趙小峰

摘要：將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入物理教學(xué)中，不僅使實(shí)驗(yàn)更加精確，而且使學(xué)生的體驗(yàn)感更加強(qiáng)烈.本文通過(guò)介紹數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)明其對(duì)初中物理教學(xué)的重要性，并通過(guò)教學(xué)案例，分享其應(yīng)用注意點(diǎn)，希望能給廣大教師的教學(xué)工作提供借鑒.

關(guān)鍵字：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?初中物理?摩擦力測(cè)定

初中物理是一門需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科，其中的很多抽象化概念，如果不用實(shí)驗(yàn)來(lái)展示學(xué)生很難理解.當(dāng)然，既然需要實(shí)驗(yàn)，就需要保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，不然實(shí)驗(yàn)將失去意義.因此，在物理課堂上引入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可使我們的教學(xué)更加便利、生動(dòng)、準(zhǔn)確，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義.

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將物理與信息技術(shù)相結(jié)合，把相應(yīng)的物理數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并通過(guò)繪制圖紙、數(shù)據(jù)分析總結(jié)出相應(yīng)的運(yùn)算規(guī)律或概念.例如，在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)備可以將肉眼觀察的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電子數(shù)據(jù)圖像，從而更加有利于學(xué)生們?nèi)w納總結(jié).在設(shè)備的構(gòu)成中，傳感器是重要部分，我們可以利用這些傳感器更加精確地測(cè)定我們所要的物理量，這些數(shù)據(jù)會(huì)被傳送到計(jì)算機(jī)上，最后通過(guò)相應(yīng)程序繪制成圖，讓學(xué)生通過(guò)觀察圖像，最終得出對(duì)應(yīng)規(guī)律.

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1.節(jié)約課堂時(shí)間.

相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以大大縮短課堂的教學(xué)時(shí)間，因?yàn)閭鞲衅鞯拿舾卸确浅８?，它能將很微弱的信?hào)傳送到計(jì)算機(jī)上，教師只要調(diào)整好相應(yīng)的坐標(biāo)比例，學(xué)生就能在投影儀上觀察到明顯的現(xiàn)象.但是，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)壳斑€無(wú)法做到讓大量學(xué)生都進(jìn)行體驗(yàn)，而是只能選取個(gè)別學(xué)生去操作，節(jié)約更多的課堂時(shí)間，這樣教師就可以利用剩余的時(shí)間去分析數(shù)據(jù)，讓學(xué)生直觀感受到數(shù)據(jù)變化規(guī)律.

2.使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確.

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量、收集、處理、繪制圖像以及合成公式等過(guò)程都不需要人工操作，利用相應(yīng)的感應(yīng)器、收集器以及計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，這樣大大減少了實(shí)驗(yàn)誤差.在實(shí)際操作中，學(xué)生可以先根據(jù)給出的圖像自己處理，然后再和計(jì)算機(jī)的合成公式進(jìn)行對(duì)比.在這個(gè)過(guò)程中可以加深對(duì)公式、定義的理解.

3.調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性.

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加符合學(xué)生的獵奇心理.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生直觀地看到在某個(gè)物理量改變的情況下另一個(gè)物理量是如何變化的，這樣就使得學(xué)生更加關(guān)注課堂上的實(shí)驗(yàn)變化，也更加想要了解這種變化的規(guī)律，從而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的.

三、教學(xué)案例——測(cè)量滑動(dòng)摩擦力

教學(xué)設(shè)備：力傳感器，小木塊，長(zhǎng)木板，鐵架臺(tái)，數(shù)據(jù)收集器，計(jì)算器.

裝備連接（課前準(zhǔn)備）：將小木塊放到長(zhǎng)木板上方，將木塊的另一端連接力感應(yīng)器，最后將感應(yīng)器與收集器、計(jì)算機(jī)依次相連.

教學(xué)過(guò)程：

師：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的概念，但是這種概念是不是很抽象，不好理解呢？（生：是）.那現(xiàn)在我們來(lái)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)感受一下摩擦力的變化.首先，我先請(qǐng)一位同學(xué)，幫我拉一下長(zhǎng)木板，其他同學(xué)觀察一下木塊的運(yùn)動(dòng)方式.

生：（拉動(dòng)木板，觀察木塊的運(yùn)動(dòng)）

師：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)一說(shuō)木塊是怎么運(yùn)動(dòng)的呢？

生：木塊一直沒(méi)動(dòng)（木塊從不動(dòng)到向右運(yùn)動(dòng)，最后到靜止）.

師：實(shí)際上，木塊的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是后一種.在剛開(kāi)始向左拉木板時(shí)，木塊有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但不是很明顯.現(xiàn)在，我們來(lái)看一看圖像（通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)調(diào)出圖像），請(qǐng)同學(xué)們來(lái)分析每一段圖像的含義.

生：第一段，零點(diǎn)是指沒(méi)拉動(dòng)木板時(shí)木塊沒(méi)有動(dòng);第二段，一開(kāi)始拉動(dòng)木塊產(chǎn)生的靜摩擦力;最后一段，動(dòng)摩擦力.

師：同學(xué)們?cè)儆^察一下我們圖像中最高點(diǎn)指的是什么？它與動(dòng)摩擦力有什么不同？

生：最大靜摩擦力，動(dòng)摩擦力小于它.

師：我們要做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)有哪些需要注意的地方呢？

生：首先，要先打開(kāi)傳感器再拉動(dòng)木板;其次，拉動(dòng)木板時(shí)最好要保證力的均勻.

通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察總結(jié)能力，還可以幫助學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考、關(guān)注課堂的習(xí)慣.在這種模式的開(kāi)展下，物理課堂的教學(xué)形式更加豐富，教師的專業(yè)能力、學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力也得以提高.