王菊珍
數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用分析
王菊珍
(甘肅省嘉峪關(guān)市第五中學(xué),甘肅嘉峪關(guān)735100)
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》中明確提出,要著力推動(dòng)信息科技在教學(xué)全過(guò)程中的運(yùn)用,推動(dòng)現(xiàn)代信息技術(shù)與學(xué)科課程的融合,逐漸完成教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)方法、學(xué)生的教學(xué)方式、老師的教學(xué)方法和合作學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)型,充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),為學(xué)生的了解和進(jìn)步給予多種多樣的教學(xué)條件和工具。就初中物理教學(xué)來(lái)講,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)是將物理的理論與信息科技緊密結(jié)合,在教學(xué)中合理利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn),可以塑造學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。雖然“數(shù)字化”是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的優(yōu)點(diǎn),可是它也會(huì)給實(shí)際教學(xué)中的老師、學(xué)生造成很多難題,因此,文章就該發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行討論。
數(shù)字化實(shí)驗(yàn);初中階段;物理教學(xué)分析
應(yīng)遵循數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中的合理性標(biāo)準(zhǔn)。合理性是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件物理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的重要基礎(chǔ),老師應(yīng)當(dāng)保證數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)方式與實(shí)驗(yàn)基本原理具備合理性,而且依據(jù)初中物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)原理與規(guī)律性開(kāi)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方案,進(jìn)而充足地充分發(fā)揮數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的功效。老師在應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),要充分考慮有效方法的應(yīng)用,科學(xué)研究觀念的落實(shí)。老師在實(shí)驗(yàn)全過(guò)程中要教會(huì)學(xué)生應(yīng)用合理的辦法解決數(shù)字平臺(tái)實(shí)驗(yàn)難題。
數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的使用也要遵循目的性標(biāo)準(zhǔn)。從人們的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)看,學(xué)生針對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的首要條件是將實(shí)驗(yàn)狀態(tài)與數(shù)據(jù)融合。由于在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件,核心轉(zhuǎn)換是傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)信息加載階段,而這對(duì)初中學(xué)生了解有一定難度,這就需要教師從教學(xué)具體的學(xué)情考慮,結(jié)合教材內(nèi)容實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際問(wèn)題,結(jié)合實(shí)際教學(xué)中的問(wèn)題,進(jìn)行數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件處理。
適用性標(biāo)準(zhǔn)也是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn),老師在利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件開(kāi)展初中物理課實(shí)驗(yàn)的制定時(shí),必須保證實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容與專(zhuān)業(yè)知識(shí)合乎初中生的認(rèn)知水平,根據(jù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的特性培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,進(jìn)而提升初中物理課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的品質(zhì)。在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要選用最好的辦法開(kāi)展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的教學(xué)。
從當(dāng)前的初中物理課堂教學(xué)角度來(lái)看,其數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用會(huì)遇到一些難題,為了能夠讓數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)揮出應(yīng)有作用,做好對(duì)難題的分析并找到解決方法是重要工作任務(wù)。
