智能設(shè)備助力現(xiàn)代化課堂

摘 要：新課改持續(xù)發(fā)展背景下，要求教師在教學(xué)中注重現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用，以此推進高中物理教學(xué)現(xiàn)代化改革，還可對學(xué)生所提出的個性化學(xué)習(xí)需求加以充分考慮并滿足.此外，通過智能手機的應(yīng)用，還可在吸引學(xué)生課堂注意力的同時，將智能手機所具備的教學(xué)輔助作用充分發(fā)揮，幫助學(xué)生對于高中物理加速度測量此部分內(nèi)容形成全面理解，以此除可提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率外，還可培養(yǎng)學(xué)生物理探究精神，促進學(xué)生物理學(xué)科能力綜合發(fā)展.

關(guān)鍵詞：智能手機；高中物理；物理教學(xué)

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2023）03-0068-03

科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展背景下，要求教師在教學(xué)活動中需重視現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的引入，并遵循與時俱進的理念，將現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備融入至物理課堂教學(xué)活動中，以此可在優(yōu)化高中物理課堂教學(xué)活動的同時，提高課堂教學(xué)效率.加速度測量即為高中物理的教學(xué)難點，教師便可借助智能手機的應(yīng)用輔助此部分教育活動展開，幫助學(xué)生對此的內(nèi)容形成全面深刻的理解，提高課堂教學(xué)效率.

1 高中物理教學(xué)中智能手機應(yīng)用價值

高中物理教學(xué)中應(yīng)用智能手機價值主要體現(xiàn)在如下幾方面：

其一，優(yōu)化高中物理課堂教學(xué)模式.智能手機與傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)備相較而言，具備用戶個性化、可移動性、便于操作及便攜性等諸多優(yōu)勢.伴隨智能手機成本日漸降低，加之中國智能手機行業(yè)繁榮發(fā)展，智能手機功能不斷強大，多種功能APP應(yīng)運而生，并在教學(xué)實踐中得以廣泛應(yīng)用.目前，智能手機已在學(xué)生群體中廣泛普及，且智能手機可與普通移動學(xué)習(xí)需求相契合，具備色彩豐富、畫面清晰、存儲量大及運行速度快等諸多優(yōu)勢，使得智能手機在高中物理課堂中得以廣泛應(yīng)用.現(xiàn)階段智能手機中可下載并運行多種教學(xué)軟件，且大部分軟件均為免費使用的，教師可以教學(xué)實際需求為依據(jù)自行下載.分析以往教學(xué)活動中，教師通常應(yīng)用的教學(xué)方式為利用講臺前的電腦將電腦內(nèi)容投影至大屏幕中，教師難以走下講臺，使得教師難以與學(xué)生展開溝通及互動，而智能手機具備易于操作及便于攜帶的優(yōu)勢，則有助于教師走進學(xué)生，并與學(xué)生積極溝通互動，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況加以全面觀察.

其二，實現(xiàn)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的激發(fā).分析傳統(tǒng)物理教學(xué)活動發(fā)現(xiàn)，教師多以應(yīng)試化教育理念作為主要指導(dǎo)理念，因此，使得教學(xué)過程中學(xué)生思維被固化，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新思維能力喪失，然而教師在教學(xué)過程中可借助智能手機的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生找尋多元化答案，對學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維加以培養(yǎng)，促使學(xué)生可在正確與否中對科學(xué)真理加以探索.實際上，部分特定實驗器材學(xué)校難以完全配置，教學(xué)實踐中，教師多會由于器材等條件限制，難以幫助學(xué)生理解物理知識.針對此現(xiàn)象，教師可以智能手機作為支持，借助多渠道創(chuàng)新手段的應(yīng)用，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的激發(fā).

其三，有助于高中物理課堂教學(xué)趣味性的強化.分析高中學(xué)生物理學(xué)興趣較低的一項重要原因即在于物理知識具備較強抽象性，學(xué)生難以對物理學(xué)科中所描述的知識形成全面理解，特別遇到難以利用口頭語言描述的物理現(xiàn)象時，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣尤為低下.然而，教師在教學(xué)過程中借助智能手機的應(yīng)用，可增添課堂教學(xué)趣味性，吸引學(xué)生課堂注意力.智能手機成為教師展開物理教學(xué)活動的重要輔助工具，以此也可間接調(diào)動學(xué)生好奇心及求知欲，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)趣味高中物理課堂的打造.

其四，有助于課堂教學(xué)效果的提升.教師在教學(xué)過程中，借助智能手機的應(yīng)用可以更為生動形象的方式將抽象的知識出現(xiàn)在學(xué)生面前，教師也可以教學(xué)實際需求為依據(jù)將智能手機優(yōu)勢充分發(fā)揮，以此推動課堂教學(xué)效果的提升.分析現(xiàn)階段手機中可運行的模擬實驗在部分具備實驗時間長、危險性高、實驗儀器昂貴的實驗中發(fā)揮著重要作用.

2 高中物理教學(xué)中智能手機應(yīng)用策略

高中物理教學(xué)過程中，加速度為重要內(nèi)容，此部分也為學(xué)生學(xué)習(xí)難點之處，針對此現(xiàn)象，教師可將智能手機應(yīng)用至加速度測量中，以此幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點，掌握此部分知識，以此可在吸引學(xué)生課堂注意力的同時，提高課堂教學(xué)效率.高中物理教學(xué)過程中，教師可利用基于智能手機的傳感器帶領(lǐng)學(xué)生測量加速度，以此實現(xiàn)高中物理課堂的優(yōu)化.

