陳文南

浮力實驗是初中物理實驗教學(xué)的重要內(nèi)容，對奠定力學(xué)基礎(chǔ)起著關(guān)鍵性的作用.數(shù)字化實驗系統(tǒng)是指，采用傳感器、計算機等設(shè)備于一體的實驗設(shè)備，具有強大的信息處理能力，對于提高初中物理實驗教學(xué)質(zhì)量、幫助學(xué)生強化實驗本質(zhì)規(guī)律認(rèn)知有舉足輕重的作用.下面談?wù)剶?shù)字化實驗系統(tǒng)在浮力實驗中的應(yīng)用.

一、數(shù)字化實驗系統(tǒng)在浮力實驗中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的浮力實驗主要是應(yīng)用彈簧測力計先測量鋁塊在空氣中的重力，然后將其浸入到水中觀察彈簧測力計的示數(shù)變化，而數(shù)字化實驗系統(tǒng)則是利用數(shù)字化測量計和感應(yīng)器等完成浮力實驗.利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行浮力實驗所用的器材包括物體（密度大于水）、鐵架臺、導(dǎo)管、電源、電動機、數(shù)字化系統(tǒng)、圓筒等.在實驗過程中，需要利用數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行點位的采集，同時自動生成變化曲線，改變傳統(tǒng)的人工畫線的方式.其具體的方法是利用采集器進(jìn)行采集，并閉合電動機進(jìn)行抽水，最后逐漸向圓筒內(nèi)注水，從而使水位不斷上升，直至淹沒物體.學(xué)生在實驗過程中只需要觀察水位不斷變化和采集器中的曲線變化即可.對比傳統(tǒng)實驗方法和數(shù)字化實驗系統(tǒng)實驗方法，后者更加科學(xué)、簡單，既能減少因?qū)W生的操作失誤而導(dǎo)致的實驗誤差，也能提高實驗的精確性，從而使學(xué)生形象、直觀地觀察到浮力實驗中蘊藏的物理規(guī)律.在此基礎(chǔ)上利用直觀的視覺印象，加上形象化的實驗圖線，有利于學(xué)生對知識的構(gòu)建和實驗原理的理解，而且對培養(yǎng)學(xué)生真實、細(xì)化的實驗習(xí)慣和思維起到潛移默化的作用.

二、數(shù)字化實驗系統(tǒng)在浮力實驗中應(yīng)用時需要注意的問題

1.考慮是否能培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力.初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，教師要著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、實驗?zāi)芰σ约皯?yīng)用能力，從而落實以學(xué)生為本、培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力的教學(xué)理念.教師在利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)開展浮力實驗時要考慮是否能培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力.傳統(tǒng)的物理教學(xué)主要通過實踐和感性材料來讓學(xué)生直接獲取物理知識，從而完成對學(xué)生實驗?zāi)芰图记傻呐囵B(yǎng)，如測量工具的使用、測量方法的掌握等.而數(shù)字化實驗系統(tǒng)，不僅延續(xù)了傳統(tǒng)物理實驗的特點，還延伸了傳統(tǒng)物理實驗，能夠通過數(shù)據(jù)的收集、分析、展示，給學(xué)生直觀的實驗結(jié)果印象，并引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)中分析物理規(guī)律.這樣，能提高學(xué)生的分析能力.綜合考慮各方面的因素，教師可以結(jié)合傳統(tǒng)的實驗方法和數(shù)字化實驗系統(tǒng)實驗方法，提高學(xué)生的觀察能力和分析能力，從而落實新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足學(xué)生的多元化學(xué)習(xí)的需求.

2.考慮是否能達(dá)到最佳的實驗效果.就傳統(tǒng)的物理實驗而言，教師的實驗演示并不能方便所有學(xué)生的觀察.如果選取一些學(xué)生代表觀察，也會造成大部分的學(xué)生只能旁觀，無法真正參與實驗，不利于調(diào)動學(xué)生的積極性，也不利于培養(yǎng)學(xué)生善于觀察的能力，還不利于提高實驗教學(xué)的有效性.而利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)開展浮力實驗，教師可以改變傳統(tǒng)的實驗展示方法.如傳統(tǒng)的實驗要方便學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，而在新型實驗教學(xué)中可以重點展示實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.具體方法是教師可以把實驗過程、實物展臺等拍攝出來，并通過現(xiàn)代化數(shù)字設(shè)備，放大給學(xué)生看.這樣，既能讓學(xué)生通過大屏幕觀察到整個實驗過程，也能激發(fā)學(xué)生的參與興趣，最終提高實驗效果.

3.考慮實驗設(shè)計是否完善.數(shù)字化實驗相比于傳統(tǒng)的實驗方法，其實驗方法和實驗設(shè)備都有所改善.在開展實驗前，教師應(yīng)重視檢查實驗設(shè)計是否完善，并不斷優(yōu)化實驗設(shè)計，幫助學(xué)生學(xué)習(xí).教師除了應(yīng)具備較高的實驗改進(jìn)能力外，還應(yīng)能將實驗匯編成案例，以供其他教師參考使用.當(dāng)然，教師還應(yīng)具備足夠的實驗設(shè)備操控能力，確保在實驗時能發(fā)揮出實驗設(shè)備的作用.對于浮力實驗中的數(shù)字化系統(tǒng)來說，數(shù)字化測量計、數(shù)字化實驗系統(tǒng)雖然較為智能，但是仍要注意一些使用事項，以確保實驗設(shè)備提供實驗的精確性.在信息時代背景下，新型的實驗教學(xué)設(shè)備越來越完善，教師應(yīng)重視提高自身的教學(xué)水平和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)教育事業(yè)的發(fā)展.將傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗的優(yōu)勢結(jié)合起來，能夠培養(yǎng)學(xué)生的猜想、觀察、實驗、總結(jié)等能力，使學(xué)生在此過程中逐漸形成符合自身發(fā)展的知識體系、研究方法等.

綜上所述，隨著社會的不斷發(fā)展，信息化、智能化技術(shù)的不斷更新，數(shù)字化實驗系統(tǒng)對于初中物理實驗教學(xué)非常重要.目前的初中學(xué)生，認(rèn)知感官，知識系統(tǒng)和方法理念還不成熟，開展數(shù)字化系統(tǒng)實驗教學(xué)非常有必要.在初中物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，依托先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)方法，從而提高教學(xué)質(zhì)量.endprint