利用“云技术”开展高中物理实验教学研究

符越

【摘要】“云技术”是广域网中一种信息集成技术手段，应用于高中物理教学能够为师生们提供海量的教学、习题资源，但与实验教学相结合仍在探索当中，其所衍生出的微课、仿真模拟实验等教学模式、方法有利于优化高中物理实验教学，提高学生的解题效率.

【关键词】信息技术；高中物理；实验教学

1 云技术手段与高中物理实验教学整合的教学形态

1.1 微课模式

微课模式在新课程改革背景下已经在教育界广为推广，是与课堂教学深度融合的一种信息技术手段.微课模式的优势是教学资源丰富，能够帮助师生获得传统教学手段难以获得的教学资源，但在高中物理的实验教学中，微课模式虽然能够在一定程度上摆脱对实验室及实验设备的依赖，但仍然止步于演示教学，学生只能看，不能动手.

1.2 仿真模拟实验

仿真模拟实验依托于现代教学软件和flash技术，能够为微课模式注入全新的实验内容，学生可以依赖微机、手机APP模拟动手操作实验流程.众所周知，学生课时紧张、学习压力大，依托实验室开展实验教学存在实实在在的难度，对于学校实验基础设施建设的要求也较高，因此仿真模拟实验在当前高中物理实验教学中起到了一定的弥补效应，不可或缺.

2 物理仿真实验教学下的实验题型

此种题型通常是动态题型，先给出静态图示1～2张，在实际题型设计中却要求学生在实验操作条件下进行求解.由于纸面上无法动手操作的限制，学生必须对实验步骤非常熟悉，以往学生不注重物理实验，导致学生在解答此种题型时耗时长、失分.而在物理仿真实验软件运用中学生可以耗时短、更方便地研究此类问题.

例1  如图1所示，简易欧姆表示意图中电流表的满偏电流IR=300μA，内阻Rg=100 Ω，可变电阻R最大阻值为10 kΩ，电池电动势E=1.5 V，内阻r=0.5 Ω.

（1）连接接线柱A的表笔为   色；

（2）按正确方法测量电阻Rx阻值，指针指向刻度盘正中央时其值为   kΩ；

（3）该欧姆表使用一段时间后内阻变大，电动势能减弱，但可调零，此时再次按正确方法测量电阻Rx的阻值，结果比原来（  ）

（A）变大.  （B）变小.  （C）不变.

解析

（1）此题为由浅入深的题型，第一小题送分，列出欧姆表的原理图，因此学生很容易看出其电流方向应是从正极进入，负极流出，因此与接线柱A相连的表笔颜色应是红色；

（2）考查欧姆定律基础知识，学生在仿真模拟实验都按正确方法正确测量过电阻，可知该题两表笔相连时有Rx=0，此时电流表调制满偏电流Ig，设此时欧姆表内阻R内满足关系Ig=ER内，得R内=EIg=5kΩ，当指针指在刻度盘正中央时，满足关系I=Ig2，得Ig2=ER内+Rx，代入数值可解得Rx=R=5kΩ；

（3）此小题涉及实验操作流程，依题条件可断定仿真模拟实验中重新调零后满偏电流Ig不变，仍满足关系Ig=ER内，内阻R内应下调，此时，电阻待测量值与电流表示数关系为I=ER内+Rx=IgR内R内+Rx=Ig1+RxR内，可知当R内变小时，I也随之变小，因此指针应向左偏移，欧姆表相应的示数应增大，选（A）.

小结

仿真模拟实验的优势在于节省学生在动手操作中浪费的学习时间，学生更熟悉视觉上、纸面上的“动手过程”.信息技术的实验是动态过程，而落到试题、纸面上则只有静态可视图，学生必须将静态图与实际实验操作的动态过程互相整合，这是解题的重点也是难点.如果学生能够直连曾经在仿真模拟演示实验中的流程，可以直接作答而节省答题时间.

3 物理微课模式下的实验题型

当前高中物理实验教学以微课为主要教学模式，微课以开展模拟实验、演示实验等教学手段为主，减去了实物实验的繁琐和混乱，提高了实验教学效率，因此当前许多高中物理实验题型中，也针对了微课模式设计了实验题型，例如读刻度、参数、作图等，将实物实验与微课实验的距离拉近.微课上的模拟实验具有互联网资源优势，有利于教师在教学中直接引入图示对概念、公式进行讲解，也自然而然地带出了解题思路和解题方法，有利于学生参照、模仿，提高解题效果.

例2 伏安法测电阻实验过程中某自主实验小组成员应用内接法和外接法时都观察到了一定的系统误差，初步判断为来自电压表、电流表的内阻影响，因此组员们为了减少系统误差设计了如图2的电路图.

（1）完成测量操作并叙述观察结果：

第一步：先将滑动变阻器R2的滑动触头调到最左边，将电键S2合向a，然后闭合电键S1并调节滑动变阻器R1和R2，使电压表、电流表的示数U1，I1增大并稳定后读出示数.

第二步：保持滑动变阻器R1和R2滑动触头不变   .

（2）根据实验记录写出被测电阻Rx的表达式   .

（3）根据实验原理图连接实物图.

解析

（1）如题要求，将S2合向b，读出U2、I2的示数.

（2）当S2合向a时可得Rx+RA+R1=U1I1，当S2合向b时可得RA+R1=U2I2，由此可解得Rx=U1I1-U2I2.

（3）此题为作图题，联系到日常的微课教学，模拟实验常常在教学中率先开展，因此在这种题型中，先画图能够唤醒学生在微课实验教学情境中获取的经验、记忆，起到激发学生解题灵感的作用.

小结

学生从画图解题入手这种题型有利于导入实验情境，在解题时自动将新旧知识之间形成思维路径，一般情况下绘图成功时，学生的解题思路也形成了.例如在上述题型的第（3）问中，遇到此种将画图问题置于最后的题型设计，笔者强烈建议学生在应对此类高中物理实验题时，强烈建议学生先画图.

4 结语

实验教学是提升高中物理教学质量的关键所在，通过借助现代化云技术方式，能够加深学生对知识的理解和掌握，提高课堂教学质量.

参考文献：

［1］方建平.信息技术与高中物理教学整合设计解析［J］.中国校外教育，2016（22）：162-163.

［2］王洪彬，贾洪声.高中物理实验教学知识结构模型的建构及教学优化策略［J］.学园，2023，16（36）：19-21.

［3］梁冲.高中物理解题思路例谈［J］.数理化解题研究，2023（33）：72-74.