引导学生用好手机 优化物理实验教学

　

(江苏省扬州梅岭中学,江苏　扬州　225000)

智能手机和人工智能的出现，对我们的教育产生重大的影响。过去一些由于缺乏实验器材无法解决的物理难题，现在就会因为智能手机的普及而迎刃而解，比如以前的示波器实验，需要专业仪器才能完成。现在由于有各种手机APP的模拟，学生在家就可以安全独立地完成。当下基于大数据的智能软件对于社会的影响是全方位的，作为一线教师应该意识到大数据引发的诸多变化，意识到智能时代正在改变教育，要主动拥抱和使用技术来优化教学过程。下面笔者将结合几个典型案例，来谈谈智能手机对初中物理教学，尤其是对实验教学的影响。

1　利用手机软件优化“声现象”实验

苏科版物理教材第一章“声现象”安排了综合实践活动——“比较材料的隔声性能”，这个实验需要让学生通过小组合作，比较棉花、棉布、报纸、锡箔纸、塑料袋、泡沫塑料等各种材料的隔声性能。比较的方法是人从声源处逐渐远离，直至刚好听不到声音，记录此时人到声源的距离，通过比较距离的长短来反映材料的隔声性能，距离越短，隔声效果越好。

但学生在具体实验过程中却发现如下问题：(1) 实验中要求的声源是机械闹钟。而现在市场上的闹钟几乎都是静音闹钟，该闹钟发出的声音都比较小，不大容易听见。(2) 即便是同一个学生，采用同一种隔声材料，用同样的声源,但是在不同的时间段去完成实验，距离的远近也是不一样的。

在以往的传统教学过程中，由于实验器材的束缚，就会出现误差很大的情况，所以把所有的测量误差或者无法对比的实验结果都归因为实验误差，或者人的感觉不准确。在今年的教学中，笔者尝试让学生利用手机APP，看看在手机软件的帮助下，学生能否做好这个实验。结果是大大出乎笔者的意料，实验探究中学生的主观能动性得到了巨大的体现，在互助学习的模式下，几乎每个学生都将实验过程进行了优化，从而轻松地完成了实验，并且都兴趣高昂地完成了实验报告。

学生的实验主要是对两个地方进行了改进，一是声源，二是声音大小的检测。学生用手机APP“信号发生器”很好地解决了声源的音量大小和稳定性的问题，该软件如图1a所示，声音大小可调，而且稳定输出。而用手机APP“分贝计”(如图1b)，可以准确测出声音的强弱，比原来比步数要准确，而且方便快捷，这样大大激发了学生的探究热情，学生不仅很快地比较了书上所列材料的隔声能力，还主动添加了其他他们感兴趣的材料进行比较，如运动耳机的隔音材料甚至枕头！俄国文学泰斗托尔斯泰曾说过：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学，与现实生活联系最密切，在教学中应充分发挥物理学实验的作用，把课本上的一些实验进行合理改进、创新设计，让学生积极参与，这样可活跃课堂气氛，也拉近了学生和物理的距离，进一步激发了学生的学习兴趣，为学好物理打下良好基础。

图1

综合实践活动的后续影响就能更好地诠释了上面这段话，在第一章“声现象”的第二节，有一个关于声音图像的知识点：不同音色的声源其波形图是不一样的。以往用常规的方法进行讲解,学生对于这个知识点的理解就比较困难，即使用示波器进行展示，学生也只能生吞活剥地被动接受。但对于这批利用手机做过声学实验的学生来说，几乎就没有什么障碍。笔者在进行波形讲解的过程中，刚刚引入波形图这个概念，一个学生就主动站起来侃侃而谈，并且还展示自己预先做好的PPT，上面有该学生自己所录制的各种各样的声音的波形图(如图2)。笔者很好奇，就问该生是如何做到的。学生很得意地讲：是上次下载手机APP过程中，发现可以下载其他类似的软件。于是他下载后并积极进行尝试，发现这个软件有显示声音波形的功能，而他只需要截屏就可以。并且他从波形图中发现当声音变化的时候，波形也会相应改变。该生总结如下：“声音大，波形就高，声音越尖，波形越密，越好听的声音，波形图就越复杂”。笔者不禁感慨万千：这才是真正的探究！学生的这段话，虽然较为粗糙，其实他已经摸到了声学中基频的门槛了(声音越好听，波形越复杂)，一个简单的手机软件就可以把原来很枯燥的课堂变得如此生动有趣。

初中学生对生动形象的物理实验普遍怀有好奇心和神秘感，合适的教学设计不仅能帮助学生理解和掌握知识，而且能激起学生的兴趣，启迪其思维，进行定向探究。引发新的问题从而培养学生的探究能力，探究能力是进一步学习和从事未来工作的一种必要能力，因为物理实验是操作性和逻辑性很强的综合训练过程，因此，探究能力的形成不是一蹴而就，应在整个物理实验教学中从不同角度有计划地进行培养，不断的优化。智能手机的引入就是一个很好的优化过程，利用智能手机的易用性、普及性，是物理实验教学中新的切入点。

图2

2　利用手机互动软件，拓展学生交流的空间

笔者受到启示后，开始在各个有可能的环节上尝试利用智能手机。了解到现在学生几乎都有QQ群，能否将QQ群的交流应用到物理教学上？笔者进行了尝试。

苏科版九年级第十三章有“自制水果电池”的综合实践活动，以往笔者将任务布置给学生，学生也就是简单地做一做，甚至还有学生不做。今年，笔者布置任务时提出了挑战性要求：比一比，哪一位同学做的水果电池的电压最高。要求学生测出自制的水果电池电压后，做成视频上传到QQ群中，全班比赛。一石激起千层浪，学生各显神通，甚至有学生邀请了家长来帮忙。选择了各种各样的水果，最终获胜的结果有点出乎意料。班上有位学生进行了多种尝试，最后发现将西柚、柠檬、苹果按照相等的配比榨成果汁。用这种果汁做成的水果电池电压高达0.7V！而一般水果电池电压在0.4V左右。要知道，这可是在初三，学生课业负担非常大的情况下，为什么还能愿意花这么多的时间来完成这个实验？其实背后有着深层次的原因。首先，QQ视频有很强的即视性。后一个学生完全可以参照前个学生的步骤，然后在他的结果上进行优化。这个优化的过程就是利用现代传媒技术进行的交流与合作、交流与评估的过程。这比以往在班级内同桌间互动或者同组之间互动更具有广泛性和趣味性。其次，QQ视频有很好的可重复性，一遍看不懂就再来一遍，而且不受时间、空间限制，这样的交流互动比传统的教学交流活动更加有效。而且让笔者更受鼓舞的是原来一些比较害羞的、胆小的学生也敢于独立完成实验，并且在群里面进行展示。因为视频录制也可以反复尝试，失败了还可以再来，直到成功为止。这样全面参与的互动交流结果，在以往传统的教学模式下，是很难达到的。而最后一个想到用果汁的学生，就是在这一系列的优化因素影响下，想到了由水果到果汁的改变，其实这就是物理核心素养中科学思维以及实验探究能力的培养。

3　结语

如今，学生使用互联网搜索资料的速度远超过教师和家长，获得资料和信息更超越书本以及课堂上所能提供的范围。物理实验中思辨和讨论的过程在这一背景下显得尤为重要，应该引导学生强化分析、综合运用网络资源的能力，帮助他们在网络资源的搜索和选取上更加得心应手。“智能时代”的到来正在以一种不可阻挡的态势影响当下的教育生态，广大教师应该顺应形势，借助“人工智能”的特性，优化教育教学行为。