智能手机助力初中物理实验教学

    巨杰

    [摘? ?要]智能手机安装了相应功能的APP后，可以与演示实验、分组实验相融合，提高实验的可见度;智能手机可以抓拍实验过程，协助实验分析，提升实验教学实效。

    [关键词]智能手机;初中物理;实验教学;班班通

    [中图分类号]? ? G633.7? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2019）29-0047-02

    现在的手机越来越智能化，在手机上安装诸如声音传感器等相应设备，安装第三方软件，再加上无线数据通信网络功能，可使智能手机成为功能强大的微型计算机。利用智能手机可以帮助师生完成有关的物理实验。因此，使用智能手机进行实验教学、概念教学、规律教学是符合时代潮流和教育发展方向的。同时，随着国家对农村学校的不断投入，“班班通”已经进入了每一间教室，而手机也成为寻常物品，若“班班通”设备与手机有机结合起来，可以使初中物理实验教学效果更好。

    一、手机投屏技术与演示实验的有机融合

    在初中物理课堂教学中演示实验是比较多的，基本上每一节物理课都有一到四个演示实验。由于受到常规实验仪器的限制，实验效果常不尽如人意。比如，演示实验受教室环境的限制存在盲区，坐在前排的学生可以观察到现象，而后排的學生却很难看清，若要每一个学生都能看清实验现象，教师就得拿着实验装置在教室前后穿梭，有的实验小巧可以让每一位学生观察一遍，由于实验现象短暂，教师不得不重复做同一个实验，这样既浪费课堂时间，又让没观察过的学生等待，让观察过的学生无事可做，使课堂教学效率低下。有的实验仪器比较笨重，而且实验现象保持的时间极短，现象不易重复演示。这样就无法顾及所有学生，久而久之，部分学生就会失去观察的兴趣，甚至可能对物理失去学习兴趣。

    手机小巧轻便，安装希沃授课助手等同屏软件，就可以将演示实验的现象投射到班班通的电脑屏幕上，让每一位学生都能看清楚演示实验现象，并且可以将微小的实验现象放大、暂停，在屏幕上进行圈圈点点的讲解。这样也将教师从讲台上解放出来，让教室中的任何一位学生坐在座位上就可以做演示实验，教师只需将手机的摄像头对准该演示实验，就可以让班级中的每一位学生看清实验现象，起到事半功倍的作用。同时打开班班通电脑的录屏功能，将课堂中的演示实验同时录制下来，方便请假的学生和理解慢的学生重复学习。

    二、手机录像传屏技术与分组实验的有机融合

    在初中物理中分组实验是比较多的，基本上每个单元有一个分组实验。分组实验可以让学生更好地观察实验现象，理解实验原理，并根据实验现象和实验数据分析讨论得出结论，从而培养学生的团结协作能力。但同时也带来了一定的问题，每个组都会出现不同的问题，若同组能解决也只局限于本组，不能将问题扩大至全班。在实际教学中，应尽量让学生暴露问题，这些问题的纠正会给学生留下较深刻的印象，避免再犯类似错误，同时也有利于提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。若用传统的展示方法，比较费时，学生要将自己在课堂上操作实验的过程重新写到黑板或白板上，对于写得快的学生而言，要将自己操作过程写到白板上是费时、费力的，而对写得慢的学生而言，上到讲台时，他们的思路就可能被打断了，这样不利于学生思维能力的培养。若教师在巡视的过程中将每一组实验的不同现象和问题用手机录像功能录制下来，就不会打断学生的实验过程和思维过程，也不需要学生将实验拿到讲台上展示。在分析讨论时将每一组出现的不同问题进行常态化讲解，能将每组学生的智慧放大，达到互学互助的目的。

