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智能手机在低成本实验教学中的应用

范文

吉临荣

摘要：随着经济和科技的发展，智能手机已成为人们常用的通讯工具，因取用简便也成为低成本物理实验器材.本文介绍智能手机自带的拍照、摄像、計时、发声、收音、呼叫等功能，以及智能手机可下载的示波器、音频发生器、分贝仪、气压计、心率仪、希沃授课助手等软件在物理实验教学的应用.

关键词：智能手机的应用; 低成本实验; 创新思维

文章编号：1008-4134（2020）12-0052中图分类号：G633.7文献标识码：B

《义务教育物理课程标准（2011年版）》在教学建议中指出：“应大力提倡用身边的物品做实验”;教育部文件《关于加强和改进中小学实验教学的意见》也指出“不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学”.随着经济的发展，手机已成为人们常用的通讯工具，也成了取用方便的低成本实验器材;随着手机功能的不断完善，智能手机的强大硬件和软件功能如掌上电脑般为物理实验教学提供了新的实验方法和途径.下面以国产小米7手机和苏科版教材内容为例，介绍智能手机自带功能及其可下载软件在初中物理实验教学中的应用.

1 利用手机自带功能进行实验教学

1.1 拍照功能

应用手机的拍照功能，可以拍一些生活中涉及物理知识的图片，作为制作PPT的素材，将物理知识与生活实际紧密联系起来.还可以在课堂现场中拍照，达到预期效果.

实验1 正常拍摄

在苏科版教材第三章第一节“光的色彩颜色”引入时，可利用“相机”“拍照”功能，先让学生用手机在自然光下拍摄讲台上放置的一只红苹果;再在手机的镜头前挡一块蓝色玻璃片，拍同一只红苹果.将两张照片传到多媒体屏幕上，如图1所示.对比可以发现透过蓝色玻璃片拍的红苹果变成了“黑苹果”，这样创设情境引起学生认知冲突，激发学生探究热情.

实验2 微焦拍摄

在“光的色彩颜色”活动3.3观察色光的混合现象中表述：“彩色电视机和计算机的显示器能呈现彩色图像，就是运用了三原色光混合的原理”，课本WWW2还布置学生课后“用高倍放大镜观察正在播放节目的彩色电视机屏幕”，但这种方法只能进行个体观察或作为课外小实验.如何让全班同学现场都能清晰地看到三色条纹呢？

在电脑上先打开一个空白的word文档;再利用手机“相机”“拍照”功能，调节“音量键”（具有变焦功能）使放大率达到最大值，将镜头对着屏幕的白色部分，前后移动镜头与屏幕的距离，当图像出现彩色点状时（如图2所示），按下快门.把所拍的照片传到电脑，在电脑“画图”功能下打开照片，点击“放大+”，便可在屏幕上很清楚地看到红、绿、蓝三色条纹，如图3所示.

实验3 连续拍摄

在苏科版教材第五章第三节“直线运动”教学中，要观察下落的苹果运动情况，由于苹果的下落速度较快，可采用手机连续拍摄的功能，得到一组照片进行分析.

依次操作“相机”“≡”“设置”“长按快门功能”“连拍”.长按住快门，同时让苹果自由落下.在“系统工具”“相册”中点击图片中“连拍照片”文字，就会出现一组照片，记录了苹果下落的连续过程，如图4所示，为学生提供真实的实验情境.文件《关于加强和改进中小学实验教学的意见》也指出“对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程，以及有危险性、破坏性和对环境有危害的实验，可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现”.

1.2 拍视频功能

实验4 正常拍摄

在苏科版教材第九章第二节“牛顿第一定律”探究阻力对物体运动的影响实验中，为了给学生提供“让同一小车从同一斜面的同一高度释放，到达水平面的速度相等”的证据，可利用手机“相机”“短视频”功能，在课前拍摄好视频，课堂上播放给学生观看，如图5所示.

实验5 慢镜头功能

在苏科版教材第一章第二节“乐音的特征”教学中，将钢尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，改变尺伸出桌面的长度，用近似相同的力度拨动尺使它振动，观察尺振动快慢.由于尺振动较快，学生不容易观察，这时采用手机慢动作录像功能可更好地观察现象.

依次操作“相机”“录像”“≡”“慢动作”，拍摄钢尺两次振动的过程，再播放给学生观看，同时要求学生仔细聆听两次声音的音调高低.学生通过对比实验清晰地了解到两次振动的快慢程度对音调的影响，进而更能深刻地理解音调与频率的关系.

1.3 计时功能

初中物理实验室用来计时的工具通常是机械秒表或电子秒表.机械秒表用按键来控制秒针和分针的转动，操作方便，但读数时涉及秒表内大圈和小圈两个时间值的相加，有一定难度;电子秒表用按键来控制数字显示，学生常将按键顺序按错，不能复位.

实验6 测量时间

在苏科版教材第五章第三节“直线运动”研究气泡的运动规律实验中，依次操作“系统工具”“时钟”“秒表”，点击“”，秒表启动计时;计时后，反复点击“”，可显示多组数据;点击“■”，计时停止;再次点击“■”，秒表归零恢复至开始状态.操作方便，读数简单，可1人记录气泡到达多个位置的时间，且精确度可以达到0.01s.

在观察水的沸腾、探究冰、烛蜡的熔化特点、探究不同物质吸热升温的现象等实验中智能手机的秒表功能均可以作计时工具使用.

1.4 发声功能

实验7 播放铃声

在苏科版教材第一章第一节“声音是什么”声音在真空中能否传播实验中，依次操作“系统工具”“时钟”“闹钟”，点击某时间后，再操作“更多设置”“铃声”，在下拉菜单中选择响铃时间最长的、响度稳定的铃声.将手机悬挂在玻璃瓶内，用抽气机逐渐抽去瓶内空气，倾听铃声大小变化.

在苏科版教材第一章声音可以在液体中传播、综合实践活动“比较材料的隔声性能”等实验中，手机都可作为声源.

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