物理数字化实验教学课例

新教育 上旬刊53磁场作为客观存在的一种较特殊的物质，存在于载流导体、永久磁体、运动电荷或时变电场等周围空间中，是以磁感应强度表征的一种特殊形式的物质。

磁场的物质性也体现了磁场具有能量和动量，磁场对磁体和载流导体有力的作用，能产生电磁感应现象和霍尔效应，使磁致伸缩材料发生变形，使载流导体或半导体的电阻发生变化。

在电磁学的建立与发展过程中，法拉第最先提出“场”及“磁场线”的概念。

但如今“场”的概念已远远超出了原有的范畴。

“场”已经是物质的一种基本、普遍的存在形式，只有正确认识、理解“场”的概念，才能完整地建立物理学知识结构体系，形成正确的物理观念。

由于磁场难以直接观察与理解，学生不易正确认识，提升学生对场的认知需要有力的实验验证与实验探究。

利用数字化实验，譬如实验室传感器、智能手机自带传感器，可以将人眼不可见的磁场用数据测量出来、用图像表达出来。

利用数字化实验的可视性、即时性及高效的数据处理特性可以让学生更深层次地认识、理解磁感应强度概念和掌握磁场的物质性，提升课堂教学质量与效率。

一、利用智能手机内置传感器与phyphox软件研究地磁场强弱和方向初中物理已经讲过了磁现象，磁体、磁极、磁极间的相互作用，通常都是通过定性的传统实验了解初步的磁现象。

高中物理课程是先学习电场和电路，从电与磁的联系入手，通过对比电与磁的相似性，让学生把电和磁联系起来，进行类比性知识延展。

新教材的编排设计在展现科学家对电磁学方面的探索过程时，虽有物理思想的引导，但省去了过程的曲折，看似教学内容简单了，却对学生的理解能力提高了要求。

新教材的编排设计对接受理解能力强的学生比较合理，但是课堂教学也要关注到部分理解能力较弱的学生，他们在学习理论知识时，往往对新知识认知模糊且片面。

根据新课程特点与学生的实际情况，可以利用数字化实验室的磁敏传感器把磁感应强度变成电流信号，通过数据采集器和计算机读出磁感应强度的大小和方向，将磁场的强弱量化、可视化，让抽象的物理量变得具象化、物质化，便于学生由形象思维向抽象思维发展。

高中物理数字化实验教学作者：***来源：《新课程》2024年第16期一、教学目标1.理解机械能守恒定律的基本原理，能够通过数字化实验平台深化对能量转换和守恒概念的认识。

2.学习设计具体的实验方案，清晰界定实验中需观测的物理量，并运用合适的数字化工具进行精确测量。

3.增强控制实验变量的能力，通过准确操作获得关键数据，如下落高度和速度，能够分析数据差异，并通过改进实验方案来降低误差，锻炼科学探究技能。

4.培养实事求是的科研态度和对数据真实性的尊重意识。

二、思维导图（见图1）三、实验思路1.实验满足的条件：为了验证机械能守恒定律，实验设计中应确保系统只受保守力（如重力和弹力）的作用，以排除非保守力（如摩擦力和空气阻力）对实验结果的干扰。

在没有外力做功的情况下，物体的机械能（动能与势能的总和）应当是守恒的。

2.减少阻力的方法：为了降低空气阻力和滑动摩擦力对实验结果的影响，可以采用以下减少阻力的方法。

使用光滑的轨道或斜面、应用润滑剂、使用滚动而非滑动、减小接触面积、设计流线型的物体形状、选用质量较大的物体。

四、实验过程（一）研究自由下落物体的机械能1.实验准备与设定教师检查并确保所有实验设备完备且状态良好，这包含铁架台、电磁打点计时器、配重、纸带、复写纸、导电线、精确的毫米尺和低压AC电源（见图2）。

