浅谈融合信息技术的高中物理实验探究教学——Phyphox辅助真实情境下的实验课例探究

郑大超

（建瓯第一中学 福建 建瓯 353100）

引言

物理实验是高中物理教学中不可或缺的一环，通过实际操作和观察，学生能够深入理解物理理论知识，培养实验操作技能和科学思维能力。然而，传统的物理实验教学往往面临着一些挑战，如实验设备的限制、实验过程的复杂性以及对实验数据的分析和展示。为了克服这些问题，引入科技辅助教学已经成为一种不可忽视的趋势。Phyphox（Physical Phone Experiments）作为一种新兴的物理实验平台，将智能手机与物理实验相结合，为学生提供了更加便捷和灵活的物理实验教学方式。

1. Phyphox 物理实验平台的功能

在科技迅猛发展的今天，人们对于实验和创新的需求也越来越迫切。而Phyphox 物理实验平台的出现，无疑为大家提供了一个便捷高效的实验工具。Phyphox，全称Physics Phone Experiments，即物理手机实验平台，它将智能手机的功能与物理实验相结合，为广大科研爱好者和教育工作者带来了前所未有的便利。

首先，Phyphox 平台具备了丰富多样的实验功能。通过手机自带的各种传感器，如加速度计、陀螺仪、磁力计等，Phyphox 可以实现多种实验的测量和记录。无论是测量物体的重力加速度、角速度，还是探测磁场的强度和方向，都可以通过Phyphox 平台轻松实现[1]。这些实验功能的丰富性，为用户提供了广泛的应用领域，无论是学术研究、学校教学，还是科普普及，Phyphox 都能满足用户的需求。

其次，Phyphox 平台注重实验数据的处理和分析。在测量过程中，Phyphox 可以实时监测并记录各种传感器的数据，并将其以图像、曲线等形式直观呈现。同时，Phyphox 还具备数据处理和分析的功能，用户可以通过平台上的工具进行数据的处理、滤波、拟合等操作，从而获得更加准确和可靠的实验结果。这种强大的数据分析能力，为用户提供了更深入、更全面的探索空间，使得实验结果更具说服力和科学性。此外，Phyphox 平台还支持实验结果的分享与交流。用户可以将通过Phyphox 平台得到的实验数据保存为文件，便于后续的研究和分析。同时，Phyphox 还支持实验数据的导出和分享，用户可以将自己的实验结果通过邮件、社交媒体等方式与他人交流和讨论。这种开放性和互动性的设计，使得Phyphox 成为了一个真正的实验平台，让用户能够在更广阔的范围内与他人交流和合作，共同推动科学的发展。

2.高中物理实验教学中利用Phyphox 辅助真实情境的教学价值

2.1 有助于突破实验中时间和空间的限制

高中物理实验作为培养学生科学素养和实践能力的重要环节，传统上受到了时间和空间的制约。许多实验需要大量时间和复杂的设备，而学生们往往只能在有限的时间内进行简单的模拟。然而，随着科技的进步，一种名为Phyphox 的辅助工具应运而生，为学生们打开了突破时间和空间限制的大门。Phyphox 是一款基于智能手机的物理实验辅助应用，它利用手机内置的各种传感器，将科学实验与真实情境相结合，为学生们提供了一个全新的实验体验。不再受制于实验室的时间和空间限制，学生们可以随时随地进行各种实验，真实感受物理学的魅力。

首先，Phyphox 的应用范围非常广泛。传统的物理实验往往需要大量的设备和材料，而Phyphox 则将这些功能都集成在一个小小的手机中。无论是测量物体的质量、长度、温度，还是观察物体的运动、震动、声波，Phyphox 都能通过内置的传感器精确地记录下数据，并进行实时分析。这种直接观测的方式使学生们更加贴近实验的本质，更加深入地理解物理原理。

其次，Phyphox 的应用也非常灵活。学生们不再需要局限于实验室的环境，可以在任何地方进行实验。无论是在教室、操场，还是在家中、公园，只要带上手机，学生们就能够展开一场个性化的物理实验。这种灵活性不仅给予了学生们更大的自主性和创造性，也让实验变得更加有趣和生动。学生们可以通过比较不同地点的数据，发现物理世界的奥秘，思考实验结果背后的原因。此外，Phyphox 还具有实时数据记录和分享的功能，学生们可以将实验结果保存下来，并随时和同学、老师进行分享和讨论。这种互动的方式促进了学生之间的合作和交流，激发了学生对于物理实验的兴趣和好奇心。学生们可以共同研究一个问题，通过比较不同的数据，提出自己的观点和解释。这种互动式的学习模式不仅培养了学生的团队合作精神，也提高了学生的创新思维和问题解决能力。

