周敦瑞

【摘要】由于受到应试教育理念的影响，传统物理实验教学的整体重视程度并不是很高，现有的教学模式更多的是为了应付考试，根本没有通过物理实验帮助学生培养良好的思维模式。文章对传统物理实验特点展开了分析，并在此基础上对数字化在物理实验教学中的具体应用进行分析，为中学生的物理学习水平提升提供了保证。

【关键词】数字化;中学物理实验;应用对策

【基金项目】本文为周宁县中学教育科学研究2019年度课题“结合信息化技术对中学生物理学科探究能力培养的研究”（项目编号：ZN2019013）阶段性成果。

随着科学技术的不断发展和进步，越来越多的新型技术手段被广泛应用在各领域中，科技已经逐渐成为各领域发展中非常重要的组成部分之一。现如今我国已经全面进入数字化、信息化时代，各种不同类型先进的技术手段在很多领域得到合理应用，尤其是在教学中可以实现改革、创新，以满足學生日常学习的个性化需求。

在初中物理实验教学中，由于实验教学一直以来都是物理学科中必不可少的重要组成部分，所以必须要引起足够的关注和重视。教师在保证实现中学物理实验教学数字化的同时，可以对物理实验教学模式进行适当转变，节省人力、物力与时间。这样有利于打破传统物理实验模式的局限，逐渐迈入到全新的实验模式当中，提高中学物理实验教学的整体水平。

一、传统中学物理实验教学的特点

现如今，我国已经全面进入信息化、数字化时代，各种不同类型的先进技术手段在很多领域都可以得到科学合理的引进和利用，尤其是在教学领域更是如此。在日常教学中，信息化技术、信息化背景下的各种不同类型的教学资源等，对整个中学物理实验教学活动的开展具有非常重要的作用。尤其是在当前新课程标准改革不断深入的背景下，越来越多的教学手段在实践中可以得到合理的应用。

物理实验一直以来都是物理学科中非常重要的一部分，具有不可替代的作用，与理论教学之间是相辅相成的关系。物理实验的重要性越来越突出，尤其是当前我国物理教学逐渐朝着数字化的方向发展，数字化实验在物理实验中的占比相对较大。各种不同类型的实验内容在某种程度上都是以最基本的物理知识作为基础的。通过对诸多物理实验进行分析发现，很多物理实验基本上都是选择比较常见的几种设备类型，比如酒精灯、温度计、砝码等[1]。这些传统物理实验工具使用时间比较长，在日常生活中可以找到替代品，无形当中有利于培养学生对物理实验的兴趣。教师在开展中学物理实验教学活动时，必须要引导学生动用自己的大脑，对其中涉及的不同类型的数据信息等内容进行详细的记录和分析，实现对各类信息的归纳和总结。在传统物理实验中使用实验设备时，操作较繁琐，很有可能会直接影响到实验速度，也会对实验数据的精准度会造成一定的影响。

二、数字化在中学物理实验中的具体应用

（一）数字化在“定量化”实验中的应用

由于物理实验具有一定的抽象性、复杂性等特征，所以学生在日常学习中难免会遇到各种不同类型的问题，很难实现理论与实践的有效结合。部分教师的思想观念还停留在传统理念的背景下，对于物理实验教学的整体重视程度普遍比较低。在这种形势下，要想实现物理实验教学合理、有序地开展，就必须要将数字化合理地应用其中，实现中学物理实验教学活动的有序开展[2]。在物理学科日常教学中，通常情况下可以直接通过传感器测量的各种不同类型的物理量，必须要经过符合现实要求的采集器进行妥善处理之后，才能够直接变成对应的计算机系统，这样可以实现对各种不同类型信息数据的有效储存、处理和分析。通过对各种不同类型数据的检测和分析，可以实现有效地采集、整合和利用，所有的流程基本上都是在系统的内部完成，最大限度避免传统实验仪器在使用时受到人为因素的影响而导致最终的测量结果存在严重的偏差问题，影响到整个实验结果的准确性、有效性。

比如，在电压测量实验中，可以直接将测量结果精准到0.01V，而光电门的计时可以保证最终结果精准到0.1ms，两者之间存在的误差问题在经过详细的对比分析和数据统计之后，发现误差控制在1%之内。对于中学物理实验而言，能够达到这种精准度已经非常高。