在此基础之上，借助数字化设施，如计算机程序、感应器以及数据搜集装置等，这些有助于提升数据搜集与分析的准确性。

2.实验原理说明在解释实验原理前，教师要向学生明确机械能守恒定律的定义和适用状况。

学生通过观察并比较自由落体过程中重物的势能与动能之间的转换，深入了解机械能守恒定律是否在实验中得以验证。

3.实验步骤（1）势能变化测量为了深入理解力学基本概念，学生需用精准的天平来测定重物的质量，确保实验结果的精确性。

然后，他们会把这个重物安装到铁架台上，为接下来的实验步骤做准备。

电磁打点计时器是此次实验的核心工具。

当设备开启，重物开始自铁架台自由落体时，计时器会定期在穿过的纸带上标记点位。

随着技术越来越好，我们教授物理学的方式正在发生变化。

我们看到
许多使用数字材料在中学教授物理的酷新思想。

这个案例研究是研究
数字工具如何能够帮助物理教学更好。

我们认为使用数字工具可以让
教学物理更加容易，让学生更加有趣。

这个研究将给我们一个很好的
视角，数字材料如何能对我们的教学方式和学生的学习水平产生很大
的影响。

让我们用数码化妆来爵士乐来教授物理学！图片如下：学生潜入虚拟实验和模拟中，将复杂的物理理论带入生命。

凭借多媒体的力量，他
们可以观看视瓶和动画，让学习物理学成为爆炸。

这些数字工具不仅
仅是用来展示的，它们让学生们能够成为科学的调查员，进行实验，
并自行分析数据。

跟无聊的教科书说再见，跟一个激动人心，互动的
学习经历打声招呼，把物理课变成最终的冒险！
数字化物理教学的夜舞与上线评台和教育应用的拥抱相互交织。

这些
充满魅力的评台和应用程序展现出许多奇妙的功能，提供即时反馈，
设计个性化的学习道路，并解开合作学习机会。

在这里，教师是术士，伤害任务和评估，进行成形评估，并给予其弟子有针对性的支持。

上
线评台是一个结合和互动的领域，学生们编织了协作和互动学习的挂毯，就像宇宙芭蕾舞中的天体。

通过利用这些数字资源，教师将自己的教学策略推广到最大程度，从而激发出一种使学生学习的光辉感。

数字化物理实验与案例数字化学物理实验是指利用计算机和相关软件技术，通过模拟和仿真等方法进行的一种虚拟实验。

它可以在计算机上模拟各种实验环境和条件，进行物理实验过程的模拟和数据分析，以及对实验结果的预测和解释。

实验名称一：弹簧振子的周期与质量关系实验实验目的：验证弹簧振子的周期与质量之间的关系，并探究其物理规律。

实验步骤：1.在计算机上打开相应的数字化化学物理实验软件，进入弹簧振子实验界面。

2.准备弹簧、质量块和计时器等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。

3.调整质量块的质量和弹簧的劲度系数，设置实验参数。

4.点击开始按钮，启动实验过程的模拟。

5.记录实验过程中弹簧振子的周期，并将数据保存到计算机中。

6.根据实验数据，绘制周期与质量之间的关系曲线。

7.分析实验结果，验证周期与质量之间的关系，并解释其物理规律。

该案例通过数字化实验软件模拟了弹簧振子的实验过程，可以根据不同的质量和劲度系数设置实验参数，并记录实验数据。

通过分析实验数据，可以得出周期与质量之间的关系曲线，并验证其物理规律。

数字化化学物理实验的优势：1.可以在虚拟环境中进行实验，避免了实际实验过程中的安全隐患。

2.节省实验材料和设备成本，方便实验教学资源的共享和传播。

3.可以进行多次重复实验，提高实验结果的可靠性和准确性。

4.可以对实验参数进行灵活调整，探究不同条件下的实验现象和规律。

5.提供了直观的实验界面和数据分析工具，方便实验数据的记录和处理。

总之，数字化化学物理实验为学生提供了一个便捷、安全和高效的实验学习平台，能够加深对物理规律的理解和掌握。

实验名称二：光的折射与反射实验实验目的：通过模拟实验验证光的折射定律和反射定律，并探究其物理规律。

实验步骤：1.打开数字化物理实验软件，在光的折射与反射实验界面中设置实验参数。

2.准备一束光源、玻璃板、三棱镜等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。

3.调整光源的位置和角度，设置入射光线的方向和强度。

第1篇摘要：随着科技的飞速发展，数字化技术在各个领域得到了广泛应用。

在教育领域，数字化物理实验教学作为一种新兴的教学模式，以其独特的优势逐渐受到广泛关注。

本文从数字化物理实验教学的定义、特点、实施方法以及在我国的应用现状等方面进行探讨，以期为我国物理实验教学改革提供有益的参考。

一、引言物理实验教学是物理学教学的重要组成部分，通过实验，学生可以直观地认识物理现象，掌握物理规律，提高实验技能。

然而，传统的物理实验教学存在诸多弊端，如实验设备落后、实验内容单一、实验操作不规范等。

为了解决这些问题，数字化物理实验教学应运而生。

数字化物理实验教学以计算机技术、网络技术、多媒体技术等为基础，通过虚拟实验、远程实验等方式，为学生提供更加丰富、高效、个性化的实验学习体验。

二、数字化物理实验教学的定义与特点1. 定义数字化物理实验教学是指利用计算机技术、网络技术、多媒体技术等手段，对传统物理实验进行改造、创新，形成一种新的教学模式。

