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高中物理教学中数字化信息系统实验室的有效应用

摘要：实验教学不仅是高中物理不可或缺的教学内容，还是物理教学的重难点，是培养发展学生核心素养的关键路径。但就以往的物理实验教学活动开展情况来看，无论是数据观察还是整体统计都会遇到一些困难。而在获得数字化信息系统实验室的支持后，学校的物理实验教学活动不仅能够高效开展，学生还能对一些数据、比较抽象的原理公式有更直观、真实的了解。

关键词：高中物理；数字化信息系统实验室；信息技术；物理教学

在信息时代的快速发展带动下，学校的教育教学工作中可应用的教学方法与技术手段也更加新颖、先进。作为一种基于先进计算机技术发展起来的教学模式，数字化信息系统实验室的合理运用不仅能突破传统物理实验教学模式的诸多局限，还能为教学注入新的生机与活力，吸引更多的学生全身心参与其中。这样在不断提升物理实验教学水平的同时，还能多角度挖掘学生各方面的潜能，让更多学生真正喜欢上物理这一学科。

一、数字化信息系统实验室概述

数字化信息系统实验室是一种基于先进计算机技术发展起来的实验平台，在实际运用中，可以更高效、准确地完成对实验数据的采集和处理，做到对智能化设备、数据分析软件的整合利用。这样无论是信息数据的显示，还是各项结果分析都可以凸显出智能化特征。作为一门基础性学科，物理实验是高中物理课程中不可或缺的一部分，也是重难点内容。实验教学活动的有效开展可以让学生的物理思维、创新探索能力和实验操作能力得到协调发展。物理实验室作为物理实验教学活动顺利开展的重要基础和保障，如果能够实现数字化发展，不仅能够为物理实验教学注入新的生机与活力，还能够多角度激活学生的创新思维，促使学生多角度探索各个知识点。因此在新时期的高中物理教学中，针对数字化信息系统实验室的创新应用探索，相关机构应给予足够重视。

二、高中物理教学中数字化信息系统实验室的应用

（一）借助数字化信息系统实验室改进实验条件

传统的实验分析如果可以获得数字化信息系统实验室的助力，便可以通过图线功能的有效发挥帮助学生更清晰、准确地把握物理现象和规律间的联系。

以“摩擦力变化规律”为例。以往教师在组织学生开展相关实验探究分析活动时，都是从定性的角度入手，学生很难在具体参与中从更细微的角度观察、测量摩擦力发生的诸多变化。所以，在指导学生应用弹簧测力计探究摩擦力的变化规律时，教师通常准备一些粗糙的水平长木板、木块，并在实际操作中运用弹簧测力计沿着水平方向在长木板上拉动木块。在此过程中，学生会发现，当拉力达到某一数值时，木块会运动，而此前木块是静止不动的。因此这一过程给学生呈现的是静摩擦力会阻碍木块的运动，木块运动的同时拉力读数也会迅速变小，在这之后，木块的受力就转变成滑动摩擦力。

这类实验活动在具体开展中，要想有效完成所需数据的采集，操作人员就要保证木块的拉动是匀速进行的。不可忽视的是，操作人员除了要控制木块的速度，对测力计读数的观察也要同时进行，再加上木块运动往往是一瞬间的，所以在以往这类物理实验活动的开展中，学生经常会出现反应不及时的情况，最终获得的实验效果难以达到预期。但教师如果可以获得数字化信息系统实验室的支持，便可以应用相同的长木板对木块质量做出合理调整，在保证木块平稳运动的基础上，有效增加其摩擦力。之后，教师可以将弹簧测力计变成力传感器，将其合理地固定在桌面上，再拉动木块下的长木板，这样便不用再严格地匀速拉动木板，因为无论匀速传感器是否能够读数，力传感器都可以反映木块受到了多大的摩擦力。同时教师还可以通过数字化信息系统获得实验图像，并通过简单的引导，让学生借助图像的辅助作用，寻找到静摩擦力、滑动摩擦力，以及最大静摩擦力的图像区间，并将区间更快速、准确地读出来。

在此过程中，学生可以更轻松地理解掌握这一实验探究中关于摩擦力的变化规律特点，同时对最大静摩擦力比滑动摩擦力大产生了深刻印象。这样的实验教学过程对学生而言，不仅是轻松高效的，还是充满魅力的，学生对之后的各项实验探究活动将充满期待。由此，教师再组织学生开展实验操作与讨论时，学生会全身心投入，认真思考每一个问题、耐心完成每一个实验。对教师而言，这样的实验教学组织过程既可以锻炼自身的专业素养、提升业务水平，也能够减轻负担、解决以往教学活动设计组织中遇到的难题，获得更多的新思路、新方法来组织学生从不同角度去探索、思考、实践。这样再设计实验探究活动时，教师的耐心和细心也会得到更好突显，师生之间的互动交流会更多，无论对和谐师生关系的建立，还是对整体授课水平、学生学习效率的提升都非常有益。

（二）基于数字化信息系统实验室改进实验方法

对具有一定难度的物理实验而言，在探究分析中，如果能够获得数字化信息系统实验室的助力，不仅能够使学生的实验知觉得到合理延伸，还会使信息的呈现方式得到不断优化。特别是传感器教学活动的开展，能够将实验数据