2.2 有助于降低学生学习难度

首先，利用Phyphox 进行实验能够使学生们更加直观地感受到物理现象。以测量重力加速度为例，传统的实验往往需要使用复杂的仪器和设备，而Phyphox 则可以通过手机的加速度计实时测量物体的加速度。学生们只需将手机放置在自由下落的物体上，并使用Phyphox 进行数据采集，就能够轻松地获得准确的结果。这种直观的测量方式使学生们能够更加深入地理解重力加速度的概念，从而降低了学习的难度。

其次，Phyphox 的特点之一是能够模拟各种实验情境，为学生们提供更丰富的学习体验。传统的物理实验往往受到条件和设备的限制，而Phyphox 可以通过模拟实验场景，让学生在不同的条件下进行实验。例如，学生们可以利用Phyphox 模拟地球上不同位置的重力加速度，比较不同地区的实验结果，从而更好地理解重力加速度的变化规律。这种模拟实验的方式不仅能够帮助学生们理解物理概念，还能够培养学生的实验设计和数据分析能力。此外，Phyphox 还具有一定的个性化教学功能，能够根据学生的实际情况进行针对性的教学。通过对学生的实验数据进行分析，Phyphox可以给出相应的反馈和建议，帮助学生们更好地理解物理原理和实验结果。而且，Phyphox 还提供了一系列的实验指导和案例，供学生们参考和学习。通过个性化的学习支持，Phyphox 能够帮助学生们克服学习困难，提高学习效果。

3.高中物理实验教学中利用Phyphox 辅助真实情境的教学方法

3.1 引导学生观察实验过程

利用Phyphox 辅助真实情境的教学方法，为高中物理实验提供了全新的可能。通过实践与实验的结合，学生们能够在亲身参与中理解抽象的物理知识，培养实践能力和创新思维。Phyphox 的运用不仅仅开拓了教学的新途径，更为学生们打开了展望未来的科学之门[2]。

例如，“探究曲线运动速度方向”是高中物理教学中的一项重要内容。然而，传统的教学方式往往陷入了理论与实践的脱节，学生们往往难以将书本上的知识与真实的物理现象相结合。为了改善这一问题，教师们开始尝试利用现代科技辅助教学，其中一种引人注目的方法就是使用Phyphox 实验平台。在教学过程中，教师首先要为学生们介绍了曲线运动速度方向的基本概念。然后，引入Phyphox 实验平台，教师们以一组小球在曲线轨道上运动的实验为例，生动地演示了曲线运动中速度方向的变化。通过连接手机和传感器，Phyphox 可以实时地采集小球在运动过程中的加速度、速度等数据，并将其以图表的形式呈现给学生们。在实验中，学生们可以根据Phyphox 提供的数据，分析小球在不同位置的速度和加速度的变化。通过观察图表，学生可以发现小球在曲线轨道上速度方向的变化规律，进而理解曲线运动速度方向的本质。这种实践性的学习方式，不仅让学生们亲身参与到实验中，更能激发学生的好奇心和求知欲。除了实验演示，Phyphox 还可以通过手机摄像头，将实时视频投影到教室的大屏幕上。这样，学生们可以清晰地观察小球在曲线轨道上的运动过程，更好地理解速度方向的变化。同时，教师们还可以利用Phyphox 提供的数据处理功能，让学生们参与数据的分析与计算，进一步加深对曲线运动速度方向的理解。通过利用Phyphox 辅助实验，教学方法不仅能够增强学生们的实践能力，还能够提高学生对物理知识的理解和应用能力。这种探究式的教学方法，使学生们能够从传统的被动接受变为积极探索，通过实验来巩固和应用所学知识。同时，Phyphox 作为一种现代科技工具，更符合当代学生对于互动性和多样性的需求，激发了学生对物理学习的兴趣。当然，Phyphox 辅助教学只是一种探究曲线运动速度方向的方法之一，教师们在教学过程中还应该充分发挥自己的创造力和想象力，结合其他实验装置和教学手段，使教学更加多样化和生动化。只有在学生们积极参与、主动探索的氛围中，学生才能够真正理解和掌握曲线运动速度方向这一复杂的物理概念。

3.2 做好实验信息的记录

在高中物理教学中，教师们一直在探索着更加有效的教学方法，以激发学生对知识的兴趣和学习的动力，其中借助Phyphox 辅助在高中物理教学中发挥了重要的作用。它通过真实情境的引导和数据的直观观测，激发了学生们的学习兴趣和学习动力，并使得学生能够更好地理解和应用物理规律[3]。

