用手机实现的几个简单有效的课堂实验

金雪蕾+杨索

摘 要：课堂实验借助手机和软件较直观、较精确地实现，其取材简单方便，能增加高中物理课堂实验的可视性与真实性，提高学生参与度，激发学生积极性，提升课堂有效性。

关键词：手机；课堂实验；简单；有效

简单有效的课堂演示实验深受学生喜爱，也一直是众多一线教师的追求。笔者在平时教学工作过程中，也注重这方面的积累。现在手机在生活中使用已经十分普遍，它的部分功能结合一些软件可以应用在物理课堂教学中，它取材方便，效果较好。

实验一、探索自由落体运动的规律

用来测定自由落体运动的加速度装置通常有打点计时器，教师演示一重物在竖直方向上下落，用打点计时器记录重物的运动情况，但是实验中摩擦力等阻力影响往往使所得结论与理论值相去甚远。所以我们设计了如下實验方案，效果甚好。准备器材：小球、手机、电脑（安装Photoshop软件）、数据线。课堂分组实验时，组内学生从某一高度释放小球，另一学生用手机频闪（一般手机照相都能实现该功能）记录下小球在不同时刻的位置，用数据线将照片导入电脑。打开Photoshop，依次打开文件-脚本，将文件载入堆栈，如图1所示，将所需要堆栈的照片载入进去，点击“确定”，电脑就会将每张照片显示为一个图层。这个时候堆栈的照片已经有了基本的样子，如图2所示。若颜色太浅，可以选中全部图层将混合模式从正常变为亮色、深色。利用小球实物的直径（或背景）与照片中的直径进行对比，得到缩小倍数，从而计算相邻小球之间的位移Δx，频闪频率T已知，利用公式

Δx=aT2，求解a。该实验的优点是，取材方便，实验数据精准，从而让学生在真实实验探究中，较好地掌握自由落体的运动性质。除此之外，人教版高中物理教材中的许多实验如：平抛运动的研究、匀加速直线运动、运动的合成与分解等等，也可使用手机该功能和Photoshop软件进行相关操作步骤的改进和替换，也能取得非常好的教学效果。

实验二、探究互成角度的两力合成的规律

在探究两个互成一定角度的力的合成遵循怎样的规律时，往往需要展示学生探究过程、小组成果。一般教师采用投影仪展示，但投影仪的固定位置极大地限制了活动的展开，不利于问题及时发现与纠正。为此，我们采用了手机上一个功能，实现手机和屏幕同步展示。打开计算机AirPlayer软件，与手机AirPlayer镜像（如iPhone手机自带这个功能）连接。注意：计算机与手机需连接在同一局域网内。教师巡查并实时投影学生操作的情况，可以展示鼓励学生规范的操作和捕捉典型的不规范操作，如图3所示，也可以展示学生实验成果，如图4所示，通过生生纠错，生生补充，及时了解不足，作出调整与改进。通过实践发现，学生在与同伴交流讨论中，更能积极主动地消除错误，构建知识网络。高中物理部分课堂演示实验也可以这样摄影，如光的全反射、仪表的读数等等，可以解决角度、大小、距离等引起的视觉限制，方便学生各个角度清晰地观察。手机和AirPlayer软件结合应用在课堂教学中优点在于使教师不再受物理空间的约束，极大地方便了课堂中实现师生互动、生生互动，及时反馈和评价，有助于进一步激发学生内在动力，形成一种良好的循环。

实验三、失重和超重

失重和超重是学生学完牛顿运动定律后，知识的迁移和应用部分，是一个比较重要的、典型的应用型知识点。虽然超重、失重是日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但是由于其发生的短暂性，学生很难观察到细节，仅凭直觉和记忆不易理解。在人教版高中物理必修1 P89指出：“人站在体重计上，下蹲、起立，也能看到超重和失重现象。”播放视频，学生缺少真实体验感；教室里操作演示，这个现象历时短，可视度不高。因此，我们可以采用如下方法：在课堂中请一学生下蹲演示时，打开手机“慢动作”功能进行摄像（或者任何一部有摄像功能的手机），然后用手机进行播放，将下蹲过程“慢放定格”，可以用实验二中提到的AirPlayer镜像方法实现手机与屏幕同步播放，也可以采用文件导入计算机，用视频播放软件（如暴风影音、PotPlayerSetup64播放器等）进行逐帧播放，超重、失重过程在慢播放过程中非常明显清晰，这样观察效果会好很多。高中物理还有很多历时短、难观察到瞬间的实验，如碰撞、平抛等等也可以采用这种方法实现捕捉瞬间。

以上是笔者用手机实现的几个物理课堂实验，取材方便，提高学生课堂参与感与可视性，大大激发学生“探个究竟”的想法和兴趣。部分实验可以进行定量计算，也使得科学探究中的问题变得更加有意义、更加具备深度。在课堂实验中，学生体验知识获取的过程，在“做”科学中得到知识和概念的理解，从而最大限度调动学生积极性，提升课堂有效性。

作者简介：金雪蕾，浙江省温州市，永嘉中学；杨索，浙江省温州市，浙江中蓝环境科技有限公司。endprint