難題:數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,其需要學(xué)生擁有優(yōu)質(zhì)的信息環(huán)境,并能夠?qū)iT(mén)成立數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)在各班級(jí)中都要設(shè)計(jì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)演示及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這需要學(xué)校投入大量的資金,還要引入設(shè)備,建設(shè)系統(tǒng)平臺(tái)等。然而,當(dāng)前很多學(xué)校在財(cái)務(wù)方面都只能維持基本活動(dòng)開(kāi)展,根本沒(méi)有多余資金用于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建及系統(tǒng)研發(fā),這讓初中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建遇到了困境。
解決方法:針對(duì)當(dāng)前學(xué)校數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建方面的環(huán)境及資金困難,學(xué)??梢圆扇《喾铰?lián)合的方式予以開(kāi)展。首先,學(xué)??梢韵裆霞?jí)教育部門(mén)進(jìn)行申請(qǐng),讓教育部門(mén)給予資金及政策上的支持。其次,學(xué)??梢栽诮逃?、政府的支持下,由教育部的帶頭,實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企事業(yè)單位的關(guān)聯(lián),由企事業(yè)單位資助和贊助,其中以信息技術(shù)相關(guān)企業(yè)優(yōu)先,因?yàn)樗麄儾粌H可以在資金上予以投資,還能夠在技術(shù)上予以支持。對(duì)于投資最大的企事業(yè)單位可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的冠名,如“XX數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”等。第三,學(xué)??梢愿鶕?jù)本校實(shí)際情況,在不影響學(xué)?;窘逃顒?dòng)開(kāi)展的前提下,盡自身所能予以投入,為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建貢獻(xiàn)力量。
1.3.2 山東省政府政策優(yōu)勢(shì)。山東省的十三五規(guī)劃還強(qiáng)調(diào)遵循網(wǎng)絡(luò)的力量,要專(zhuān)注于推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。為推動(dòng)新一代信息技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展,要構(gòu)建互連、集成、智能、安全的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)全面新網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)張。這為山東省電子商務(wù)的發(fā)展提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ),為福山大櫻桃電子商務(wù)發(fā)展提供了機(jī)遇。
難題:在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中,老師作為教育活動(dòng)中的主要負(fù)責(zé)人,其必須要具備良好的信息素養(yǎng),才能夠順利完成對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的操作,進(jìn)而保證數(shù)字化系統(tǒng)的功能性能夠得以發(fā)揮。然而,從當(dāng)前的老師專(zhuān)業(yè)能力角度來(lái)看,很多物理老師在信息素養(yǎng)方面,并不能勝任數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作,這會(huì)影響到數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展效果。如果應(yīng)用不當(dāng),那么數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)很難予以發(fā)揮,這會(huì)導(dǎo)致巨大的教育資源浪費(fèi)。
解決方法:針對(duì)老師信息水平不足的問(wèn)題,對(duì)其予以解決是必然選擇。因?yàn)殡S著初中物理教育工作的進(jìn)步,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建是學(xué)科發(fā)展趨勢(shì),所以老師早晚要面臨這一問(wèn)題。為了解決老師信息素養(yǎng)不足的情況,可以在完成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建以后,由負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的單位派專(zhuān)人對(duì)老師進(jìn)行培訓(xùn),保證每一名老師都能夠熟練掌握該系統(tǒng)的操作方式,同時(shí)能夠處理一些基礎(chǔ)性的問(wèn)題。以確保在運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行授課時(shí),能夠解決學(xué)生遇到的一些問(wèn)題,保證數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中順利予以開(kāi)展,并可以收獲較理想的效果。
難題:學(xué)生的接受程度如何是影響初中物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)健身與應(yīng)用的關(guān)鍵。從當(dāng)代初中生的興趣需求角度來(lái)看,他們對(duì)于新穎的事物是具有較強(qiáng)興趣的,以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的內(nèi)容興趣更強(qiáng)。但當(dāng)將其與學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)相關(guān)聯(lián),學(xué)生的接受程度、理解程度都無(wú)法保證。如果,學(xué)生出現(xiàn)接受程度不強(qiáng)的情況,那么不僅會(huì)導(dǎo)致課堂教學(xué)工作達(dá)不到理想的效果,同時(shí)還會(huì)造成教學(xué)資源的巨大浪費(fèi),這對(duì)于初中物理教育工作而言是非常不利的。
