数字化技术赋能初中物理实验教学改革与思考

引言

物理学属于实验研究为主导的自然科学学科，其教学成果很大程度上由实验设计与开展情况决定。传统实验教学模式往往被设备条件、场地环境以及时间安排等外部因素所制约，无法完全体现物理现象的本质规律，学生在动手操作时容易陷入机械记忆的困境，缺少对科学研究方法的深刻认识与掌握。怎样创建冲破既有瓶颈，改进教学质量的革新性教学计划，成了初中阶段物理教育急需解决的关键问题。数字化技术的出现给破解这个难题给予了新想法，依靠虚拟仿真实验平台和即时数据分析工具，既可以补足传统实验的缺陷，又能给学生塑造更为互动且沉浸的学习环境。

一、数字化技术在初中物理实验教学中的应用优势

( 一) 提升实验数据的精确性与可靠性

依靠先进的传感装置以及高效的数据采集平台，数字技术可以及时得到实验进程中的各种信息，而且能够做到精确记录并展开深入分析。同传统的手工观测方式相比，这种方法大大削减了人为差错，明显改善了实验数据的准确程度和可信度，凭借从多角度处理数据并且将其可视化呈现，这种技术使得学生能更加直观地领悟物理概念，进而改进他们的学习成果。由于它具备良好的稳定性能和出色的重复性表现，所以数字化设备给教学活动赋予了稳固的技术支持，使学生可以在标准化环境里执行探究性的学习操作。

( 二) 提升实验的可视化与直观性效果

数字技术凭借自身具有的虚拟仿真及动态交互功能，可以使得那些难以直观显现出来的抽象物理概念，转化为可直接被观察到的可视化形式。在模拟各种实验的过程中，学生们可以通过细致地查看以及研究物理现象发展情况来深入掌握其中所蕴含着的基本规律和本质特点。通过动画形式去展示电流是如何传递，磁场具体是怎么布局，还有光线在遇到透明物质表面时会发生哪些变化这样的内容信息，则可以打破以往仅能依靠有限实验器材而不能全面展现这些知识点局限条件所带来的瓶颈障碍，在帮助大家从多个角度来探索物理学中隐藏着复杂规律的问题时给予额外助力支持。这样一种新型的教学手段不仅对解决平时动手操作过程中发现出某些不足部分起到了有益补强作用，并且也促进了每位学习者在独立思考过程中产生出无限潜能的可能性空间得以拓展。

二、数字化技术赋能初中物理实验教学改革与思考

（一）教学内容与数字化技术的整合

数字化技术同初中物理实验教学紧密结合之后，给传统的课堂教学带来了新的活力。在实际教学当中，教师可以把数字化工具当作核心资源来使用，重新构建课程体系，改良教学流程。以“力与运动”这个主题单元为例，教师利用数字仿真平台搭建起虚拟的实验环境，带领学生去深入探究牛顿三定律的实际应用情况，通过平台调节各种参数，比如质量，力值或者摩擦系数，学生就能即时看到运动状态变化的趋势。这种交互式的教学方式既加深了学生对物理概念的认识，又拓宽了他们的实践体验范围，很好地解决了传统课堂设备条件所造成的局限性，而且，数字化技术促使不同学科之间相互融合，像把数学建模的方法融入到实验设计当中，这样就可以从多个角度来剖析问题，进而全面提高学生的综合素质和能力水平。

（二）教学方法的创新

依靠数字化技术的支撑，教育者可以设计出多种新奇的教学模式，从而唤起学生的学习热忱，加大课堂参与力度。项目制学习就是一种典型的例子，它可以促使学生就某个物理课题展开深入探究，利用数字工具来执行数据采集，剖析以及成果展示等环节。这种办法有益于改进学生的动手操作水平，而且能培育他们的团队合作意识和解决问题的能力，教师通过在线交互平台做到即时互动并给予个性化的指点，冲破传统课堂教学的时间和空间限制，给学生营造出更为灵活的学习环境。翻转课堂模式推行之后，学生能够依靠数字化资源在课前自主学习理论知识，课堂教学重点放在实践操作和深入探究上，这样就促使知识得到深层次的理解和灵活应用，这种教育革新既丰富了教学形式，又给学生给予了更多表现自己并加强思维能力的机会。

（三）解决痛点，以点带面

学校若想推动初中物理学科数字化实验的推广与应用，可以采用痛点分析法去探究传统实验教学存在的瓶颈问题，还要系统阐述数字化实验的明显优点，通过调动教师的积极性，解决实际操作中的具体困难，从而明显改善教学效果。以“物质密度测定”这一实验为例，传统手段受制于仪器精确度，操作复杂性以及数据分析难度等要素，而数字化实验平台凭借高精度传感器和智能算法模块，让学生在简化流程里达成高效测量并做到直观可视化分析，既缩减了技术门槛，又加强了核心概念的掌握与操作能力的培养。

（四）教学评价的多元化

数字化技术给教学评估革新给予了宽广的发展余地，传统的评价办法大多依靠笔试和实验报告，很难全方位体现学生的实际学习成果。凭借数字化工具，教师可以即时追踪并记录学生的学习进程，通过数据分析来形成专门的学习回馈报告。在实验环节当中，系统可以自动搜集操作流程，数据处理，分析思路等有关信息，帮助教师准确评判学生的综合水平，数字化平台融合在线测试，虚拟操作考核，团队协作表现等多种评价形式，使得评价维度得到充实。这样的评价体系既调动起学生自主学习的积极性，又给予教师科学的教学参照，进而改良课程规划并改进教育品质。

结束语

数字化技术给初中物理实验教学模式革新给予了关键的支撑平台。不过，它的应用效能的不断改善与改良依然要被深入探究，依靠系统的实证研究。本研究力求促使数字化技术同课堂教学实现更深的融合，进而为培育具备创新精神和实践能力的优秀物理人才给予有力支撑。

参考文献

[1] 张伟 . 数字化技术在中小学物理实验教学中的应用研究 [J]. 电化教育研究，2023（2）.

[2] 李晓峰 . 基于数字化技术的初中物理实验教学改革探索 [J]. 教育教学论坛，2023（10）.