利用“云技術(shù)”開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

符越

【摘要】“云技術(shù)”是廣域網(wǎng)中一種信息集成技術(shù)手段，應(yīng)用于高中物理教學(xué)能夠?yàn)閹熒鷤兲峁┖Ａ康慕虒W(xué)、習(xí)題資源，但與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合仍在探索當(dāng)中，其所衍生出的微課、仿真模擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)模式、方法有利于優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的解題效率.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1 云技術(shù)手段與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的教學(xué)形態(tài)

1.1 微課模式

微課模式在新課程改革背景下已經(jīng)在教育界廣為推廣，是與課堂教學(xué)深度融合的一種信息技術(shù)手段.微課模式的優(yōu)勢(shì)是教學(xué)資源豐富，能夠幫助師生獲得傳統(tǒng)教學(xué)手段難以獲得的教學(xué)資源，但在高中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，微課模式雖然能夠在一定程度上擺脫對(duì)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴，但仍然止步于演示教學(xué)，學(xué)生只能看，不能動(dòng)手.

1.2 仿真模擬實(shí)驗(yàn)

仿真模擬實(shí)驗(yàn)依托于現(xiàn)代教學(xué)軟件和flash技術(shù)，能夠?yàn)槲⒄n模式注入全新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可以依賴微機(jī)、手機(jī)APP模擬動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)流程.眾所周知，學(xué)生課時(shí)緊張、學(xué)習(xí)壓力大，依托實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)實(shí)在在的難度，對(duì)于學(xué)校實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求也較高，因此仿真模擬實(shí)驗(yàn)在當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起到了一定的彌補(bǔ)效應(yīng)，不可或缺.

2 物理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)下的實(shí)驗(yàn)題型

此種題型通常是動(dòng)態(tài)題型，先給出靜態(tài)圖示1～2張，在實(shí)際題型設(shè)計(jì)中卻要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作條件下進(jìn)行求解.由于紙面上無法動(dòng)手操作的限制，學(xué)生必須對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟非常熟悉，以往學(xué)生不注重物理實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生在解答此種題型時(shí)耗時(shí)長(zhǎng)、失分.而在物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件運(yùn)用中學(xué)生可以耗時(shí)短、更方便地研究此類問題.

例1 ?如圖1所示，簡(jiǎn)易歐姆表示意圖中電流表的滿偏電流IR=300μA，內(nèi)阻Rg=100 Ω，可變電阻R最大阻值為10 kΩ，電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V，內(nèi)阻r=0.5 Ω.

（1）連接接線柱A的表筆為?? 色；

（2）按正確方法測(cè)量電阻Rx阻值，指針指向刻度盤正中央時(shí)其值為?? kΩ；

（3）該歐姆表使用一段時(shí)間后內(nèi)阻變大，電動(dòng)勢(shì)能減弱，但可調(diào)零，此時(shí)再次按正確方法測(cè)量電阻Rx的阻值，結(jié)果比原來（? ）

（A）變大.? （B）變小.? （C）不變.

解析

（1）此題為由淺入深的題型，第一小題送分，列出歐姆表的原理圖，因此學(xué)生很容易看出其電流方向應(yīng)是從正極進(jìn)入，負(fù)極流出，因此與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是紅色；

（2）考查歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生在仿真模擬實(shí)驗(yàn)都按正確方法正確測(cè)量過電阻，可知該題兩表筆相連時(shí)有Rx=0，此時(shí)電流表調(diào)制滿偏電流Ig，設(shè)此時(shí)歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)滿足關(guān)系Ig=ER內(nèi)，得R內(nèi)=EIg=5kΩ，當(dāng)指針指在刻度盤正中央時(shí)，滿足關(guān)系I=Ig2，得Ig2=ER內(nèi)+Rx，代入數(shù)值可解得Rx=R=5kΩ；

（3）此小題涉及實(shí)驗(yàn)操作流程，依題條件可斷定仿真模擬實(shí)驗(yàn)中重新調(diào)零后滿偏電流Ig不變，仍滿足關(guān)系Ig=ER內(nèi)，內(nèi)阻R內(nèi)應(yīng)下調(diào)，此時(shí)，電阻待測(cè)量值與電流表示數(shù)關(guān)系為I=ER內(nèi)+Rx=IgR內(nèi)R內(nèi)+Rx=Ig1+RxR內(nèi)，可知當(dāng)R內(nèi)變小時(shí)，I也隨之變小，因此指針應(yīng)向左偏移，歐姆表相應(yīng)的示數(shù)應(yīng)增大，選（A）.