    三、手机拍照传屏技术与实验分析的有机融合

    不管是演示实验还是分组实验，都需要学生记录数据和分析数据，最终得出结论。在学生将结论展示以前需要学生汇报数据，若让学生再将数据写一遍，会浪费时间，也没有效果。这时需要用手机拍照传屏功能，教师在巡视时就可以随时将实验数据拍照，这样既不会浪费时间，也不需要将学生的报告单拿到讲台的实物投影处，能不打断学生实验过程和思考过程，并且教师可以站在教室任何一个位置用手机操控班班通中的PPT或图片，能达到聚焦、放大的教学目的。拍照传屏功能也能应用到习题讲解课上，可以将任何一个学生的解题过程直接拍照传屏，节约上课的时间，提高课堂效率。

    四、利用智能手机将实验精细化

    1.拍摄小车运动

    在教学匀速直线运动或匀变速直线运动时，可以用智能手机的连拍功能对运动的物体进行拍摄，后期利用计算机进行数据修正处理，这是一种更加便捷的实验做法。以“测量小车的速度”为例，在斜面上将小车从静止释放，按下手机的连拍键，将照片拷入计算机中得到约12张电子照片。从中挑选合适的图片，利用Photoshop软件对其进行图层的合成处理，得到小车的频闪照片。在计算机中画出以上相等时间间隔下的小车运动位移图，并注明点迹名称。由参照比例和手机连拍的曝光时间（平均值为0.1 s左右）可推算出小车的速度。

    2. 测量磁场

    在教学“电流磁效应”时，当前常用的方法是给导线通电，观察小磁针的转动。实验虽然直观，但是也有需要改进的地方，比如后排的学生难以观察到现象，实验不够精确。我们可以使用一个测量磁场的APP软件将实验的结果数字化。测量磁场所使用的App为EMF Sensor Free，打开此App，并旋转手机寻找磁场最大值，测得导线附近的磁感应强度约为47.5 μT，此时环境内无其他磁源，实际上测量出的是地磁场的磁感应强度，然后我们再给导线通上电，它产生的磁场和原来不一样，约为120 μT，磁感应强度值差异明显。虽然测出来的磁场有单位，磁场的单位不属于初中物理教学范畴，但是这并不妨碍初中生理解实验，得出实验结论。

    五、运用智能手机教学的优劣评析

    在以上各个实验中，智能手机都扮演了极其重要的角色，甚至是起到了至关重要的作用。智能手机之所以能在物理实验中大放异彩，这与智能手机自身携带有连拍功能，及多种物理探测传感功能有关。智能手机准确快速的拍摄能力，精确直观的传感探测能力，以及得天独厚的普及程度，使得越来越多的物理课堂教学中出现它的身影。相当多的物理概念和规律通过智能手机辅助教学，使学生的学习取得了事半功倍的效果。那么智能手机对课堂教学的帮助达到了何种程度呢？

    首先，有关物体运动的实验都可以通过智能手机的摄像或连拍功能进行记录，然后通过计算机进行数据处理和分析，方便学生通过智能手机随时随地进行分析。

    其次，智能手机具备的传感器可以探测平均速度、角速度、加速度、磁感应强度、GPS坐标位置等，以上所探测的物理量远远超过了初中生研究物理的需求，极大地弥补了学生实验探究的遗憾。

    凡事总有两面性，此种教学手段也未达到尽善尽美的地步，从笔者的教学来看，智能手机还未具备快速处理影像数据的能力（必须依托计算机进行数据处理），在紧凑的课堂教学中，很难为实验数据的处理留出大量的时间。另外，利用智能手机探测物理量值时，还需考虑将手机界面实时投影出来，但一般的教室设备还未匹配相应的硬件设施（表现为两点：首先大多数教室电脑未连接WiFi，无法利用无线投影技术，其次有线投影依赖于长距离的USB连接线，课堂使用不便），使手机在课堂教学中的应用受阻。

    但是不管怎么说，以智能手机为代表的移动终端必将引领教育教学的发展潮流，教育者只有紧跟时代步伐，才能在教育信息化的浪潮中更好地践行自己的教育理念，实现自己的教育理想。

    （特约编辑 南? ?宾）