摘要：物理是一门以实验为基础的学科，在高中物理课程中改变传统的实验模式，引进数字化实验，形成与信息技术相结合的新的教学模式，对于高中物理教学效率的提高有着非常重要的意义。本文通过对比数字化实验与传统实验，说明了在高中物理教学中，应当如何看待两种实验模式。
关键词：高中物理；数字化实验；传统实验
中图分类号：G633.6文献标识码：C
作者简介：张利军，男，教育硕士，中学物理一级教师，高中物理竞赛优秀辅导员，包头市优秀班主任，国家二级心理咨询师，研究方向为高中物理数字化实验研究，内蒙古包头市包钢第一中学
1什么是数字化实验
物理数字化实验的流程由常规实验器材、传感器、数字采集器、电脑和电子显示屏五个部分组成。常规实验仪器是完成物理实验所需要的基本器材；传感器的作用是采集物理学中光、热、力等非电学信号；数据采集器是在传感器与计算机之间转换信号的设备；计算机通过对输入的信息加以专业处理，将实验结果以更加直观的方式呈现出来。数字化实验就是将计算机、传感器等现代信息技术工具与传统实验仪器相结合，使实验数据更加精密严谨，实验结果的表示更加科学直观。
2数字化实验与传统实验的比较
2.1实验监测功能与性能的比较
对于数据的获取与转换，数字化实验系统能够更加灵敏更加快速的获取大量有效数据，受外界因素的干扰较小，在获取数据的同时，可以实现对数据标准形式、计量单位的统一化转换；而传统的实验仪器获得数据的密度、速度以及灵敏度都低于数字化实验系统，并且易受外界因素的干扰。对于数据的保存与运算，数字化实验系统具有强大的数据管理与运算功能，能做到对数据信息的实时连续保存；传统实验中数据的计算主要靠人力，数据的记录也只是以点的形式。对于信息的操作与显示，数字化实验系统更过采取数字式和图像式的显示方式，运用图形、表格、数值等多种形式，使数据的显示更加美观，并逐步向动态化方向发展，这也使数据的操作更加完整；传统的实验仪器则多采用模拟式的显示方式，这种方式操作和显示的速度较慢，并且缺乏完整性。实验检测静态性能的标准是测量仪器的精确程度，相同类别的测量仪器所显示的分度值越小，它的精准度就越高，在这一方面，数字化实验所运用的大部分测量仪器，都比传统测量仪器的分度值更高，所获得的实验数据也就更加准确。实验检测的动态性能是指显示被测量瞬间的、快速的变化的性能。传统实验仪器最大的不足就是对快速连续的变化没有较灵敏的反映力，而数字化实验系统其优点便是能够较为精准的分辨被测量的动态过程。
2.2实验误差的比较
实验误差包括偶然误差、系统误差和粗大误差，其中偶然误差是物理实验中最为常见的误差类型，它主要是由于测量仪器的不标准、数据读取的误差以及外部环境变化所造成的。传统实验中的测量仪器，都需要人力进行数据读取和结果统计，但是人的感官能力是有限度的，在实验过程中必然会出现估读、照准中的偶然误差，并且在整个误差中有较大比重。而数字化实验系统能够较为精准的读取实验数据，自动采集实验结果，有效的避免了读取数据带来的偶然误差。另外，传统的实验仪器由于经常使用，会造成仪器零件间的微量变形，这也会造成偶然误差，但数字化实验所使用的设备都是以电子元件为基础，依靠的是数据的信息传输，不存在测量上的偶然误差。
2.3观察效果的比较
物理实验注重观察，实验教学的目的，也是使学生在更全面、更多样的观察体验中感受和掌握物理知识。然而传统的物理实验，主要利用人的感觉器官来观察实验过程和结果，但由于人的感官能力的局限性，很难观察和记录一些细微的时间和空间刻度，以及物质瞬间的变化运动。数字化实验系统，则对于人的感知能力有了很大程度的延伸和优化。
2.4实验过程完整性的比较
在传统实验过程中，人们很难直观地把一些程度极小、用时极短的变化过程实时表现出来，每次的实验结果，只是物质在某一时刻某一状态那一点的数据，不能够显示物质变化完整的动态过程。而使用数字化实验，能够在操作过程中使用多种渠道进行数据采集，在快速动态的实验过程中采集完整的实验数据，并且运用其图像功能完整地呈现其实验过程。
2.5实验结果真实性的比较
传统实验是依靠人眼观察数据、人工记录数据，所得到的数据是断续的。而实验结果是根据这些断续的数据推断而成，这就使得实验结果在一定程度上缺乏真实性。数字化实验观察数据采用的是传感器设备，能够以快于人工数百倍的速度实时观察数据，同时应用数据采集器以同样的速度进行数据记录，很大程度上增加了数据采集的密度，使得实验结果的真实性有了保障。虽然数字化实验与传统的实验模式相比，显示出了巨大的优势，但数字化实验的系统仍需要进一步完善。现有传感器仍采用有限技术，信号线会随机影响物体的正常运动和数据的传输，另外，目前传感器缺少与之相匹配的新型实验仪器，这会对实验造成很大的影响。再从系统软件来说，实验系统所采用的软件在功能和数据分析工具方面，需要通过今后实验过程中的积累来不断完善。总的来说，随着社会的发展，教育模式也应有所进步。数字化实验就是在传统实验模式基础上的一种进步，它有着更为广阔的应用空间。在今后的高中物理实验教学中，要在立足传统实验的基础上，更合理地运用数字化实验方式，为学生提供准确的、完整的物理实验指导，提高高中物理实验课堂效率。
参考文献：
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作者：张利军 单位：内蒙古包头市包钢第一中学
