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2024年6月14日发(作者：)
甸数字课堂
智能手机在物理实验演示中的融合应用
物理学是一门实验科学
，
物理实验在培养学
生的探究能力和科学精神等方面具有重要作用
。
目前
，
高中物理实验主要包括学生实验和演示实
验
。
在演示实验的教学过程中
，
相当一部分实验
受教学场地、
实验器材
、
时空等方面的限制
，
造
成实验的可视性
、
可操作性不足
，
实验现象的演
示或实验结论的获取比较困难
。
这在很大程度上
阻碍了学生认知的发展和核心素养的提升
。
笔者探索后发现
，
运用智能手机配置的传感
器
、
摄像头及其网络
（
链接
）
，
可以在很大程度
上优化实验方案
、
突破时空限制
，以更加丰富的
资源和更加便捷的操作
，
弥补部分传统物理实验
教学的不足
，
促进物理教学方式的变革
，
拓宽物
理学习途径
。
智能手机在物理实验演示中的运用
，
主要体现在以下几方面
。
一
、
利用手机传感器
，
优化实验方案
测量类物理实验往往涉及多种实验器材
，
其
安装
、
操作
、
数据分析给实验教学带来的一定的
干扰
。
智能手机有丰富的内置传感器
，
它是物理
实验器材的
“
简化大师
”
—
—
不仅实验现象明显
，
而且有助于精简实验器材
，
优化实验方案
。
例如
，
对于
“
超重和失重的加速度
”
问题
，
常借助台秤或力传感器装置等实验
，
研究物体上
升或下降过程中受力的变化
，
并运用牛顿第二定
律分析研究物体的加速度
。
按上述方案实验
，台
秤的示数变化往往不容易观察
，
力传感器虽然受
力变化直观
、
易观察
，
但是需要的实验器材较多
。
教师应用手机传感器功能可以解决上述方案中的
问题
，
优化实验方案
。
笔者用智能手机安装
phyphox
这款
App,
文
I
沈正杰
利用其中的
Acceleration
with
g
功能
，
在精简
实验器材的基础上
，
直观显示物体超重和失重中
加速度的变化
。
笔者用弹性绳竖直悬挂手机
（
如图
1
）
,
将
手机提至一定高度
，
打幵传感器
，
将手机由静
止释放
。
在手机
“
下落一上升一下落
…
…
”
过
程中
，
加速度随时间变化直接显示在手机屏幕
上
：
开始阶段手机静止
，
重力加速度显示值约为
10
m/s
2
；
自由下落过程中
，
物体完全失重
，
加
速度显示值为
0
；
弹性绳幵始作用后加速度逐渐
恢复至
10
m/s
2
随后增大
，
最大值超过
50
m/s
2
o
随着手机的上
、
下运动
，
加速度发生变化
，
随
着振幅的减小
，
加速度最大值也相应减小
。
借
助传感器
，
这些信息都被清晰呈现
（
如图
2
）
。
实验者应用该
App
相应的传感器还可以测定圆
周运动的角速度
、
地磁场强度等多种数据
。
图
1
悬挂手机
再如
，
关于
“
物体间的动摩擦因数的测量
”
实验
，
传统的实验方法是测量弹簧测力计
、
物体
沿斜面匀速下滑等方案中不同物理量
，
计算推导
。
这些方案中物理量的测量比较烦琐
，
还容易产生
2021
年第
1
期中小学数字化教学|
53
数字课堂丙
A
ccelerometer
7
50.0
2
40.0
二
30.0
E
20.0
/
/
M
¥
10.0
-X
/
/
«
___
0.00
1
------
7
__
匚丄
—
—
匸
_
Y
----------
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
二
、
利用摄像功能
，
突破条件限制
在高中物理实验教学中
，
设置实验情境是激
发学生学习积极性和求知欲
，
引发学生认知冲突
的有效手段和重要途径
。
但是
，
实验现象存在片
面性
、
瞬时性或不可见性
，
影响或制约实验现象
高质量呈现
。
例如
，
在探究物理量或物理现象的瞬间变化
/
⑸
图
2
通过传感器呈现信息
较大误差
。
利用智能手机内置的指南针
（
如图
3
）
工具中附载的角度传感器
，
可方便地测得物体沿
斜面匀速下滑时的角度
。
问题时
，
由于瞬间变化中相关现象的变化太快
，
教学中教师很难直观地呈现实验过程
。
