摘要：作为初中阶段非常重要且基础的学科，物理教育的作用性不言而喻。物理实验是非常直接的学习物理的方法，物理实验可以帮助学生顺利掌握相关技能与相关知识。然而物理实验虽然大多难度不大，但有些实验的材料是有一定危险或者是较难以获取的，该问题在一定程度上影响了初中物理实验教育有效性。而数字化技术则可以很好的解决这些问题，教师可以利用数字技术为学生呈现直观、动态、具体的实验思路。本文就数字化技术在初中物理的应用情况展开研究，探讨如何有效提升初中物理实验教学质量的有效措施。
关键词：数字化；初中物理实验；教学；应用
引言：
初中时期的教育最为关键，青少年思维能力逐渐加强，好奇心也更重，并且开始有了剖析问题及思考的能力。针对初中学生群体，物理教学需营造学生愿意去探索的课堂氛围，再去设置相应实验，让学生沉浸到物理实验教学中去，培养学生学习能力。为迎合时代的要求，就需要各所初中加强对数字化技术的应用情况，积极落实数字化技术到物理实验课堂当中去，不断提升物理实验课堂的趣味性。
一、初中物理实验当中数字化技术的应用
探究型教学方式，可帮助学生学会透过现象看本质，锻炼学生课堂提出问题的能力，从课题中提出需实验才能解决的问题。但是，由于不同外界因素影响，很多情况下无法让实验顺利进行，难以对物理现象进行直观解释和总结，导致学生失去学习兴趣。为了改善实验环境不足，无法进行有效实验这一问题，相关研究人员运用数字化技术提出了数字实验教学法。此法可有效改善实验环境不足的情况。以下提出的内容，主要是数字实验在探究型实验教学中的应用能力。
（一）数字实验教学目标
以下举例将根据凸透镜成像进行说明，采用数字实验教学，是为了让学生更直观地理解凸透镜的特征与运作规律等方面的知识。教师在明确课堂教育目标后，制订数字实验教学步骤，在过程中让学生通过数字实验探究凸透镜内含规律想象，培养学生探究问题的能力与意识，为之后教学打下良好基础。
（二）数字实验教学环节设计
物理老师可将学生分为多个学习小组，在提出问题后，让小组设计并进行实验，最后得出结论，一下为具体的环节步骤：
二、数字化实验系统在物理教学中的作用
数字化实验系统(Digital Information System，简称DIS)是由传感器、数据采集器、实验软件包(教材专用软件、通用扩展软件)、计算机等构成的新型实验系统。近年来，随着探究型教学理念的引入，不少学校专门设立了数字化探究实验室。数字化实验设备的使用，大大开拓了师生的视野，激发了学生的积极性，提高了教学效率，使信息技术与中学物理教学真正实现了整合[4]。
（一）创建“信息化实验环境”，有利于提高学生的实验素质
所谓“信息化实验环境”，指的是将现代实验技术和以计算机为核心的信息技术融为一体的实验平台或环境。信息技术具有强大的信息处理能力，可以实时、高效处理各种数据，可以实现连网互通，具有便捷的交互功能。DIS系统的应用，初步实现了运用现代技术改造传统的实验手段和方法，而且为信息技术的融合创造了条件。
“信息化实验环境”有助于促进学生的实验素质发展。实验素质是科学素质的重要组成部分，包括实验过程中的科学精神、情感态度，如怀疑、求真、批判、探究、实践、创新等基本要素以及认真、踏实、谦虚、合作等情感因素；还包括熟练的实验技能、运用实验完成观察、测量、验证、探究等任务的能力。显然，只有建筑在高技术平台上的实践经验，才会带来高层次的实验素质、思维能力和创新发现，而这些素质和能力的培养为学生将来从事科学研究、工作的环境接轨创造了条件[3]。
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（二）促进学生学习方式的转变
DIS系统为学生学习方式的转变创造了条件。丰富的传感器可以增强学生的实践体验：信息化的实验手段可以拓展学生探究日常生活中物理现象的能力，从而能激发学生探究的欲望，强大的数据处理能力和开放的平台有利于学生通过努力发现问题寻找规律，有利于学生将信息科技所学知识引入物理实验。如果将 DIS系统和多媒体网络教室结合起来，有助于改变以往单一的个体学习方式，实现独立自主与合作交流相结合的学习方式。