解決方法:誠(chéng)然,學(xué)生的興趣、接受能力是無(wú)法估計(jì)的。但對(duì)于以信息技術(shù)、數(shù)字化平臺(tái)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生們一定會(huì)感興趣的。如果老師擔(dān)憂(yōu)該方法的有效性,可以借助數(shù)字化平臺(tái)先做好對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)聯(lián),并借助視頻資料、Flash等方式完成對(duì)學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)與思維啟發(fā),為課堂教學(xué)工作的開(kāi)展做好鋪墊。針對(duì)學(xué)生理解能力不足可能導(dǎo)致的接受程度問(wèn)題,老師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)短的培訓(xùn),讓學(xué)生也可以具備基礎(chǔ)的信息水平,從而保證他們?cè)趯W(xué)習(xí)中可以更好地進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn),提升他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)。
在初中物理課堂教學(xué)中,老師要想將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,就必須要做好課堂教學(xué)工作的統(tǒng)籌設(shè)計(jì),同時(shí)還必須要對(duì)課堂進(jìn)行合理的管理。
數(shù)字化實(shí)驗(yàn)感應(yīng)器和數(shù)據(jù)采集器替代了學(xué)生的獲取數(shù)據(jù)全過(guò)程,計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信息實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)分析、解決和剖析,使學(xué)生免去了煩瑣的動(dòng)手驗(yàn)證過(guò)程,可以及時(shí)把信息根據(jù)圖像立即展示出去,形象化地看得出每個(gè)標(biāo)量的關(guān)聯(lián),進(jìn)而讓學(xué)生有更多的時(shí)間用以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、研究和剖析,有益于更好地了解定義,把握規(guī)律性。這對(duì)激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知主題活動(dòng),擴(kuò)展邏輯思維,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)造就潛力等都有積極意義。
例如,傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)做法:研究實(shí)驗(yàn)中調(diào)整酒精噴燈與量杯的高寬比,將溫度表吊在鐵架臺(tái)上放進(jìn)水里,不能碰著器皿底和器皿壁。引燃酒精噴燈,對(duì)量杯中的水加溫,留意觀察水里氣泡的轉(zhuǎn)變,每過(guò)1min記錄一次溫度表的示數(shù)。
數(shù)字化平臺(tái)實(shí)驗(yàn)改善:改善實(shí)驗(yàn)方式及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展現(xiàn)方法。將準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器械拼裝好,在試管中添加適量的水,隨后固定不動(dòng)在鐵架臺(tái)上。將溫度感應(yīng)器和數(shù)據(jù)采集終端連接好。打開(kāi)計(jì)算機(jī)上的DIS工具軟件將溫度感應(yīng)器調(diào)零。開(kāi)啟數(shù)據(jù)信息紀(jì)錄報(bào)表,引燃酒精噴燈后,點(diǎn)一下“組件”,觀察水里氣泡和環(huán)境溫度的轉(zhuǎn)變,直至水沸騰,觀察溫度的轉(zhuǎn)變,點(diǎn)一下“終止”,儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息,隨后挑選制圖,獲得圖像并儲(chǔ)存。
根據(jù)本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚩吹贸?,因?yàn)閿?shù)字化實(shí)驗(yàn)服務(wù)平臺(tái)的干預(yù),學(xué)生初中物理課實(shí)驗(yàn)的次序顯著掌握大量,并且還能夠?qū)W會(huì)思考,開(kāi)展思想的開(kāi)拓和練習(xí),進(jìn)而可以更好地觀察物理學(xué)實(shí)驗(yàn),而且可以協(xié)助老師一起思考實(shí)驗(yàn)的改善方法。
未來(lái)隨著社會(huì)的發(fā)展,信息科技必定深層次到人們?nèi)粘I畹母餍懈鳂I(yè),信息科技與教學(xué)行業(yè)緊密結(jié)合是必然趨勢(shì)。因而,老師勇于開(kāi)拓包含數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件的當(dāng)代教育新技術(shù),在教學(xué)中加以應(yīng)用,進(jìn)而能夠推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)方法的更改。當(dāng)實(shí)驗(yàn)根據(jù)日常生活基本進(jìn)行,就可以獲得確定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,就可以吸引住學(xué)生們的普遍關(guān)注。
視頻觀看,新課程引進(jìn)。利用多媒體播放視頻,水餃各自放到水中和油里煮,煮同樣的時(shí)間段后,發(fā)覺(jué)水里的水餃完好無(wú)損,而鍋中食用油里的水餃卻越來(lái)越發(fā)黃。怎么會(huì)發(fā)生那樣的狀況?大家日常吃的水餃全是清煮的,是由于油的沸點(diǎn)比空氣密度高,油的沸點(diǎn)高過(guò)空氣密度,那什么叫沸點(diǎn)?
