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摘要：信息技术飞速发展，数字化技术在教育领域里的应用越来越广。初中物理实验教学是培养学生科学素养的主要途径，但是它所面临的传统实验手段单一、数据采集误差大、危险实验无法开展等问题仍然存在。将数字化技术应用到初中物理实验教学中，一方面可以很好地克服这些不足，另一方面也能调动学生学习物理的兴趣，提高物理课堂教学质量。本文从数字化技术融入物理实验教学的意义入手，主要研究了数字化传感器和数据采集技术、虚拟仿真实验平台这两类技术手段在课堂中具体的运用策略，以期给一线物理教师实验教学创新提供一定的参考和借鉴。

关键词：数字化技术；初中物理；实验教学；数字化传感器；虚拟仿真实验

一、数字化技术融入初中物理实验教学的意义

（一）突破传统实验局限，提升实验教学效果

传统的物理实验受到器材精度、课时安排和安全条件等众多因素的限制，一些实验现象很难被清楚地表现出来，实验数据误差较大，教学效果受到限制。采用数字化技术之后，可以在实验过程中对实验数据进行实时准确的采集，提高了实验过程的可视性[1]。学生不用再依靠肉眼去观测那些模糊不清的实验现象，而是可以借助数字设备获得动态数据，并且能够对物理规律有深刻的理解，进而提高实验教学的科学性、实效性。

（二）培养学生科学探究能力与数字素养

数字化技术的使用改变学生在实验中的角色，由原来的被动接受者变成现在的主动探究者。学生在操作传感器、分析数字图像、处理实验数据的过程中，完成了从提出问题、猜想假设、设计实验到得出结论的全部科学探究过程，在实践活动中习得了数据处理和信息分析的能力[2]。有利于学生养成问题意识、逻辑思维和数字素养，与新课程标准所提出的核心素养培养目标不谋而合，对学生的长远发展有积极作用。

二、数字化技术与初中物理实验教学融合的实践策略

（一）数字化传感器与数据采集技术的课堂应用

数字化传感器和数据采集技术属于目前物理实验教学里应用最广的数字化手段之一。和传统的温度计、秒表等模拟仪器相比，数字化传感器有采样频率高、测量精度高、数据实时等特点。教师可以把传感器和计算机或者平板终端连接起来，在课堂上把实验数据以图像、表格等形式即时显示到大屏幕上，使所有的学生都能同时看到实验过程的变化。

例如，以人教版八年级上册第三单元《熔化和凝固》一节为例。本节课的主要任务就是让学生通过实验探究来认识晶体和非晶体在熔化过程中温度的变化规律，理解熔点的概念。在传统的教学中，学生用酒精灯加热并拿着温度计读数，由于加热速率不均匀、读数时间不一致，所得到的熔化曲线误差较大，晶体熔化时温度保持不变的典型特征也很难表现出来。引入了数字化温度传感器之后，教师把传感器探头分别放在海波（硫代硫酸钠）和石蜡样品上，连接数据采集器和投影系统，实验开始后，温度-时间图像就实时动态地出现在大屏幕上。学生清楚地看到海波在熔化阶段温度曲线有明显的水平段，对应固定熔点48℃；而石蜡的温度曲线一直平缓上升，没有水平段。两条曲线的明显差别，就直接体现出晶体和非晶体熔化行为的不同之处。教师在课堂上引领学生从图像入手来开展水平段的探讨。石蜡为什么没有这一特点呢？学生被真实的数据所驱动，积极思考，归纳出规律，实验探究的参与度和理解的程度都大大提高。

（二）虚拟仿真实验平台的整合与教学设计

虚拟仿真实验平台属于数字化技术在物理实验教学中的一种新的应用形式。该类平台用计算机建模和仿真技术，在数字环境中高度模拟物理实验环境，让学生可以自由设置参数、操作虚拟的器材，并且可以观察到实验的结果。其主要优势就是克服了物理空间、安全条件和器材数量的限制，使那些由于条件复杂、现象短暂或者存在安全风险而无法在真实课堂上充分开展的实验，在虚拟环境中可以反复地做、多次地比较。从教学设计的角度来讲，教师要把虚拟仿真平台当作真实实验的一种有效补充而不是简单的取代，借助“先虚后实”或者“虚实结合”的教学途径，促使学生在虚拟环境里开展预习探究、现象预判和规律初步探究，之后再同真实实验结合起来加以证实并加深理解，进而达成物理知识的全面建构与迁移运用。

例如，以人教版八年级上册第三单元《汽化和液化》一课为例。本节包含蒸发和沸腾这两种汽化方式，其中沸腾实验的加热时间较长，课堂时间一般不够用，蒸发过程缓慢且看不见，学生很难直观感受到影响蒸发快慢的各种因素。教师用虚拟仿真实验平台从课前环节开始引导学生进入“汽化和液化”仿真模块，自由调节液体温度、液体表面积、空气流速等变量，随时查看各种情况下蒸发速率的变化情况，保存实验数据。进入课堂正式教学阶段，教师组织学生汇报虚拟实验中发现的规律，总结出影响蒸发的三个因素，用真实的沸腾实验验证温度对汽化的影响，借助平台上的液化模拟动画，直观地展示气态水分子在降温加压下变成液态的微观过程。这样一种虚实结合的教学设计，使学生在虚拟的情境中进行初步的探究，在真实的实验中加以加深印证，有效地克服了单一的真实实验在时间和现象表现上的不足，使学生对汽化和液化概念的理解更加全面、深刻。

结语

数字化技术同初中物理实验教学深度整合，是新时代教育改革的必然方向，也是提高物理实验教学质量的有效途径。数字化传感器和数据采集技术在课堂上的应用，使实验数据更加准确，实验现象更加直观；虚拟仿真实验平台的整合应用，又很好地拓展了实验教学的时空界限，克服了真实实验的现实限制。两类技术手段有机结合，既保持物理实验科学探究的本质，又给课堂增添更多的教学可能性。一线教师应该在实践中不断寻找技术与教学最合适的融合方式，把数字化技术真正地用在学生科学素养全面发展的大环境里。

参考文献

[1]计亚巍.数字化技术与初中物理实验教学融合的实践探究[J].中小学电教（综合）,2026,(4):49-51.

[2]杨敬满.数字化技术赋能初中物理实验教学的实践探究[J].华夏教师,2026,(7):80-82.

梁学军

湖南省怀化市会同县林城镇初级中学