现场实拍视频辅助物理实验教学

王 进 卞龙宝

江苏省大丰高级中学 江苏盐城 224100

现场实拍视频辅助物理实验教学

王 进 卞龙宝

江苏省大丰高级中学 江苏盐城 224100

随着众多数码产品（相机、摄像头、DV等）在家庭中的普及，广大学科教师都积极尝试怎样将它们的功能更好地应用于自身的教学之中。笔者以数码相机为例简单介绍数码产品摄像功能在中学物理实验教学中两类常见的应用。

一、慢放实拍视频观察实验细节

观察和思考在物理学习中占有重要地位，人们的认识大多是从观察得来的,现象与理论的矛盾是物理学发展的直接动力。但是有些物理现象变化太快,稍纵即逝,难以用肉眼观察到,给物理规律获得与理解带来一定的障碍。针对这种情况，笔者在实际教学过程中利用数码相机的摄像功能在课堂上现场摄录实验全过程,紧接着连接到计算机，用事先准备好具有慢放功能的视频播放器（如Midea player classic）进行慢放,通过投影仪清晰再现实验细节过程，在学生头脑中留下了深刻的印象，收到了良好的效果。

比如，在高中物理“抛体运动的规律”一节内容中，很多教师都会用“双轨平抛仪”演示平抛运动与竖直方向自由落体运动和水平方向匀速直线运动的关系，然而由于球在空中飞行时间短，加上仪器可见度不高及存在声音等其他因素干扰，实际实验时学生很难仅凭视、听觉判断出小球在空中运动时的相对位置关系及相碰情况。然而，如果现场将实验过程拍摄下来,再进行慢放,就可以清晰地看到实验整个过程中2个球在空中几乎一直在同一竖直线或在同一水平线上直至发生碰撞。图1、图2分别是视频慢放时截取的两球在空中运动时的两幅对比图片，图3是视频慢放时截取的两球碰撞瞬间图片。

图1

图2

图3

同样，在用装有水的塑料杯演示“完全失重”现象、真空条件下羽毛和铁片同时下落等这类时间短、可见度不高等实验时我们都可以将整个实验过程拍摄成视频再通过慢放观察实验细节，便于学生很快客观准确地得出结论，如图4、图5所示。

图4

图5

二、逐帧播放视频定量研究运动

频闪照片在中学物理实验教学中使用的较多，通常用于定量研究自由落体运动、平抛运动、简谐运动等。然而不用说传统的频闪照片制作方法成本高，效率低，即便采用数码相机的快速连拍功能来制作频闪照片，也会因为需要现场花费一定时间来处理图片而显得极为不便。

比较好的一种替代方法也是利用数码相机的摄像功能先将整个实验过程拍摄下来，紧接着采用具有逐帧播放功能的视频播放器（如Midea player classic）一帧一帧地再间断进行播放。大家都知道，视频图像其实质是一个连续静态图像（即帧）的序列，在其每一帧中都记录着拍摄时刻运动物体的具体位置。这样，在逐帧进行间断播放时便可以通过这些一帧帧静态画面清晰“捕捉”到对应时刻（帧频×帧数）物体的具体位置及进行有关数据的测量，进而再展开后续的研究。图6为水平方向弹簧振子做简谐振动的视频逐帧播放时，在1/4个振动周期中截取的几个连续帧画面的有序排列，根据这些帧画面可以很快测出弹簧振子在各个对应时刻的位移并在此基础上分析得到其振动规律满足正弦或余弦规律。可以看出相对于频闪照片，采用逐帧播放现场实拍视频定量研究运动，无论在技术要求上还是在时间节省上都具有很大优势。

图 6

[1]王仁泉.巧用数码相机使运动定格[J].物理实验,2008,9：21～22

[2]陈杰,孙丽莉.频闪照片在物理教学中的运用[J].中国现代教育装备,2008,5：57～59

[3]钱汝兰.物理教学演示的视频拍摄[J].物理教学探讨,2004,8：49～50

2010-10-10

王进，本科，中教一级。卞龙宝，本科，中教高级。