这是传统
物理教学的难点
。
笔者采用智能手机摄像功能中
的慢镜头模式
，
突破时间条件限制
，
有效解决上
■
夭％
实用工具
述问题
。
+
一
X
=
计鼻器
O
or
文件管理
笔者用慢镜头模式拍摄了弹性环快速下降过
程
，
为学生呈现环的上端和下端悬挂的重物在不
&
语音助手
I
手电簡
O
SS
子
同时刻的位置状态
（
如图
5
）
。
学生观察到
，弹
性环上端不断下降的过程中，
下端悬挂的重物位
置并未发生变化
（
相对背景墙上的黑点位置没有
改变
）
。
变化过程再快
，
但用了慢镜头就能变动
Z
指南针
◎
备份
.■
0
SIM
卡应用
1
为静
，
化瞬间为永恒
。
图
3
指南针
如图
4
所示
，
手机沿木板匀速下滑过
程中
，
角度传感器直接显示木板倾斜角度为
■
24°
o
手机的塑料外壳与木板间动摩擦因数
■
“
=tan
24°
〜
0.45
。
实验者还可以利用该方法
，
将手机与不同材质的物体固定
，
使其沿不同材质
的斜面匀速下滑
，
快速
、
便捷地获取不同材质间
•
•
•
*
丿
动摩擦因数值
。
图
5
慢镜头拍摄物体下降过程
再如
，
在
“
光的双缝干涉实验
”
中
，
由于实
验观察所用的目镜较小
，
实验现象的观察与呈现
受空间条件制约。
利用手机摄像头可以有效地解
决空间受限问题
。
笔者在手机摄像头上配置单反
镜头
，
将手机屏幕当成特制的观察目镜
。
此刻
，
光的双缝干涉条纹在手机屏幕上变得清晰可见
。
学生很容易观察
（
如图
6
）
o
54
|
智能手机在物理实验演示中的融合应用
图
6
手机屏幕变目镜
三
、
利用网络功能
，
丰富实验情境
在物理实验教学中
，
教师经常会因为没有实
验场景或难于实时操作
，
无法向学生呈现情境或
提供让学生感受的素材
。
一些稍纵即逝的实验场
景是宝贵而又难得的教学资源
。
随着网络技术发
展和普及
，
教师应用智能手机强大的网络功能
，
可以创设实验场景
，
也为实验素材的收集和发现
创造了更多的可能性
。
实验者将手机联网
，
不仅可以用来搜索
、获
取
、
保存或转移相关资源
，
而且可以实时呈现手
机画面到相应的互联网设备
。
在课堂上
，
教师可
以将海量的信息快速呈现给学生
。
例如
，
笔者利
用手机及网络将双缝干涉实验的情景画面
，
连接
至一体化教学机
，
让学生观察放大的场景
（
如图
7
）
。
对于学生的实验操作或数据处理过程
，
教
师同样可以通过网络实时呈现到屏幕上
，
供学生
分析
、
研讨
。
图
7
联机放大场景
申数字课堂
此外
，
实验者利用手机屏幕录制功能可进行
网络信息的实时获取和保存
，
储存稀缺情境素材
。
例如
，
对于
“
质点
”
这样的理想化模型
，
只能做
模拟实验
，
教师需要辅助大量的素材来加深学生
的感性认识
，
以帮助学生建构模型
。
然而
，
以
“
质
点
”形式为学生呈现相关场景是教学上的难题
，
因为相关资源少之又少
。
笔者利用屏幕录制功能
，
录制了快递员投送包裹过程中车子以
“
质点
”
形
式呈现的实时网络信息
（
如图
8
）
,
将其作为重
要的模拟实验教学的情境资源
。
图
8
录制快递车
“
质点
”
运动情况
综上所述
，
应用智能手机演示物理实验是物
理实验数字化教学的重要方式之一
。
物理实验教
学中科学应用信息技术
，
不仅有助于弥补传统物
理实验教学的不足
，
也有助于
拓宽物理学习的途径
，
促进物
理教学方式的变革
，
进一步推
动信息技术服务于学生学习
，
提高学生的科学素养
。
扫码看视频
（
作者系浙江省桐乡市凤鸣高级中学教师
）
责任编辑
：
祝元志
2021
年第
1
期
中小学数字化教学|
55
版权声明：本文标题：智能手机在物理实验演示中的融合应用 内容由热心网友自发贡献，该文观点仅代表作者本人， 转载请联系作者并注明出处：https://m.elefans.com/shuma/1718329162a667399.html， 本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，一经查实，本站将立刻删除。
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