教育部在2017年颁布了新的普通高中物理课程标准,新课标中提到要重视数字化实验,创新物理实验的方式。现代化的教学手段拓展了学习物理的途径,有助于学生理解物理知识,使学生体会到现代科技与物理的紧密联系。现如今,信息技术也逐渐改变着教育观念和教学方式。其中,数字化实验及其在实验教学中的应用是现代信息技术应用到物理教学中的典型代表,它也出现在各版高中物理教材和高考题中。由此可见,数字化实验环境下的高中物理教学是教育技术发展的大势所趋。本论文通过对数字化实验的发展背景和意义进行分析,针对高中物理“机械能”部分,设计和实施了应用数字化实验的教学,形成教学设计的优化方案,从而探索和分析数字化实验的应用价值。本研究主要包括六个部分的内容。第一部分的前言介绍了课题的研究意义,阐述了论文的研究方法和理论依据。第二部分是文献综述,通过对文献和资料的查找、分析和对比,了解国外和国内数字化实验的发展和应用。其中,在国内的研究和应用方面,主要分析了数字化实验在教材、文献和高考试卷这三方面的应用,也分析了文献中数字化方法应用于高中物理实验的研究现状。第三部分是数字化信息系统的概述,介绍了数字化信息系统的结构原理及其应用于中学物理教学中的优势与劣势。本研究的第四部分针对高中物理的“机械能”部分的内容,设计了三个基于数字化方法的实验,并完成了相应的教学设计。基于前面的实验设计和教学设计,在高中的物理课堂中实施教学。第五部分的内容是根据课堂观察和从学生、同行和自身三方面得到的反馈与评价,提出教学中出现的问题,并优化相应的教学环节。第六部分是本研究的总结、反思与展望。通过本文的研究发现,数字化实验在高中物理实验教学的应用的确有很多优点,虽然它并不能够完全替代传统的高中物理实验,但面临目前的数字化时代,更广泛地将它应用于教学,是大势所趋。因此,通过数字化实验环境下高中物理的教学设计研究,得到应用数字化实验的教学设计,为更多的在职教师提供备课的历程,以期给高中物理教学提供有价值的教学设计参考。