三、数字实验在初中物理实验中的应用策略
（一）加强教师培训，提高教师教学实验设计能力
教学实验设计能力是物理教师一项必备技能与素质，也决定了实验教学的效果。教师前期进行备课时，就应设计实验内容，并充分掌握实验原理，将实验在教学过程中进行实践。初中物理实验教学开展已有很长一段时间，但是，数字实验教学开展只是在数字化技术发展快速的这几年，所以时间相对较短，教师还无法真正理解数字教学实验在物理课堂中的重要性。针对这一问题，学校需重视，对教师进行培训，让教师具有独立设计数字实验能力，拥有虚擬实验意识，才能将数字实验带入实际教学工作中去[1]。
（二）明确数字化物理实验的优势与不足，充分发挥其优势
数字化实验作为数字时代的产物，让初中物理实验教学发生巨大改变，有效弥补了传统物理教学中存在的不足，并以其独特魅力与优势，在初中物理实验教学中拥有较高地位。数字实验让一些无法通过现实实验的内容得以呈现，对于师资力量较差的学校，更是带来巨大改变。数字化技术的不断发展，有其独特优势，但在教学中使用需正视其两面性。
例如，在学习串、并联电路实验的时候，部分学生的不规范操作有可能会损害仪器，而且一些较为昂贵的实验器材学生们甚至都没有机会接触，而数字化物理实验则可以很好的改变这一点，通过让在数字化平台上先进行仿真模拟实验，确定已经熟悉所有的操作流程之后再实际动手操作。
同样的，在学习光的折、反射时，由于受限于周围环境条件，学生们很难清晰观察到光路的轨迹，而使用数字化技术，可以将光路十分清晰的呈现给学生，并能够通过调整不同的入射角度来获取不同的光路轨迹。
（三）重视动手锻炼
初中生好奇心强，这种好奇心实际上是一种很好的教学元素。教师需要主动引导学生，带领学生探究知识、思考问题、消化技能。物理教学设备大多比较昂贵，该因素在一定程度上限制了学生的实践操作条件。近些年在国家的大力支持下，学校获得了很多先进的实验设施、实验仪器。与此同时，信息技术也改变了学生的学习思路，学习条件。当然不论信息技术再先进，能够呈献给学生再具体的物理实验原理与结果，教师也要重视学生实践能力的培养与开发。物理教师在平时教学中需要做好对实验用具的处理，为学生提供足够多的机会与条件帮助学生享受实验，感受实验带来的乐趣。
如展开《探究—小灯泡的电功率》一课时，虽然多媒体技术能够直接将实验的结果告诉学生，并且也能够很好的展示小灯泡的工作思路、工作规律。可是物理教育的最终目的是让学生掌握物理实践技能，而不是单纯的掌握实验结果。所以教师仍旧要带领学生进行实验，如果材料不易或缺，教师可以用FLASH程序或者物理教学软件，由学生使用电脑操作各种配件，用电脑模拟的方式完成物理实验，既保证了实验安全性同时也保障了实验有效性[2]。
结束语：
当前很少有人展开对物理实验教育的相关研究，这显然与物理教育的学科定位是完全背离的。作为基础性学科，我们需要做好初中物理教育研究，尤其是物理实验内容，要积极结合数字化技术来增强学生们学习物理实验的兴趣，增强物理实验的教学效果，为学生们的物理学习提供有效帮助。
参考文献
[1]吕穆.浅谈数字化实验在初中物理实验教学中的应用[J].科学咨询(教育科研),2019(09):181.
[2]张宁波.数字化实验在初中物理实验教学中的应用[J].物理教学探讨,2016,34(11):59-60.
[3]张天磊.仿真实验辅助初中物理实验教学的实践[D].内蒙古师范大学,2016.
[4]张宝新.浅谈数字化实验在初中物理实验教学中的应用[J].学周刊,2012(16):181.
论文作者:杨忠辉
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月51期
论文发表时间:2019/12/6
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