让科技之花在课堂中绽放

【摘要】科技的发展带来生活方式的改变，也带来了教学模式的变革。善用信息技术，可以使课堂教学更加生动化、多元化，使高中物理的教学更加精彩纷呈。文章以三个案例分享信息技术应用的一些心得体会。

【关键词】信息技术  高中物理  教学策略

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）39-0060-02

“以教育信息化带动教育现代化”是国家教育改革和发展规划中明确提出的纲领化要求。随着信息技术2.0的开展，越来越多的信息化工具、软件被教师所熟知、认可，现代化信息技术正在为教学模式带来一场深刻的变革。

信息技术手段，特别是计算机、手机提供的教学条件、实验条件可以在高中物理教学中加大实验比重，优化实验现象，突出实验结果，对激发学生的学习兴趣，启发思考，培养创新精神与实践能力有很好的推动作用，尤其是信息技术手段对传统课堂教学模式的优化，可以很好地突破教学过程的重难点，“化虚为实”。笔者以自身教学过程中的一些案例，谈谈信息技术应用的心得。

案例一：Phyphox软件与超、失重问题教学

超重与失重问题是生活中比较常见的一类问题，却是学生理解上比较模糊的一块知识点，属于学生在学习了牛顿第二定律及第三定律后的实例应用问题。这类问题的一个难点在于加速度与合力方向的理解。加速度在高中物理中属于非常重要的概念之一，在分析超重与失重问题上，往往加速度的分析直接影响着整块内容的解答。解决这类问题中加速度的特点，可以尝试利用Phyphox软件中的传感器功能，利用Phyphox软件中的图像，很直观地体现出来。

打开手机Phyphox软件中的Acceleration（withoutg）功能，能够发现该功能可以同时测量x、y、z三个方向上的加速度，并能够以图像形式显示出大小变化。由于研究场景为电梯上升与下降过程，所以我们只需要研究竖直方向（即z方向，该方向定义竖直向下为正方向），实验者拿着手机记录电梯在上升与下降过程中的加速度变化如图1和图2。

图1中显示，电梯在上升过程中加速度先负后正，即加速度先向下后向上，表现出先超重后失重的特点

图2中显示，电梯在下降过程中，加速度先正后负，先失重后超重，且由图中可以看出，加速度大小值约在0.5m/s2左右。

另外，在超重与失重这节课后面，还可以让学生现场分析下蹲和起立的过程中超、失重问题，现场验证。

采用同样方法，记录先下蹲后起立过程的图像，如图3。可以看出，下蹲过程（图中用下划线标注部分）加速度先正后负，先失重后超重;而起立过程（图中未划线部分），加速度先负后正，先超重后失重。

这两个小实验中，既强化了学生对加速度的矢量性分析，也可以清晰感受到生活实例中的加速度变化，这种新颖、直观的实验模式，可以帮助学生突破知识的难点，同时又提升学习的兴趣及探究能力。

案例二：数字化信息系统与牛顿第二定律实验

“探究加速度与力、质量之间的关系”作为必修一教材中的重要内容，是一节典型的实验探究课。但是如果利用传统的打点计时器、纸带等器材完成实验，在平衡摩擦力以及后续的数据处理上，将消耗大量的时间，无法在一节课的时间内完成，很容易变成先讲授知识，再验证实验，而不是探究实验了。而采用数字化信息系统（DIS软件），利用传感器采集数据及计算机分析，不仅更高效，且数据更精准、结果更直观（传感器代替纸带与打点计时器，减小了摩擦力对实验数据的影响）。

第一步，按照传统实验方式调节、摆放好实验仪器（不用连接打点计时器及纸带），将位移传感器接收端固定在导轨一侧，将位移传感器发射端固定在小车上，连接数据采集器通道。打开“DISLab软件”进入教材“专用软件”界面中的实验项目“牛顿第二定律”。在弹出窗口中，输入实验所用小车质量及拉力值（砝码和小桶的重力之和）。

第二步，开始正式实验，打开小车上的位移传感器发射端电源开关，点击DIS软件中“开始记录”按钮，释放小车，小车开始运动;待小车停止后，点击DIS软件中“停止记录”按钮，拖动显示窗口中的滚动条，将实验获得的v-t图像显示于中间区域，点击“选择区域”按钮，选择需要分析的一段v-t图像，软件自动算出加速度数值。

第三步，保持小车质量不变，改变拉力，重复第二步步骤，至少获得6组数据，点击软件中的“a-F图像”按钮，得到如图4所示图像，即得出：质量一定时，加速度与拉力成正比。

在指导学生使用过一两次后，就可以放手让学生自行验证，在拉力一定时，加速度与质量的关系了。本实验注意事項：不挂重物下先平衡摩擦力;砝码质量应远小于小车质量;位移传感器接收端与发射端应保证在同一水平面上。

相比于其他动画实验、“黑板实验”，DIS实验原理与传统实验原理相同，更加易于接收，且数据更精确，结果更直观，效率大大提高，学生在课堂上容易获得实验结果，可以极大鼓舞他们的实验探究之心，增加学习动力。

案例三：虚拟实验室与测量电源电动势及内阻实验

不同于一般的动画实验，中央电教馆的虚拟实验室提供了3D、VR实验等更加真实的实验素材，且包含了初中到高中的物理、化学、生物等主流实验，不仅方便了教师的备课，且当疫情影响时，对线上教学需要用到实验的课程起到了很大的帮助，甚至于学生可以自己动手进行更多方式的实验探究与验证，操作上也极为简单。笔者以自己的一堂《实验：测量电源电动势和内阻》的公开课为例，简单介绍下该系统。

打开中央电教馆虚拟实验室网站，点击“高中物理实验”，选择“测量电源电动势和内阻”章节，进入系统后可以发现，该章节提供了三种方法进行实验，分别是“伏安法”“伏阻法”“安阻法”，选择需要的测量方法，点击“实验步骤”“知识点”等，可以自行了解实验基本操作与注意事项，选择合适的实验器材，按电路图连线，进行实验。实验时，电源电动势及内阻、滑动变阻器等均可以调节，电流表及电压表可设定有无内阻模式，当实验出现问题时，电路中相对应的原件会烧坏，以便提醒操作者。点击电压表及电流表，将电表读书放大，以便观察。在实验中移动滑动变阻器，记录六组数据，点击“数据”，在弹出的表格中填入对应的六组数据值，点击计算图标，系统自动生成三组E和r的值，并求出E和r的平均值，接着点击图像按钮，系统生成U-I图像，根据图像可利用图像法的相关知识求解E和r的值，比较计算法及图像法，发现图像法求出的E和r的数据更加接近预设值，更准确。然后就可以布置同学自己动手进行“伏安法”实验，课后拓展内容可以布置学生自行研究“伏阻法”及“安阻法”的相关实验。

通过以上过程可以看出，虚拟实验室基本包含了课堂需要强调的重点内容及拓展内容，且实验要求低，只需要有能连上网的电脑就行，真正实现了居家就可以实验的条件，学生可以随时随地操作。

信息技术在教学中的出现与发展，带来的既是机遇又是挑战，当我们带着友好的态度去接纳它时，或许它带给我们的帮助也将是巨大的。

参考文献：

[1]蒋涛.信息技术与高中物理教学的深度融合策略[J].中小学电教（教学），2021（5）：23-24.

[2]孔祥胜.信息技术在物理实验的教学实践[J].电子技术，2020，49（8）：154-155.

作者简介：

陈晖（1988年-），男，福建宁德人，中学物理一级教师，从事高中物理教学及研究。