智能手機(jī)助力初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

巨杰

[摘? ?要]智能手機(jī)安裝了相應(yīng)功能的APP后，可以與演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)相融合，提高實(shí)驗(yàn)的可見度;智能手機(jī)可以抓拍實(shí)驗(yàn)過程，協(xié)助實(shí)驗(yàn)分析，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效。

[關(guān)鍵詞]智能手機(jī);初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);班班通

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）29-0047-02

現(xiàn)在的手機(jī)越來越智能化，在手機(jī)上安裝諸如聲音傳感器等相應(yīng)設(shè)備，安裝第三方軟件，再加上無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)功能，可使智能手機(jī)成為功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)。利用智能手機(jī)可以幫助師生完成有關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)。因此，使用智能手機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)是符合時(shí)代潮流和教育發(fā)展方向的。同時(shí)，隨著國家對農(nóng)村學(xué)校的不斷投入，“班班通”已經(jīng)進(jìn)入了每一間教室，而手機(jī)也成為尋常物品，若“班班通”設(shè)備與手機(jī)有機(jī)結(jié)合起來，可以使初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果更好。

一、手機(jī)投屏技術(shù)與演示實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合

在初中物理課堂教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)是比較多的，基本上每一節(jié)物理課都有一到四個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的限制，實(shí)驗(yàn)效果常不盡如人意。比如，演示實(shí)驗(yàn)受教室環(huán)境的限制存在盲區(qū)，坐在前排的學(xué)生可以觀察到現(xiàn)象，而后排的學(xué)生卻很難看清，若要每一個(gè)學(xué)生都能看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師就得拿著實(shí)驗(yàn)裝置在教室前后穿梭，有的實(shí)驗(yàn)小巧可以讓每一位學(xué)生觀察一遍，由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象短暫，教師不得不重復(fù)做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣既浪費(fèi)課堂時(shí)間，又讓沒觀察過的學(xué)生等待，讓觀察過的學(xué)生無事可做，使課堂教學(xué)效率低下。有的實(shí)驗(yàn)儀器比較笨重，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象保持的時(shí)間極短，現(xiàn)象不易重復(fù)演示。這樣就無法顧及所有學(xué)生，久而久之，部分學(xué)生就會(huì)失去觀察的興趣，甚至可能對物理失去學(xué)習(xí)興趣。

手機(jī)小巧輕便，安裝希沃授課助手等同屏軟件，就可以將演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象投射到班班通的電腦屏幕上，讓每一位學(xué)生都能看清楚演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且可以將微小的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大、暫停，在屏幕上進(jìn)行圈圈點(diǎn)點(diǎn)的講解。這樣也將教師從講臺(tái)上解放出來，讓教室中的任何一位學(xué)生坐在座位上就可以做演示實(shí)驗(yàn)，教師只需將手機(jī)的攝像頭對準(zhǔn)該演示實(shí)驗(yàn)，就可以讓班級中的每一位學(xué)生看清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，起到事半功倍的作用。同時(shí)打開班班通電腦的錄屏功能，將課堂中的演示實(shí)驗(yàn)同時(shí)錄制下來，方便請假的學(xué)生和理解慢的學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)。

二、手機(jī)錄像傳屏技術(shù)與分組實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合

在初中物理中分組實(shí)驗(yàn)是比較多的，基本上每個(gè)單元有一個(gè)分組實(shí)驗(yàn)。分組實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生更好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)原理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析討論得出結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。但同時(shí)也帶來了一定的問題，每個(gè)組都會(huì)出現(xiàn)不同的問題，若同組能解決也只局限于本組，不能將問題擴(kuò)大至全班。在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)盡量讓學(xué)生暴露問題，這些問題的糾正會(huì)給學(xué)生留下較深刻的印象，避免再犯類似錯(cuò)誤，同時(shí)也有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。若用傳統(tǒng)的展示方法，比較費(fèi)時(shí)，學(xué)生要將自己在課堂上操作實(shí)驗(yàn)的過程重新寫到黑板或白板上，對于寫得快的學(xué)生而言，要將自己操作過程寫到白板上是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的，而對寫得慢的學(xué)生而言，上到講臺(tái)時(shí)，他們的思路就可能被打斷了，這樣不利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。若教師在巡視的過程中將每一組實(shí)驗(yàn)的不同現(xiàn)象和問題用手機(jī)錄像功能錄制下來，就不會(huì)打斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和思維過程，也不需要學(xué)生將實(shí)驗(yàn)?zāi)玫街v臺(tái)上展示。在分析討論時(shí)將每一組出現(xiàn)的不同問題進(jìn)行常態(tài)化講解，能將每組學(xué)生的智慧放大，達(dá)到互學(xué)互助的目的。

