王榮輝+羅春春

摘 要： 高中物理以實驗教學模式為基礎，將日常生活現(xiàn)象引入到物理實驗中，鼓勵學生觀察與思想，通過猜想，驗證一些可能存在的物理性質(zhì)，采用先進的數(shù)字化實驗方法即DIS進行發(fā)現(xiàn)、探究、驗證、推理以及拓展實驗，將實驗理念與現(xiàn)代化先進技術有效結(jié)合，最終用數(shù)字圖形將物理規(guī)律直觀地呈現(xiàn)出來。實驗操作中提升學生的實際操作能力以及創(chuàng)新能力。

關鍵詞： 高中物理；實驗教學；數(shù)字化實驗；應用

新課標背景下高中物理數(shù)字化實驗的推廣與應用，有助于為學生與教師解決問題與疑惑，并且能在教學過程中找到理論教學課堂與數(shù)字化實驗教學中的銜接點。本文提供了在物理電學實驗教學的方案設計，為物理教師在理論知識教學基礎上深度開展物理數(shù)字化實驗教學提供借鑒，更好地激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的物理應用能力，從而推動物理實驗教學發(fā)展。

一、 高中物理數(shù)字化實驗教學現(xiàn)狀

數(shù)字化教學實驗的英文縮寫為“DIS”。數(shù)字化實驗課堂的開展主要需要準備傳感器、計算機、數(shù)據(jù)采集器等一些與之相關的采集處理設備，另外還要準備配套儀器設備。

物理實驗課開展之前，準備物理實驗器材是一項繁瑣復雜的工作，這樣增大了物理教師的教學負擔，進而使得一些物理實驗教師放棄數(shù)字化實驗，盡量開展傳統(tǒng)實驗教學或者是不開展實驗教學。

數(shù)字化實驗的開展需要相應的數(shù)字化實驗配套設施。相關的配套設施由于采購成本較高，對于一些經(jīng)濟基礎較差的學校而言，限制了數(shù)字設備配置，數(shù)字化實驗教學就無法順利開展。如果增加數(shù)字化實驗教學，就會使得在反復的使用中造成零件損壞，且維修費用高，導致部分學校數(shù)字化實驗室成為了擺設。

教育理念不同也會影響到數(shù)字化實驗教學情況，近幾年來高中物理試題中數(shù)字化內(nèi)容比例逐漸加重，但物 理實驗問題依舊是通過物理理論知識教學開展，教師通過理論教學仍然可以提高學生的考試分數(shù)，數(shù)字化實驗教學模式是否開展對物理分數(shù)的影響不大，這也是物理教師忽略數(shù)字化實驗教學的關鍵性原因。

二、 數(shù)字化實驗教學模式的積極作用

數(shù)字化實驗教學模式是現(xiàn)代教學中逐漸興起的新型教學手段，與傳統(tǒng)實驗教學相比較，其彌補了傳統(tǒng)實驗操作的不足，采集到的數(shù)據(jù)信息也更加具有精準性。數(shù)字化實驗系統(tǒng)能夠充分地利用現(xiàn)有設備資源，踐行新課改的改革措施。教師在引導學生養(yǎng)成正確學習習慣以及培養(yǎng)探究能力的同時，更加有利于優(yōu)化課堂教學結(jié)構(gòu)，拓展課堂知識內(nèi)容，提升學生的實踐操作能力以及探究能力。另外，還為物理實驗教學注入了新的活力，使抽象的物理知識具象化，使物理課堂變得簡單輕松，為學生打下堅實的物理知識基礎。

三、 數(shù)字化實驗教學模式在電學中的設計應用

依據(jù)魯教版教材與高考考試大綱，結(jié)合物理實驗設備與具體的實驗操作要求，下面針對測量金屬電阻率教材內(nèi)容展開數(shù)字化實驗教學設計。

第一，明確課程目標：引導學生正確使用螺旋測微器和正確讀法；要求學生掌握伏安法測量金屬電阻值并且借助歐姆定律測量金屬電阻率。

第二，具體的實驗設計步驟為：①使用螺旋測微器在導線不同位置分別測量，得出直徑d平均值，計算導線橫截面積S。②將金屬絲兩端拉直且固定在接線柱上，測出接線路長度L，重復進行測量，求出平均值。③按電路圖連接電路，開關處于斷開狀態(tài)且將變阻器調(diào)到最大阻值，用電流感器與電壓傳感器取代電流表與電壓表與電路相連接，調(diào)試傳感器與采集器。④點擊開始按鈕，撥動變阻器滑片使其進行數(shù)據(jù)信息采集工作，采集完畢后點擊分析按鈕，設定X軸為電流變化曲線，Y軸為電壓變化曲線，呈現(xiàn)函數(shù)圖像。將圖片進行存儲或者輸出，對伏安特曲線進行分析，計算金屬電阻值。⑤切斷電源，將設備儀器數(shù)值歸零。經(jīng)同學測量以及計算后得出以下數(shù)據(jù)。

第三，在實驗中需要注意的問題有以下三點。其一，在使用數(shù)字化實驗探究系統(tǒng)中，采用電流傳感器與電壓傳感器取代電流表和電壓表，并將其與計算機緊密相連。注意在實驗操作前一定要清零，這樣能夠保證實驗結(jié)果數(shù)值的精準度，同時要做好計數(shù)準備。其二，將滑動變阻器滑片緩慢地由一端移向另一端，讀取電流表與電壓表數(shù)值；其三，在讀取完數(shù)值后，點擊計算機上的停止按鈕。檢查實驗數(shù)據(jù)結(jié)果，若得出的數(shù)據(jù)效果不太理想，分析存在誤差原因，并且重復進行以上操作，直到的得出理想數(shù)據(jù)結(jié)果。

第四，進行曲線描繪。通過計算機分析函數(shù)得到圖像，將圖像導出。

第五，引導學生思考實驗使用電流表外界的原因，圖線變化中的直線斜率的物理含義，以及導體電阻率值能否通過伏安特性曲線準確表現(xiàn)出來。

第六，要求學生撰寫實驗報告，包括實驗目的、實驗器材、實驗具體操作流程。

第七，向?qū)W生講解常規(guī)數(shù)據(jù)信息的處理方式：在數(shù)據(jù)采集器中選取相應的坐標點，做好標記記錄，在坐標紙上按照坐標形狀畫出圖像，將畫出的圖像與計算機分析處理的圖像作對比，也可以在計算機中直接導出函數(shù)圖像。

結(jié)束語：

在新課改形式下，物理實驗教學的開展愈來愈凸顯其重要性，數(shù)字化實驗教學在實驗教學中受到了廣泛的應用。因此，就要求高中物理教師在跟隨時代發(fā)展中不斷探索創(chuàng)新，樹立終生學習的理念，將提升學生的綜合能力作為物理教學課堂的重要目標之一，為社會培養(yǎng)出更多的物理應用型人才，為我國社會經(jīng)濟文化的蓬勃發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

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