小結(jié)

仿真模擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省學(xué)生在動(dòng)手操作中浪費(fèi)的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生更熟悉視覺上、紙面上的“動(dòng)手過程”.信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)是動(dòng)態(tài)過程，而落到試題、紙面上則只有靜態(tài)可視圖，學(xué)生必須將靜態(tài)圖與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的動(dòng)態(tài)過程互相整合，這是解題的重點(diǎn)也是難點(diǎn).如果學(xué)生能夠直連曾經(jīng)在仿真模擬演示實(shí)驗(yàn)中的流程，可以直接作答而節(jié)省答題時(shí)間.

3 物理微課模式下的實(shí)驗(yàn)題型

當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以微課為主要教學(xué)模式，微課以開展模擬實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段為主，減去了實(shí)物實(shí)驗(yàn)的繁瑣和混亂，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，因此當(dāng)前許多高中物理實(shí)驗(yàn)題型中，也針對(duì)了微課模式設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)題型，例如讀刻度、參數(shù)、作圖等，將實(shí)物實(shí)驗(yàn)與微課實(shí)驗(yàn)的距離拉近.微課上的模擬實(shí)驗(yàn)具有互聯(lián)網(wǎng)資源優(yōu)勢(shì)，有利于教師在教學(xué)中直接引入圖示對(duì)概念、公式進(jìn)行講解，也自然而然地帶出了解題思路和解題方法，有利于學(xué)生參照、模仿，提高解題效果.

例2 伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)過程中某自主實(shí)驗(yàn)小組成員應(yīng)用內(nèi)接法和外接法時(shí)都觀察到了一定的系統(tǒng)誤差，初步判斷為來自電壓表、電流表的內(nèi)阻影響，因此組員們?yōu)榱藴p少系統(tǒng)誤差設(shè)計(jì)了如圖2的電路圖.

（1）完成測(cè)量操作并敘述觀察結(jié)果：

第一步：先將滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭調(diào)到最左邊，將電鍵S2合向a，然后閉合電鍵S1并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2，使電壓表、電流表的示數(shù)U1，I1增大并穩(wěn)定后讀出示數(shù).

第二步：保持滑動(dòng)變阻器R1和R2滑動(dòng)觸頭不變?? .

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄寫出被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式?? .

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖連接實(shí)物圖.

解析

（1）如題要求，將S2合向b，讀出U2、I2的示數(shù).

（2）當(dāng)S2合向a時(shí)可得Rx+RA+R1=U1I1，當(dāng)S2合向b時(shí)可得RA+R1=U2I2，由此可解得Rx=U1I1-U2I2.

（3）此題為作圖題，聯(lián)系到日常的微課教學(xué)，模擬實(shí)驗(yàn)常常在教學(xué)中率先開展，因此在這種題型中，先畫圖能夠喚醒學(xué)生在微課實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境中獲取的經(jīng)驗(yàn)、記憶，起到激發(fā)學(xué)生解題靈感的作用.

小結(jié)

學(xué)生從畫圖解題入手這種題型有利于導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)情境，在解題時(shí)自動(dòng)將新舊知識(shí)之間形成思維路徑，一般情況下繪圖成功時(shí)，學(xué)生的解題思路也形成了.例如在上述題型的第（3）問中，遇到此種將畫圖問題置于最后的題型設(shè)計(jì)，筆者強(qiáng)烈建議學(xué)生在應(yīng)對(duì)此類高中物理實(shí)驗(yàn)題時(shí)，強(qiáng)烈建議學(xué)生先畫圖.

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提升高中物理教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在，通過借助現(xiàn)代化云技術(shù)方式，能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

參考文獻(xiàn)：

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