比如在压强的传感实验中，通常情况下都是直接利用工业级压敏器件进行实验分析。在经数据对比分析之后，最终得出的结果就是传感器的量程控制在0至300kPa的范围之内，整个测量的分度已经达到了0.1kPa，可以将实验中的压强整体变化形势真实地反映出来。对数据处理软件涉及的各种不同类型数据进行处理时，通常情况下可以直接将同一实验数据直接利用数字化的指针或者示波器等不同类型的方式，将最终的结果全部都真实地展示出来，这样才能够最大限度保证实验结果的准确性、可靠性[3]。

在对熔化与凝固条件实验的具体操作中，要结合现实要求，积极采取有针对性的措施，对实验室的玻璃棒温度计进行合理的选择和利用，从而实现对温度的准确测量。在测量实验中，可以对水浴法加热措施进行合理的应用，但是不可避免的是整个实验中仍然存在很多缺点。比如温度计的液泡体积相对比较大，尤其是在石蜡等材质的试管当中，如果无法处于中心位置，很容易就会直接靠近整个试管的边缘位置处，那么此时实际温度与海波温度值相比要更高一些。在海波的整个熔化中，测量温度与海波熔点相比，要更高一些。此时，更为严重的情况就是温度一直在持续上升，这样很容易对学生造成错误的引导。通常情况下在完成实验之后，海波与石蜡会与温度计全部都直接凝固在对应的试管当中，这样很容易就会导致温度计出现断裂等问题。在下次实验时，一旦与试管部分的固体距离较近，很有可能由于熔化吸热等诸多因素的影响，导致其自身固体体内的温度较低。

（二）数字化在课堂物理实验教学中的应用

物理实验教学内容比较丰富，涉及的影响因素也比较多，各种不同类型的教学内容太过于复杂、抽象，很多知识点的连接性非常强，对学生的物理思维、思考方式、基础知识等的要求普遍比较高。久而久之，学生对于物理实验教学的重视程度就会越来越低[4]。针对这一现象，教师要对传统教学理念与教学模式进行适当的改革、创新，以满足新时期背景下学生日常学习的基本要求。

比如在“探究作用力与反作用力关系”这节物理实验教学中，在传统物理实验教学理念的影响下，教师普遍会直接用弹簧秤为学生进行一系列的演示，引导学生直接对弹簧秤的两端进行拉扯，拉扯中必须要保证与地面保持平行的横向拉扯状态。教师也可以直接利用两个大小完全一样的小推车对弹簧称的两端进行拉扯。这样做的目的是对力的大小、关系进行详细的探究，还可以从中了解作用力与反作用力的基本关系和方向。由于这种实验方法在实际应用时，主要是通过人力来进行拉扯，所以很难对两端的力量进行均衡控制，无法保证两端的力具有相同性特征。同时，弹簧秤本身具有一定的重量，弹簧秤当中的各个零部件在整个拉扯中难免会受到不同程度的摩擦影响等。受到这些因素的影响，物理实验的最终结果无法得到有效保证，得到的数据很难确定是否具有可靠性、准确性。

针对这一现象，在物理实验教学中，教师可以直接采用数字化的实验教学方法来进行验证和分析。在数字化实验教学活动的具体开展中，可以直接用两个力传感器在物体两端进行拉扯。首先，在静止的状态下对物体两端进行拉扯，对静止物体在力的作用下的具体变动情况进行分析，得出最终的结论。通过对传感器的合理应用，可以直接观察在力的作用下物体具体变化情况。然后对运动中的物体在力的作用下的状态进行观察。由此可以看出，传感器在中学物理實验教学中的合理应用，不仅可以直接根据物体变动信息进行力的作用力等相关知识的探究和深入分析，而且可以看作数字化实验的一部分，对中学物理实验教学的数字化发展具有实质性意义。

三、结语

在具体开展中学物理实验教学活动过程中，为了尽量减少各种资源的投入，必须要结合新时期背景下的整体发展形势，与先进的思想观念等进行有效结合，对传统教学模式进行创新和优化。这样不仅有利于为学生营造良好的学习氛围，而且可以最大限度提升物理教学的整体质量和水平，满足学生的个性化学习需求，保证物理实验数据的精准度。

【参考文献】

杨佳健.仿真技术在中学物理教学中的应用[J].福建基础教育研究，2019（04）：104-107.

饶迪，程敏熙，李锡均.智能手机传感器在中学物理实验中的应用综述[J].物理通报，2019（04）：123-128.

刘维栋，陈利云.与真实实验相耦合的中学物理虚拟实验教学模式研究[J].物理通报，2019（03）：71-73.

吴荣华，胡玲，蔡秀峰，等.虚拟实验室适用物理实验的应用探究[J].中小学信息技术教育，2019（Z1）：114-117.