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数字化技术赋能初中物理实验教学改革与思考
文章字数:1868
摘要:实验是初中物理教学的关键,能培养学生的实验技能和科学素养。数字化技术的应用突破了传统实验的限制,丰富了学习体验,加深了学生对实验的理解。本文探讨数字化技术在物理实验教学中的应用策略,旨在提高教学质量,为构建高效智慧的物理课堂提供参考。
关键词:数字化;初中物理;实验教学
一、数字化技术赋能初中物理实验教学改革的重要意义
数字化技术如大数据、人工智能、区块链和云计算正推动初中物理实验教学的智能化和数字化转型。以大数据分析技术为例,该技术能实时搜集并分析学生在实验操作环节中的各项数据并生成分析报告,为教师优化物理实验教学方案并改变教学策略提供科学依据。另外,教师还可引导学生充分利用虚拟实验平台开展创新型实验,控制变量并重新设计实验,培养学生科学探究能力,对实验本质有更深刻的理解与认知。
二、数字化技术赋能初中物理实验教学改革的有效策略
(一)理解课标,活用教材。初中物理新课标指出,有条件的学校可为师生配备数字化实验仪器,旨在让传统的实验趋于可视化与智能化,这样就能实现实时采集并分析实验数据的目的。这不仅展示了数字化实验的优势,也指明了初中物理实验数字化改革的方向。明确目标后,初中物理教师可适时结合或用数字化实验替代传统实验,以提高教学效果,实现教学目标。以“液体的压强”教学为例,若想实现本节课教学目标,教师必须带领学生开展相关实验。然而,实验所用的传统液体压强计存在精度不高且容易忽略大气压强这一因素等弊端,这样可能导致实验结果定性不完整、定量不精确。为了有效消除传统仪器的干扰,达到精密测量的目的,教师可引入数字化技术,具体操作如下:教师首先让学生提前下载好实验所需的软件,并准备好传感器、数据记录仪等数据采集工具,同时,为学生准备水、酒精等不同密度的液体并引导学生实时采集液体压强数据,并对其进行观察与分析,得出结论。通过此方式,学生可清晰了解液体压强与深度、密度之间存在的关系。相较于传统实验,此次数字化实验不仅能大幅度提升实验效率,增强实验精度,而且还能降低操作难度,让学生对液体压强的理解与认知更深刻,当然,也能很好地排除传统液体压强计对实验造成的干扰,有助于实验教学目标的达成[1]。
(二)解决痛点,以点带面。为了加速数字化实验在初中物理教学中的推广普及,学校可有效利用痛点分析法,通过聚焦那些长期以来存在的传统实验教学痛点与难点,进一步明确数字化实验的优势所在,以此来调动广大教师运用数字化实验教学的积极主动性,有效解决传统实验存在的问题,大幅度提升教学效果。比如,弹簧测力计,它只能测量拉力,不能测量压力,单向性较强,并且弹簧测力计对物体的运动状态有明确限制,它只适用于静态物体,不适用于运动中的物体。正因如此,如何测量运动中物体的力便成为诸多教师开展实验面临的一大难题。为了解决问题,教师便可积极引入数字化实验,通过为学生准备DIS力传感器、摩擦力实验器等,引导学生高质量完成实验。
(三)新老融汇,殊途同归。传统初中物理实验教学主要使用传统实验仪器来展示经典物理模型,如托盘天平的杠杆原理,弹簧测力的胡克定律模型,温度计的热胀冷缩模型。传统实验仪器在实验中经常扮演展示原理的角色,尽管这些仪器在精确测量上有限,但它们直观地体现了物理思维。因而,在引入数字化实验的同时,教师还应注重与传统实验手段的紧密结合。教师第一步要做的就是讲透实验原理,然后,再以传统实验+数字化实验相结合的方式引导学生深入探究实验原理,在实验中比较两者的优缺点,激发学生的探究兴趣,并增加传统物理实验的乐趣。以“阿基米德原理验证实验”为例,大多数教材使用的是“排水法”,但是,由于实验室内的钩码体积较小,排水量有限,因而对应的浮力也相对较小,这可能导致实验结果并不明显。为了获得更佳的实验效果,笔者对教材内的实验加以优化并引入数字化实验,让学生利用DIS力传感器直接测量物体在水中所受的浮力,同时,绘制同一物体在纯水和盐水中“浮力—排水量”的关系曲线,在此基础上,引导学生对比,这样,便能让他们对液体密度、液体压强、浮力之间存在的内在联系有更深刻地理解,有助于培养他们的科学探究思维并提升其相关能力。
三、结语
综上所述,数字化实验对推动初中物理实验教学朝着数字化、智慧化的方向改革意义重大。因而,教师应不断且积极地依托数字化技术优化物理实验教学过程并灵活引入多种数字化实验设备与工具,以便为学生带来丰富的课堂体验,同时,促进他们核心素养全面发展。
参考文献:
[1]杨云.核心素养下初中物理实验教学的实践与思考[J].试题与研究,2024(32):91-93.