三、手機(jī)拍照傳屏技術(shù)與實(shí)驗(yàn)分析的有機(jī)融合

不管是演示實(shí)驗(yàn)還是分組實(shí)驗(yàn)，都需要學(xué)生記錄數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，最終得出結(jié)論。在學(xué)生將結(jié)論展示以前需要學(xué)生匯報(bào)數(shù)據(jù)，若讓學(xué)生再將數(shù)據(jù)寫一遍，會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，也沒有效果。這時(shí)需要用手機(jī)拍照傳屏功能，教師在巡視時(shí)就可以隨時(shí)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)拍照，這樣既不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，也不需要將學(xué)生的報(bào)告單拿到講臺(tái)的實(shí)物投影處，能不打斷學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程和思考過程，并且教師可以站在教室任何一個(gè)位置用手機(jī)操控班班通中的PPT或圖片，能達(dá)到聚焦、放大的教學(xué)目的。拍照傳屏功能也能應(yīng)用到習(xí)題講解課上，可以將任何一個(gè)學(xué)生的解題過程直接拍照傳屏，節(jié)約上課的時(shí)間，提高課堂效率。

四、利用智能手機(jī)將實(shí)驗(yàn)精細(xì)化

1.拍攝小車運(yùn)動(dòng)

在教學(xué)勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以用智能手機(jī)的連拍功能對運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行拍攝，后期利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正處理，這是一種更加便捷的實(shí)驗(yàn)做法。以“測量小車的速度”為例，在斜面上將小車從靜止釋放，按下手機(jī)的連拍鍵，將照片拷入計(jì)算機(jī)中得到約12張電子照片。從中挑選合適的圖片，利用Photoshop軟件對其進(jìn)行圖層的合成處理，得到小車的頻閃照片。在計(jì)算機(jī)中畫出以上相等時(shí)間間隔下的小車運(yùn)動(dòng)位移圖，并注明點(diǎn)跡名稱。由參照比例和手機(jī)連拍的曝光時(shí)間（平均值為0.1 s左右）可推算出小車的速度。

2. 測量磁場

在教學(xué)“電流磁效應(yīng)”時(shí)，當(dāng)前常用的方法是給導(dǎo)線通電，觀察小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)雖然直觀，但是也有需要改進(jìn)的地方，比如后排的學(xué)生難以觀察到現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)不夠精確。我們可以使用一個(gè)測量磁場的APP軟件將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果數(shù)字化。測量磁場所使用的App為EMF Sensor Free，打開此App，并旋轉(zhuǎn)手機(jī)尋找磁場最大值，測得導(dǎo)線附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為47.5 μT，此時(shí)環(huán)境內(nèi)無其他磁源，實(shí)際上測量出的是地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，然后我們再給導(dǎo)線通上電，它產(chǎn)生的磁場和原來不一樣，約為120 μT，磁感應(yīng)強(qiáng)度值差異明顯。雖然測出來的磁場有單位，磁場的單位不屬于初中物理教學(xué)范疇，但是這并不妨礙初中生理解實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

五、運(yùn)用智能手機(jī)教學(xué)的優(yōu)劣評析

在以上各個(gè)實(shí)驗(yàn)中，智能手機(jī)都扮演了極其重要的角色，甚至是起到了至關(guān)重要的作用。智能手機(jī)之所以能在物理實(shí)驗(yàn)中大放異彩，這與智能手機(jī)自身攜帶有連拍功能，及多種物理探測傳感功能有關(guān)。智能手機(jī)準(zhǔn)確快速的拍攝能力，精確直觀的傳感探測能力，以及得天獨(dú)厚的普及程度，使得越來越多的物理課堂教學(xué)中出現(xiàn)它的身影。相當(dāng)多的物理概念和規(guī)律通過智能手機(jī)輔助教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)取得了事半功倍的效果。那么智能手機(jī)對課堂教學(xué)的幫助達(dá)到了何種程度呢？

首先，有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)都可以通過智能手機(jī)的攝像或連拍功能進(jìn)行記錄，然后通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，方便學(xué)生通過智能手機(jī)隨時(shí)隨地進(jìn)行分析。

其次，智能手機(jī)具備的傳感器可以探測平均速度、角速度、加速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、GPS坐標(biāo)位置等，以上所探測的物理量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了初中生研究物理的需求，極大地彌補(bǔ)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的遺憾。

凡事總有兩面性，此種教學(xué)手段也未達(dá)到盡善盡美的地步，從筆者的教學(xué)來看，智能手機(jī)還未具備快速處理影像數(shù)據(jù)的能力（必須依托計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理），在緊湊的課堂教學(xué)中，很難為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理留出大量的時(shí)間。另外，利用智能手機(jī)探測物理量值時(shí)，還需考慮將手機(jī)界面實(shí)時(shí)投影出來，但一般的教室設(shè)備還未匹配相應(yīng)的硬件設(shè)施（表現(xiàn)為兩點(diǎn)：首先大多數(shù)教室電腦未連接WiFi，無法利用無線投影技術(shù)，其次有線投影依賴于長距離的USB連接線，課堂使用不便），使手機(jī)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用受阻。

但是不管怎么說，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端必將引領(lǐng)教育教學(xué)的發(fā)展潮流，教育者只有緊跟時(shí)代步伐，才能在教育信息化的浪潮中更好地踐行自己的教育理念，實(shí)現(xiàn)自己的教育理想。

（特約編輯 南? ?賓）