交互功能展示初中物理實驗教學課件以及實驗視頻，有利于激活學生的物理思維.

2.錄制物理實驗，制作微課教學資料

錄制的物理實驗都可以作為初中物理實驗教學的良好素材.教師通過手機、平板等設備的錄像功能，將學生完成物理實驗的過程、現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)等信息錄制下來，并將其保存，以便在復習教學中使用，便于學生回顧自己的實驗過程，了解實驗時的不足，進而根據(jù)教師錄制的視屏回顧、糾正錯誤，從而提高物理實驗教學質(zhì)量、提高學生的反思能力，有利于激活學生的思維.

例如：學習《液體壓強》的知識時，演示液體壓強和流動速度之間的關系，利用純凈水桶安裝DIS傳感器，并在傳感器中間放置小紙團，教師安排學生代表對著紙團吹氣，觀察實驗現(xiàn)象.教師需要將真?zhèn)€實驗過程錄制下來，將其整理成為微課的教學資料，上傳至學校的物理數(shù)字化實驗教學系統(tǒng)，以便學生隨時觀看視頻資料，回憶實驗過程，學校相關知識，進而強化物理實驗記憶，提高初中物理數(shù)字化實驗學習效率.

3.建立數(shù)字化實驗室，引導學生自主進行實驗

初中院校建立數(shù)字化實驗室，方便學生進行數(shù)字化物理實驗，將傳統(tǒng)實驗教學中不可能完成的實驗變?yōu)楝F(xiàn)實，促使學生通過探索實驗方法、觀察實驗現(xiàn)象、總結實驗結果掌握初中物理實驗規(guī)律，并激活學生科學思維，促進學生的思維發(fā)展.在傳統(tǒng)的物理實驗中，學生需要大量的時間和精力去處理實驗數(shù)據(jù)，驗證實驗的準確性、判斷實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、總結實驗原理等，而建立數(shù)字化實驗室，學生可以利用計算機等數(shù)字化設備進行計算、模擬實驗，加快實驗速度，快速得出實驗結論.同時，學生也可以按照自己的想法調(diào)整實驗，并在數(shù)字化實驗室中驗證自己的猜想，不再受到傳統(tǒng)實驗教學的限制，使學生的思維得到發(fā)展，有利于學生科學思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

數(shù)字化實驗引入初中物理教學后，欣賞課也能利用現(xiàn)代化技術手段作為輔助措施，深入探索物理實驗現(xiàn)象、分析實驗結果；也可以利用數(shù)字化技術實現(xiàn)靜態(tài)實驗到動態(tài)實驗.數(shù)字化實驗教學可幫助學生理解物理知識，并深化學生對物理知識的印象，且數(shù)字化設備的精確性較高，尤其適合用于采集實驗數(shù)據(jù).故而，初中物理教學中應積極開展數(shù)字化實驗教學.

參考文獻：

[1]吳為鋒.數(shù)字化實驗系統(tǒng)優(yōu)化初中物理實驗課堂[J].中小學電教(下半月),2017(11):47.

[2]程建軍.運用數(shù)字化實驗提高初中物理實驗教學的有效性[J].中學物理,2017,35(20):14-15+30.

[3]程建軍.運用數(shù)字化實驗提高初中物理實驗教學的有效性[J].物理教師,2017,38(09):42-44.

[4]徐正.數(shù)字化實驗應用于初中物理教學的現(xiàn)狀及反思[J].實驗教學與儀器,2017,34(04):8-9.