作者单位:阜阳市太和县阮桥镇斤沟学校
关键词:数字化;初中物理;实验教学
一、数字化技术赋能初中物理实验教学改革的重要意义
数字化技术如大数据、人工智能、区块链和云计算正推动初中物理实验教学的智能化和数字化转型。以大数据分析技术为例,该技术能实时搜集并分析学生在实验操作环节中的各项数据并生成分析报告,为教师优化物理实验教学方案并改变教学策略提供科学依据。另外,教师还可引导学生充分利用虚拟实验平台开展创新型实验,控制变量并重新设计实验,培养学生科学探究能力,对实验本质有更深刻的理解与认知。
二、数字化技术赋能初中物理实验教学改革的有效策略
(一)理解课标,活用教材。初中物理新课标指出,有条件的学校可为师生配备数字化实验仪器,旨在让传统的实验趋于可视化与智能化,这样就能实现实时采集并分析实验数据的目的。这不仅展示了数字化实验的优势,也指明了初中物理实验数字化改革的方向。明确目标后,初中物理教师可适时结合或用数字化实验替代传统实验,以提高教学效果,实现教学目标。以“液体的压强”教学为例,若想实现本节课教学目标,教师必须带领学生开展相关实验。然而,实验所用的传统液体压强计存在精度不高且容易忽略大气压强这一因素等弊端,这样可能导致实验结果定性不完整、定量不精确。为了有效消除传统仪器的干扰,达到精密测量的目的,教师可引入数字化技术,具体操作如下:教师首先让学生提前下载好实验所需的软件,并准备好传感器、数据记录仪等数据采集工具,同时,为学生准备水、酒精等不同密度的液体并引导学生实时采集液体压强数据,并对其进行观察与分析,得出结论。通过此方式,学生可清晰了解液体压强与深度、密度之间存在的关系。相较于传统实验,此次数字化实验不仅能大幅度提升实验效率,增强实验精度,而且还能降低操作难度,让学生对液体压强的理解与认知更深刻,当然,也能很好地排除传统液体压强计对实验造成的干扰,有助于实验教学目标的达成[1]。
(二)解决痛点,以点带面。为了加速数字化实验在初中物理教学中的推广普及,学校可有效利用痛点分析法,通过聚焦那些长期以来存在的传统实验教学痛点与难点,进一步明确数字化实验的优势所在,以此来调动广大教师运用数字化实验教学的积极主动性,有效解决传统实验存在的问题,大幅度提升教学效果。比如,弹簧测力计,它只能测量拉力,不能测量压力,单向性较强,并且弹簧测力计对物体的运动状态有明确限制,它只适用于静态物体,不适用于运动中的物体。正因如此,如何测量运动中物体的力便成为诸多教师开展实验面临的一大难题。为了解决问题,教师便可积极引入数字化实验,通过为学生准备DIS力传感器、摩擦力实验器等,引导学生高质量完成实验。
(三)新老融汇,殊途同归。传统初中物理实验教学主要使用传统实验仪器来展示经典物理模型,如托盘天平的杠杆原理,弹簧测力的胡克定律模型,温度计的热胀冷缩模型。传统实验仪器在实验中经常扮演展示原理的角色,尽管这些仪器在精确测量上有限,但它们直观地体现了物理思维。因而,在引入数字化实验的同时,教师还应注重与传统实验手段的紧密结合。教师第一步要做的就是讲透实验原理,然后,再以传统实验+数字化实验相结合的方式引导学生深入探究实验原理,在实验中比较两者的优缺点,激发学生的探究兴趣,并增加传统物理实验的乐趣。以“阿基米德原理验证实验”为例,大多数教材使用的是“排水法”,但是,由于实验室内的钩码体积较小,排水量有限,因而对应的浮力也相对较小,这可能导致实验结果并不明显。为了获得更佳的实验效果,笔者对教材内的实验加以优化并引入数字化实验,让学生利用DIS力传感器直接测量物体在水中所受的浮力,同时,绘制同一物体在纯水和盐水中“浮力—排水量”的关系曲线,在此基础上,引导学生对比,这样,便能让他们对液体密度、液体压强、浮力之间存在的内在联系有更深刻地理解,有助于培养他们的科学探究思维并提升其相关能力。
三、结语
综上所述,数字化实验对推动初中物理实验教学朝着数字化、智慧化的方向改革意义重大。因而,教师应不断且积极地依托数字化技术优化物理实验教学过程并灵活引入多种数字化实验设备与工具,以便为学生带来丰富的课堂体验,同时,促进他们核心素养全面发展。
参考文献:
[1]杨云.核心素养下初中物理实验教学的实践与思考[J].试题与研究,2024(32):91-93.
作者单位:阜阳市太和县阮桥镇斤沟学校