2.1 了解手機傳感器

目前大部分智能手機中均安裝加速度傳感器，此為一款可測量并感知加速度的軟件，可直接利用智能手機中與加速度傳感器相關(guān)的應(yīng)用軟件，達到測量目的，具備簡單、易于操作的優(yōu)勢，借助此軟件的應(yīng)用可幫助學(xué)生對于自由落體運動加速度形成直觀、形象的認知.智能手機中所設(shè)置的加速度計為微小電子機械振動系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems簡稱MEMS），此為一種振動結(jié)構(gòu)，因外界加速度將會對結(jié)構(gòu)振動特性產(chǎn)生影響，以此為依據(jù)完成加速度的測量.以本質(zhì)角度而言，利用基于手機傳感器的加速度測量計完成加速度的測量，實則為借助測量力的方式達成加速度測量目標，測量原理可抽象描述為“彈簧重物模型”（見圖1）.

此重物模型由x軸、y軸、z軸3組彈簧完成加速度的測量，此加速度計以手機內(nèi)部重物所受到合力的測量作為主要依據(jù)，判斷加速度，若手機借助圖2方式界定x軸、y軸、z軸方向，水平放置時，水平桌面、手機背面相接觸，內(nèi)部彈簧重物模型如圖1甲所示，豎直z軸方向重物壓縮彈簧，以胡克定理、牛頓第二定律可計算出z軸方向重物加速度，z軸加速度大小即為重力加速度，處于水平面x軸、y軸方向內(nèi)部系統(tǒng)中的彈簧形變，△x=x2-x1=0，△y=y1-y2=0，則ax=0，ay=0.

2.2 了解自由落體加速度

分析傳統(tǒng)教學(xué)活動中，由于實驗條件受限，教師難以對短時間內(nèi)迅速運動物體加速度變化向?qū)W生演示，大部分教師在教學(xué)過程中僅帶領(lǐng)學(xué)生在腦海中想象電梯情景.隨后，教師再帶領(lǐng)學(xué)生通過分析物體受力的方式，獲得完全失重此結(jié)論，此教學(xué)方式難以幫助學(xué)生對于此方面知識形成全面認知，化解教學(xué)難點.分析戴爾所提出的經(jīng)驗之塔理論認為，教育需將具體經(jīng)驗作為著手點，再逐步引導(dǎo)學(xué)生進入有效、抽象的學(xué)習(xí)活動中，在此過程中需將具體經(jīng)驗作為學(xué)習(xí)活動的推進之路.

2.3 精心設(shè)計物理實驗

分析物理學(xué)科知識發(fā)現(xiàn)，均以實驗作為基礎(chǔ)，而針對難以演示的現(xiàn)象，教師可將智能手機應(yīng)用至課堂教學(xué)活動中，幫助學(xué)生對于難以理解之處形成清晰認知，并掌握此部分知識.教師在教學(xué)過程中，可通過智能手機加速度計的應(yīng)用，帶領(lǐng)學(xué)生對物體在極短時間內(nèi)自由落體運動加以觀察，教師主要可通過如下幾方面展開教學(xué)活動：教師在教學(xué)過程中，可先帶領(lǐng)學(xué)生以水平方向持有手機，打開傳感器加速度計，以此為依據(jù)記錄數(shù)據(jù)，實驗過程中，為避免手機摔到地上導(dǎo)致手機損壞，在手機下落位置應(yīng)放置海綿.教師在帶領(lǐng)學(xué)生展開實驗活動前，應(yīng)重視傳感器更新間隔的調(diào)節(jié)，將間隔時間調(diào)整為“很快”，隨后向下放下手機，分析手機自由下落所獲得的加速度曲線圖，將手機中所記錄數(shù)據(jù)上傳至電腦端.

2.4 拓展學(xué)生知識視野

國外學(xué)者借助智能手機內(nèi)置的加速度傳感器，研究單擺運動.實驗過程中，將手機作為擺球，通過SPARKvue軟件的應(yīng)用連接手機，由此收獲加速度時間圖像，并將兩個相鄰最大值或最小值的時間間隔作為擺動周期，此也為最早利用智能手機對重力加速度展開測量的實驗，為后續(xù)諸多學(xué)者利用智能手機測量重力加速度多種研究的展開創(chuàng)造良好條件.還有學(xué)者在研究過程中，借助智能手機中所設(shè)置的磁傳感器、光傳感器，對單擺運動周期加以測量，具備操作簡單及數(shù)據(jù)采集方便的優(yōu)勢.此外，還有學(xué)者利用智能手機門鈴報警系統(tǒng)對重力加速度展開測量，將門鈴音頻信號作為時間序列記錄，以此對振蕩周期加以測量，從而對重力加速度予以明確.也有學(xué)者利用智能手機磁傳感器對彈簧勁度系數(shù)加以測量，并利用多種方式處理數(shù)據(jù)，均收獲良好實驗效果.

綜上所述，教師在高中物理課堂教學(xué)活動中，需借助現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用，豐富高中物理課堂教學(xué).同時，教師還應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)特點為依據(jù)設(shè)計多樣化的教學(xué)活動.針對物理學(xué)科而言，實驗為重要構(gòu)成部分.因此，教師便可將智能手機應(yīng)用至物理實驗中，將智能手機優(yōu)勢充分發(fā)揮，幫助學(xué)生通過親身實驗的方式認知加速度此部分物理知識，提高學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)能力.

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［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2022-10-25

作者簡介：陶善良，從事物理教學(xué)研究.