從日常生活最普遍的狀況引進(jìn),讓學(xué)生了解日常生活隨處有物理學(xué),物理與生活密切相關(guān)。偏向生活的實(shí)驗(yàn)最可以觸動(dòng)學(xué)生的心理,這是由于例如煮餃子那樣的偏向生活內(nèi)容對(duì)學(xué)生而言是特別了解的。當(dāng)學(xué)生發(fā)覺(jué)日常生活有很多物理變化的情況下,自身便會(huì)對(duì)物理變化十分有興趣,有針對(duì)性地開(kāi)展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方法,學(xué)生們將在更短的時(shí)間內(nèi)迅速地了解物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的解決方法和實(shí)驗(yàn)流程,讓學(xué)生的邏輯思維運(yùn)行速率更快。
改善實(shí)際效果構(gòu)想:傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的是電流計(jì)和電流表的各自精確測(cè)量穿過(guò)電阻器的電流和電阻器兩邊的電流值。在研究實(shí)驗(yàn)全過(guò)程中,學(xué)生既要觀察電流計(jì)又要觀察電流表,那樣學(xué)生有一些手足無(wú)措消耗了許多時(shí)間。這也是一種對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的消耗,并且也無(wú)法真的讓學(xué)生融進(jìn)到自學(xué)當(dāng)中,手足無(wú)措的狀況一直存在,針對(duì)學(xué)生而言也是十分消耗上課時(shí)間的。
實(shí)驗(yàn)改善:數(shù)據(jù)信息測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展現(xiàn)方法
1將電壓傳感器和電流傳感器各自接入數(shù)據(jù)采集終端上。
2將小燈泡、滑動(dòng)變阻器、電源開(kāi)關(guān)連接電源電路中,將電源開(kāi)關(guān)斷掉,把電流傳感器串聯(lián)連接電源電路,電壓傳感器并連接在小燈泡的兩邊。
3.調(diào)整滑動(dòng)變阻器,更改滑動(dòng)變阻器連接電源電路的電阻器,待電流傳感器和電壓傳感器的示數(shù)平穩(wěn)后,點(diǎn)一下記錄數(shù)據(jù)信息。
如果選擇數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件,則可防止此不足的發(fā)生,當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備如電流傳感器、電壓傳感器連接電源電路后,學(xué)生點(diǎn)一次對(duì)話(huà)框數(shù)據(jù)采集組件,改變滑模模組,數(shù)據(jù)信息將自動(dòng)按順序由上而下,點(diǎn)一下“公式計(jì)算”欄加電阻器會(huì)自行算出阻值。從數(shù)據(jù)表格初中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn),無(wú)論學(xué)習(xí)電壓值和電流如何轉(zhuǎn)換,最后測(cè)得的電阻器電阻值大部分全部都是一致的。
在利用傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不成功后,教研室的教育學(xué)習(xí)者們科學(xué)研究后,決策選用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件開(kāi)展聲音特色的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)后,實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的考試成績(jī)間距小,考試成績(jī)較集中化。
水的沸騰實(shí)驗(yàn)狀況:
學(xué)生梳理好實(shí)驗(yàn)器械后,
老師:在實(shí)驗(yàn)全過(guò)程中你看到了什么狀況?
學(xué)生:在升溫歷程中,水在燒開(kāi)前,開(kāi)水的氣溫持續(xù)地升高。
學(xué)生:在升溫歷程中,水里有很多氣泡造成且持續(xù)升高、增大,到河面裂開(kāi),氣泡中的水蒸氣釋放到空氣中。
老師:根據(jù)圖像你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律性?
學(xué)生:水沸騰后,再次加溫但溫度維持不會(huì)改變。
學(xué)生學(xué)會(huì)反思和思考,并且老師也需要開(kāi)展教學(xué)思考和總結(jié),根據(jù)一遍一遍地比照,能夠看到在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中初中生教學(xué)思考的概率更高,這是由于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)服務(wù)平臺(tái)可以釋放老師的兩只手,也可以啟迪學(xué)生的思維。
信息科技的應(yīng)用很重要,物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基本的課程,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是物理教學(xué)科學(xué)研究的重要方式,在物理學(xué)教學(xué)全過(guò)程中有著至關(guān)重要的功效。傳統(tǒng)式的實(shí)驗(yàn)器械和精確測(cè)量方式,一定程度上干擾了教學(xué)的實(shí)際效果。因此,物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)終將作出轉(zhuǎn)型,應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)服務(wù)平臺(tái)變成塑造學(xué)生物理科技創(chuàng)新素養(yǎng)的重要應(yīng)用方式。
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G632
A
1002-7661(2022)13-0067-03