智能设备助力现代化课堂——探析智能手机在高中物理教学中的应用

陶善良

(江苏省丰县中学 221700)

科学技术高速发展背景下，要求教师在教学活动中需重视现代化教学设备的引入，并遵循与时俱进的理念，将现代化教学设备融入至物理课堂教学活动中，以此可在优化高中物理课堂教学活动的同时，提高课堂教学效率.加速度测量即为高中物理的教学难点，教师便可借助智能手机的应用辅助此部分教育活动展开，帮助学生对此的内容形成全面深刻的理解，提高课堂教学效率.

1 高中物理教学中智能手机应用价值

高中物理教学中应用智能手机价值主要体现在如下几方面：

其一，优化高中物理课堂教学模式.智能手机与传统教学设备相较而言，具备用户个性化、可移动性、便于操作及便携性等诸多优势.伴随智能手机成本日渐降低，加之中国智能手机行业繁荣发展，智能手机功能不断强大，多种功能APP应运而生，并在教学实践中得以广泛应用.目前，智能手机已在学生群体中广泛普及，且智能手机可与普通移动学习需求相契合，具备色彩丰富、画面清晰、存储量大及运行速度快等诸多优势，使得智能手机在高中物理课堂中得以广泛应用.现阶段智能手机中可下载并运行多种教学软件，且大部分软件均为免费使用的，教师可以教学实际需求为依据自行下载.分析以往教学活动中，教师通常应用的教学方式为利用讲台前的电脑将电脑内容投影至大屏幕中，教师难以走下讲台，使得教师难以与学生展开沟通及互动，而智能手机具备易于操作及便于携带的优势，则有助于教师走进学生，并与学生积极沟通互动，对学生学习情况加以全面观察.

其二，实现创新意识、创新思维的激发.分析传统物理教学活动发现，教师多以应试化教育理念作为主要指导理念，因此，使得教学过程中学生思维被固化，导致学生创新思维能力丧失，然而教师在教学过程中可借助智能手机的应用，引导学生找寻多元化答案，对学生创新意识、创新思维加以培养，促使学生可在正确与否中对科学真理加以探索.实际上，部分特定实验器材学校难以完全配置，教学实践中，教师多会由于器材等条件限制，难以帮助学生理解物理知识.针对此现象，教师可以智能手机作为支持，借助多渠道创新手段的应用，实现学生创新意识、创新思维的激发.

其三，有助于高中物理课堂教学趣味性的强化.分析高中学生物理学兴趣较低的一项重要原因即在于物理知识具备较强抽象性，学生难以对物理学科中所描述的知识形成全面理解，特别遇到难以利用口头语言描述的物理现象时，学生学习兴趣尤为低下.然而，教师在教学过程中借助智能手机的应用，可增添课堂教学趣味性，吸引学生课堂注意力.智能手机成为教师展开物理教学活动的重要辅助工具，以此也可间接调动学生好奇心及求知欲，激发学生物理学科学习兴趣，实现趣味高中物理课堂的打造.

其四，有助于课堂教学效果的提升.教师在教学过程中，借助智能手机的应用可以更为生动形象的方式将抽象的知识出现在学生面前，教师也可以教学实际需求为依据将智能手机优势充分发挥，以此推动课堂教学效果的提升.分析现阶段手机中可运行的模拟实验在部分具备实验时间长、危险性高、实验仪器昂贵的实验中发挥着重要作用.

2 高中物理教学中智能手机应用策略

高中物理教学过程中，加速度为重要内容，此部分也为学生学习难点之处，针对此现象，教师可将智能手机应用至加速度测量中，以此帮助学生突破学习难点，掌握此部分知识，以此可在吸引学生课堂注意力的同时，提高课堂教学效率.高中物理教学过程中，教师可利用基于智能手机的传感器带领学生测量加速度，以此实现高中物理课堂的优化.