在这种模式下，学生可以通过虚拟实验、远程实验等方式，完成实验操作，获取实验数据，分析实验结果。

2. 特点（1）虚拟化：数字化物理实验教学可以通过虚拟实验技术，将传统实验设备、实验环境进行数字化模拟，使学生能够在虚拟环境中完成实验操作。

（2）个性化：数字化物理实验教学可以根据学生的实际需求，提供个性化的实验内容，满足不同学生的学习需求。

（3）实时性：数字化物理实验教学可以实现实验数据的实时采集、处理、分析，提高实验效率。

（4）共享性：数字化物理实验教学可以将实验资源进行共享，方便学生随时随地开展实验学习。

三、数字化物理实验教学的实施方法1. 虚拟实验虚拟实验是数字化物理实验教学的核心内容。

通过虚拟实验，学生可以在计算机上完成实验操作，获取实验数据。

虚拟实验的实施方法主要包括以下几种：（1）基于计算机的虚拟实验：利用计算机软件模拟实验过程，实现实验操作。

（2）基于虚拟现实技术的虚拟实验：利用虚拟现实技术，为学生提供沉浸式实验体验。

中学物理数字化教学设计范文5篇一个教师必须对祖国优秀文化和语言文字深深地热爱否则就站不进去，不可能获得真知。

下面给大家分享一些关于中学物理数字化教学设计范文5篇，希望能够对大家有所帮助。

中学物理数字化教学设计范文1一、教学目的1、通过本课教学，使学生认识滑轮，知道滑轮的作用及在实际中的应用。

2、培养学生的实验能力和分析综合能力。

3、使学生体会到自然事物是有规律的，只有掌握了自然规律，才能更好地利用自然和改造自然。

二、教学准备分组实验材料：滑轮二个、铁架台、细绳、钩码、测力计。

演示材料：同分组材料一套。

大滑轮一个、粗麻绳二根(组装动滑轮、拔河用)。

挂图或幻灯片三张(旗杆上定滑轮图;吊车上定滑轮、动滑轮图;滑轮组示意图)。

三、教学过程(一)教学引入谈话：你知道旗杆上有个什么装置，能帮我们比较容易地把旗子升上去(二)学习新课1、指导学生认识滑轮的构造及种类(1)讲解：安装在旗杆顶上的这种边缘有槽，能围绕轴转动的轮子叫滑轮。

(出示滑轮、讲解)滑轮也是一种简单机械。

(板书课题)滑轮有二种，(出示滑轮组示意图)固定在支架上的滑轮叫定滑轮。

不固定被套在槽里的绳子拉着，与重物上下移动的滑轮叫动滑轮。

(2)提问，你还在什么地方看到过滑轮2、指导学生认识定滑轮的作用(1)讨论：你认为旗杆顶上的定滑轮有什么作用(2)实验1(定滑轮不省力)。

①演示介绍实验装置及实验方法。

②学生分组实验(绳子两端各挂钩码)③学生装汇报实验结果。

(绳子两端各挂1个钩码，保持平衡)④讨论：说明什么(说明不省力，也不费力)(3)讨论谈话：既然定滑轮没有省力的作用，那么高高的旗杆顶上安装它必然会有其它作用，你知道什么(分组讨论后汇报)向下用力，旗子向上升。

工作方便。

(4)教师小结：通过以上的实验和讨论，我们知道定滑轮虽然没有省力的作用，但它可以必变用力的方向，使工作方便。

3、指导学生认识动滑轮的作用(1)讨论：动滑轮有什么作用(教师希望学生能提出动滑轮工作不方便，动滑轮能省力。

数字赋能物理教学案例
以下是一些数字赋能物理教学的案例：
1. 虚拟实验室：利用虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术创建虚拟实验室，让学生在模拟环境中进行物理实验。

