趙小峰

為保證學(xué)生在課堂上進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，現(xiàn)代的物理教學(xué)模式也更加多樣化.數(shù)字化教學(xué)模式的出現(xiàn)更加符合學(xué)生的獵奇心理，能夠充分調(diào)動學(xué)生的求知欲，使他們自覺主動地參與到課堂中，從而有效提高課堂教學(xué)效率.

一、數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展背景

中學(xué)物理課堂上需要學(xué)生觀察現(xiàn)象、探究規(guī)律、揭示本質(zhì)，這也就意味著學(xué)生首先要把握好對現(xiàn)象的理解.現(xiàn)代物理課堂教學(xué)引入了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，將對應(yīng)的物理變化更加直觀明了地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生能夠理解現(xiàn)象的變化，從而進(jìn)一步探究現(xiàn)象的原因.數(shù)字化教學(xué)最大的特點(diǎn)在于它不僅僅可以直觀地呈現(xiàn)物理規(guī)律，方便學(xué)生理解，幫助學(xué)生分析，還可以幫助學(xué)生通過已有的知識儲備去深化師生以及生生之間的交流.

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在2000-2010年課程教育改革中提出的，主要強(qiáng)調(diào)我們中學(xué)物理教學(xué)要具有科學(xué)性，同時要將科學(xué)學(xué)習(xí)與生活相結(jié)合，將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳感技術(shù)相結(jié)合，從而形成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué).在這種教學(xué)模式下，最重要的是使用不同類別的傳感器，將不同類型的物理量編輯成電壓信號，傳送到計算機(jī)上，再經(jīng)過設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行編輯，最終繪制成圖像，以供學(xué)生參考學(xué)習(xí).

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用策略

1.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)完善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn).

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生是經(jīng)過主動操作、反復(fù)練習(xí)從而強(qiáng)化手眼結(jié)合、觀察總結(jié)的能力.但在實(shí)際操作過程中卻有一些弊端，比如學(xué)生會因?yàn)槊τ谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，忽略一些關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或者有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不是很明顯，甚至部分實(shí)驗(yàn)由于具有一定的局限性或危險性，并不適合直接在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)正好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的這些弊端.教師可以利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)開展探究學(xué)習(xí)，發(fā)掘在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不了的現(xiàn)象，在不同的條件下分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較.

2.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)并不只是傳感器實(shí)驗(yàn).

提到數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，大家往往第一反應(yīng)是利用壓力、溫度、位移等不同類型的傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).然而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)際上要以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過計算機(jī)進(jìn)行展示，其包括實(shí)景仿真實(shí)驗(yàn)、傳感器實(shí)驗(yàn)以及多媒體展示實(shí)驗(yàn).實(shí)景仿真實(shí)驗(yàn)往往被利用在實(shí)際上達(dá)不到的環(huán)境，比如進(jìn)行太空實(shí)驗(yàn)，就可以抽真空模擬失重環(huán)境;而傳感器實(shí)驗(yàn)因?yàn)槠渲庇^性更強(qiáng)，操作簡便，往往被利用在探究實(shí)驗(yàn)上;多媒體實(shí)驗(yàn)經(jīng)常以動畫視頻的形式呈現(xiàn)，可以節(jié)約大量的教學(xué)時間，提高教學(xué)效率.不過在實(shí)際教學(xué)中這三種數(shù)字化形式往往是結(jié)合使用，三者相輔相成從而呈現(xiàn)出更加豐富、更加具有趣味性的課堂.

3.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是課堂教學(xué)的輔助.

數(shù)字化教學(xué)雖有諸多益處，但若教師過多地使用數(shù)字化教學(xué)，就會導(dǎo)致上課講課速度變快，講課內(nèi)容也增加，從而使一些學(xué)生在課堂上跟不上教師的節(jié)奏，長此以往會導(dǎo)致學(xué)生對這個課，甚至對這個教師產(chǎn)生抵觸心理.過多地使用數(shù)字化教學(xué)還會導(dǎo)致學(xué)生主動思考的時間減少，使教師和學(xué)生的地位顛倒，從而違背了我們教學(xué)的雙邊性原則.

三、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用——以探究物質(zhì)溫度變化為例

教學(xué)設(shè)備：溫度傳感器、酒精燈、溫度計、鐵架臺、冰、石蠟、大燒杯、數(shù)據(jù)收集器、計算器等.

設(shè)備連接（課前準(zhǔn)備）：將燒杯、酒精燈、石棉網(wǎng)固定在鐵架臺上，并將溫度感應(yīng)器放入到裝有不同物質(zhì)的燒杯中，再將感應(yīng)器與收集器、計算機(jī)依次相連.

教學(xué)過程：

教師：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了晶體與非晶體的不同點(diǎn)，但是它們在加熱時到底溫度是如何變化的，我們不好理解，那我們一起來進(jìn)行一個探究實(shí)驗(yàn)，我們通過實(shí)驗(yàn)來看冰熔化以及石蠟熔化過程的溫度變化.

教師：通過之前學(xué)習(xí)我們知道冰是晶體，它的溫度如何變化呢？

學(xué)生：先不變后升高.

教師：那我們來驗(yàn)證一下到底是不是這種情況，（通過計算機(jī)來調(diào)出圖像）請同學(xué)們來分析圖像每一段的含義.

學(xué)生：第一段零點(diǎn)是指冰水混合物，第二段液體水溫度逐漸升高.

教師：通過之前學(xué)習(xí)我們還知道石蠟是非晶體，它的溫度如何變化呢？？

學(xué)生：一直升高.

教師：那我們再來驗(yàn)證一下到底是不是這種情況，操作如上，最后通過計算機(jī)來調(diào)出圖像，請同學(xué)們來分析含義.

學(xué)生：石蠟在由固體變?yōu)橐后w的過程溫度一直升高.

通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更好地理解了晶體與非晶體物理性質(zhì)的差異，從而更積極地投入學(xué)習(xí).