2.1 了解手机传感器

目前大部分智能手机中均安装加速度传感器，此为一款可测量并感知加速度的软件，可直接利用智能手机中与加速度传感器相关的应用软件，达到测量目的，具备简单、易于操作的优势，借助此软件的应用可帮助学生对于自由落体运动加速度形成直观、形象的认知.智能手机中所设置的加速度计为微小电子机械振动系统(Micro Electro Mechanical Systems简称MEMS)，此为一种振动结构，因外界加速度将会对结构振动特性产生影响，以此为依据完成加速度的测量.以本质角度而言，利用基于手机传感器的加速度测量计完成加速度的测量，实则为借助测量力的方式达成加速度测量目标，测量原理可抽象描述为“弹簧重物模型”(见图1).

图1

此重物模型由x轴、y轴、z轴3组弹簧完成加速度的测量，此加速度计以手机内部重物所受到合力的测量作为主要依据，判断加速度，若手机借助图2方式界定x轴、y轴、z轴方向，水平放置时，水平桌面、手机背面相接触，内部弹簧重物模型如图1甲所示，竖直z轴方向重物压缩弹簧，以胡克定理、牛顿第二定律可计算出z轴方向重物加速度，z轴加速度大小即为重力加速度，处于水平面x轴、y轴方向内部系统中的弹簧形变，△x=x2-x1=0，△y=y1-y2=0，则ax=0,ay=0.

图2

2.2 了解自由落体加速度

分析传统教学活动中，由于实验条件受限，教师难以对短时间内迅速运动物体加速度变化向学生演示，大部分教师在教学过程中仅带领学生在脑海中想象电梯情景.随后，教师再带领学生通过分析物体受力的方式，获得完全失重此结论，此教学方式难以帮助学生对于此方面知识形成全面认知，化解教学难点.分析戴尔所提出的经验之塔理论认为，教育需将具体经验作为着手点，再逐步引导学生进入有效、抽象的学习活动中，在此过程中需将具体经验作为学习活动的推进之路.

2.3 精心设计物理实验

分析物理学科知识发现，均以实验作为基础，而针对难以演示的现象，教师可将智能手机应用至课堂教学活动中，帮助学生对于难以理解之处形成清晰认知，并掌握此部分知识.教师在教学过程中，可通过智能手机加速度计的应用，带领学生对物体在极短时间内自由落体运动加以观察，教师主要可通过如下几方面展开教学活动：教师在教学过程中，可先带领学生以水平方向持有手机，打开传感器加速度计，以此为依据记录数据，实验过程中，为避免手机摔到地上导致手机损坏，在手机下落位置应放置海绵.教师在带领学生展开实验活动前，应重视传感器更新间隔的调节，将间隔时间调整为“很快”，随后向下放下手机，分析手机自由下落所获得的加速度曲线图，将手机中所记录数据上传至电脑端.

2.4 拓展学生知识视野

国外学者借助智能手机内置的加速度传感器，研究单摆运动.实验过程中，将手机作为摆球，通过SPARKvue软件的应用连接手机，由此收获加速度时间图像，并将两个相邻最大值或最小值的时间间隔作为摆动周期，此也为最早利用智能手机对重力加速度展开测量的实验，为后续诸多学者利用智能手机测量重力加速度多种研究的展开创造良好条件.还有学者在研究过程中，借助智能手机中所设置的磁传感器、光传感器，对单摆运动周期加以测量，具备操作简单及数据采集方便的优势.此外，还有学者利用智能手机门铃报警系统对重力加速度展开测量，将门铃音频信号作为时间序列记录，以此对振荡周期加以测量，从而对重力加速度予以明确.也有学者利用智能手机磁传感器对弹簧劲度系数加以测量，并利用多种方式处理数据，均收获良好实验效果.

综上所述，教师在高中物理课堂教学活动中，需借助现代化教学手段的应用，丰富高中物理课堂教学.同时，教师还应以学生学习需求、学习特点为依据设计多样化的教学活动.针对物理学科而言，实验为重要构成部分.因此，教师便可将智能手机应用至物理实验中，将智能手机优势充分发挥，帮助学生通过亲身实验的方式认知加速度此部分物理知识，提高学生物理学科学习能力.