学生可以通过操作虚拟仪器和设备，观察实验现象，收集数据，并进行分析和结论。

2. 在线模拟器：提供在线模拟器，让学生能够模拟物理现象和过程。

例如，学生可以使用模拟器来研究电路、机械运动、光学等，通过改变参数和观察结果来深入理解物理原理。

3. 数据分析和可视化工具：利用数据分析和可视化工具，学生可以收集、处理和呈现物理实验数据。

这些工具可以帮助学生绘制图表、生成图形和进行数据分析，从而更好地理解物理规律和趋势。

4. 智能教育平台：利用智能教育平台，教师可以提供个性化的学习路径和资源，根据学生的兴趣和能力进行定制化教学。

平台可以提供自适应的学习内容、练习和反馈，以满足每个学生的学习需求。

5. 移动学习应用：开发移动学习应用，让学生可以随时随地学习物理知识。

应用可以提供交互式学习内容、测验、视频讲解等，方便学生在课堂外进行自主学习和复习。

6. 远程实验合作：利用远程实验技术，学生可以与其他学校或地区的学生进行实时合作实验。

他们可以共同操作实验设备，分享数据和结果，促进跨地域的学习和交流。

这些案例展示了数字技术如何为物理教学提供更多的互动性、可视化和个性化学习体验，帮助学生更好地理解和应用物理知识。

课程篇一、中学物理教材对数字化实验的拓展在新课程理念的指导下，伴随信息教育技术的快速发展，数字化教学在课堂中发挥的优势也日渐显著。

信息技术与物理教学整合的新型教学模式，使一些物理现象展现得更加直观具体，学生更加容易接受，能够更好地达到教学目的。

其中传感器在物理信息化教学的过程中起着举足轻重的作用，笔者翻阅日照市所使用的物理课本（2013年人教版物理课本）八年级上下册和九年级全一册的教材用书，共22章，发现其中数字化教学的章节有5章，占比22.7%。

分别是八年级上册第1章第4节运动的快慢，这节中拓展讲解了位置传感器；第2章第2节声音的特性这节，出现了示波器；第3章第1节温度出现了热电偶温度计；八年级下册第9章第4节出现了气体压强传感器；九年级第13章第3节出现了温度传感器。

其中传感器利用最多，共出现3次，占比60%。

本文将详细阐述传感器在第13章第3节比热容这一节实验教学中的应用，展现信息技术在物理实验中的优势。

二、利用传感器比较不同物质的吸热情况，以水和食用色拉油为例（一）分析教材中学物理中“比热容”这一节通过实验探究认识物体在温度变化时吸收或放出热量的能力，即研究物质的比热容。

学生通过“比较不同物质吸热的情况”这个实验，进行探究性实验，通过对实验现象的分析，发现物理规律并形成概念，是这节课的重点和难点。

验器材分别有：两个相同规格的电加热器、温度计、烧杯、水和食用油等。

水食用油具体实验操作过程如下，利用两个相同规格的电加热器分别加热质量相同的水和食用油（电热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可认为液体每秒吸收的热量相同），使它们升高相同的温度。

学生使用温度计采集液体温度数据，使用秒表测量时间，并记录实验数据。

分析采集的实验数据，加热质量相等的水和食用油使其升高相同温度时，加热时间不同，水需要加热的时间更长，说明水吸收的热量更多。

实验结果表明，不同物质在质量相等、升高温度相同时，吸收热量不同。

物理数字化实验教学课例第一篇：物理数字化实验教学课例教学课例——数字实验室在《摩擦力》教学中的应用教学课题滑动摩擦力和正压力教学内容探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，用什么办法可以测定它们的大小教学重点、难点探究滑动摩擦力大小跟物体表面受到的压力以及接触面的粗糙程度的关系实验器材数据采集器、力传感器、计算机、长木板、细绳、摩擦力实验器、毛玻璃、包装纸、铁架台等数字化实验设备简介（如图1）1．传感器：数字化实验的核心部件。

“感”将物理量转化成电信号；“传”将电信号传递到数据采集器装置和计算机平台。

教学中常用的传感器包括力传感器、位移传感器、热传感器、电流电压传感器、光传感器、声传感器等等，图中是一个位移传感器。

2．数据采集器：采集传感器感知的数据，并传给计算机，可以说是传感器与计算机连接的转换器。

3．实验仪器：完成某一物理实验需要的仪器，如小车、导轨、灯泡、电源、开关、线圈、磁铁等。

4．计算机及其内部处理由传感器传递的数据的软件。

5．实验结果：实验中采集的数据用计算机进行分析处理，通过计算机显示器直接显示以数学方式展现的图表和图象，物理现象和规律通过数学的图象和图表呈现。

由此可知，数字化实验是将传感器、计算机与传统的实验仪器结合，是传统实验方法的发展和数据处理的科学化，呈现的是真实的实验，数据处理上更严谨，规范。

对传统实验的改进方案及结果分析：《摩擦力》是初中物理最重要的概念之一，新课程标准对本节的要求之一是通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的现象，探究滑动摩擦力跟哪些因素有关系；实验原理是让木块匀速运动，应用二力平衡的知识用拉力来反映摩擦力。

传统教学中采用图2的装置，用弹簧秤水平拉一个放在水平长木板上的木块，学生通过观察木块从不动到运动的过程中弹簧秤示数的变化，来认识摩擦力。

但由于仪器较粗糙，数据的变化不易看得很清楚，本实验大多情况下作为了一种模糊的定性研究。

用传感器参与本实验，实验原理不变。

但图2中的弹簧秤换为力传感器效果也不好。