例如，在讲解“惯性实验”时，在教学过程中，教师要引导学生们思考有关“惯性”的问题，如何用实验来验证这一现象。随后，学生们将利用Phyphox 软件，在教师的指导下进行实验操作。Phyphox 的便捷性和易操作性使得学生们能够迅速上手，从而更加专注于实验本身。接下来的实验过程中，学生们通过在手机上观测和记录数据，可以直观地看到实验物体的运动情况。通过这种真实情境的引导方式，学生们能够更好地理解“惯性”的概念，并且将所学的知识与实际操作相结合，更加深入地体会到物理规律的应用。除了直观的数据观测，Phyphox 还提供了一系列的分析工具。学生们可以利用这些工具，对实验数据进行处理和分析，从而进一步提炼物理规律。这种参与式的学习方式，让学生们在实验中不仅是观察者，更是探索者和思考者，激发了学生的学习兴趣和学习动力。与传统的实验教学相比，利用Phyphox 辅助的“惯性实验”教学方法具有明显的优势。首先，学生们可以通过手机实时观测实验数据，避免了传统实验中由于眼睛视线不准确或实验仪器误差导致的数据偏差。其次，Phyphox 的数据处理和分析工具使得学生们能够更好地理解实验结果，并从中总结出物理规律，提升了学生们的实验技能和科学素养。然而，教学方法的选择不仅仅是工具的使用，更关键的是教师的引导和指导。教师需要通过灵活运用Phyphox 辅助的教学方法，合理组织实验过程，引导学生进行有效的实验操作，帮助学生提出问题、思考问题、找寻问题的答案。只有在教师的精心引导下，学生们才能真正从“惯性实验”中获得知识的启迪与体验。

3.3 问题引导启发

在高中物理教学中，为了增强学生的实践能力和科学思维能力，教师们一直在探索着各种创新的教学方法。其中，利用Phyphox 辅助真实情境开展问题引导探究的教学方法正日益受到关注。学生更好地掌握知识和培养能力。在教学中运用Phyphox 辅助真实情境开展问题引导探究，更是一种新颖而高效的教学方法。Phyphox 是一款强大的物理实验辅助工具，它能够通过智能手机的传感器捕捉和分析物理实验中的数据，让学生能够亲自参与实验，并且能够更直观地观察和分析实验结果。在高中物理教学中，Phyphox 的应用为教师和学生提供了更多的可能性，使得教学更加生动有趣，也更贴近真实情境。

例如，在高中物理教学中“力的平行四边形定则”是一个相对抽象且难以理解的概念。学生们往往会感到困惑，无法真正理解力的平衡情况。然而，通过传统的讲授和书本解析，学生们可能难以形成深刻的印象和理解。而利用Phyphox 辅助真实情境开展问题引导探究的教学方法，则能够将学生置身于实际的物理实验环境中，通过亲身操作和观察，深入体验力的平行四边形定则的奥妙，从而深化学生的理解。在这种教学方法中，教师要利用Phyphox 这一物理实验软件，让学生亲自操作手机或平板电脑等设备，通过激活手机的各种传感器，获得与力相关的数据。在力的平行四边形定则的教学中，学生可以轻松通过该软件测量和记录各个力的大小和方向。学生们在实验中可以观察到数据的变化、力的合成和分解过程，从而深入理解力的平行四边形定则原理。而且，与传统的教学相比，Phyphox 能够以更直观的方式呈现数据和图像，让学生们更容易地理解和分析。同时，教师还可以设置一些问题，引导学生根据实验数据进行思考和分析。例如，教师可以询问学生在何种条件下会出现力的平衡，或者给出一些特定情境，让学生设计实验和解决问题。通过这种问题引导的方式，学生们能够主动思考，积极参与到实验和探究中，进一步提高学生的科学思维能力。此外，利用Phyphox 辅助的教学方法还能够培养学生的团队合作精神。在进行实验和解决问题的过程中，学生们需要相互交流、协作，并共同探索和解决困难。通过这种合作探究的方式，学生们能够培养出良好的团队合作能力和解决问题的能力。

结束语

Phyphox 作为一种创新的物理实验平台，为高中物理实验教学带来了许多便利和拓展的可能性。通过Phyphox 的应用，学生可以在真实情境下进行物理实验探究，提高学习兴趣，培养实验操作技能和数据分析能力。在未来的物理实验教学中，Phyphox 有着广阔的应用前景，将为学生提供更加丰富和有趣的学习体验。