郭欽財

(珠海市第八中學(xué),廣東珠海 519000)

1 引言

演示實驗?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,但是中學(xué)物理實驗中有些演示實驗的可視性較差,如果作為學(xué)生實驗又會影響正常的教學(xué)進(jìn)度,如九年級中的力的作用效果,該實驗需要以俯視的角度來觀察,這樣可以更好的觀察,但是由于條件的限制,一般情況下只能夠前面的幾個學(xué)生觀察到,達(dá)不到全部學(xué)生自主觀察實驗的目的.而利用實物投影儀,本身實驗儀器比較笨重,在演示過程中很不方便,所以有一部分教師貪圖方便,演示實驗應(yīng)付了事,因此攝像頭在這方面的一些優(yōu)點就顯示出來了.

攝像頭是一種利用光電技術(shù)采集影像的數(shù)字視頻輸入設(shè)備.它配合個人電腦,可以把外界的動態(tài)影像輸入到電腦上,并通過投影設(shè)備把影像投射到屏幕上.攝像頭的作用類同人的眼睛,負(fù)責(zé)接受外界的影像信息進(jìn)行傳輸.

攝像頭具有如下特點:(1)體積小.現(xiàn)在一般的攝像頭都可以達(dá)到拇指大小,攜帶起來非常方便;(2)分辨率高.攝像頭的像素130萬,可以拍攝到較清晰的影像;(3)動態(tài)好.幀頻最大可達(dá)30幀/秒,可以觀察到比較流暢的畫面;(4)焦距短.拍攝距離可以從2 cm到無窮遠(yuǎn),并可以手動調(diào)焦;(5)使用方便.把攝像頭連線插到電腦的USB接口上,配合多媒體就可以正常使用;(6)價格便宜.一般在30～100元之間.

攝像頭所具有的這些特點,使得它在物理演示實驗中進(jìn)行廣泛應(yīng)用成為可能,在物理實驗中發(fā)揮其重要的作用.

2 教學(xué)中的應(yīng)用

(1)改變實驗觀察角度,提高實驗的可視性

案例1.在研究通電直導(dǎo)線的磁場時,直導(dǎo)線豎直放置,小磁針只能在同一水平面上均勻置于導(dǎo)線周圍.這個實驗要求我們較近距離地俯視觀察,對于課堂上大多數(shù)學(xué)生是很難直接觀察到的.但如果我們在小磁針的正上方放置一攝像頭,把實驗現(xiàn)象投影到屏幕上,那么困難就迎刃而解了.

案例2.在研究力的作用效果,如圖1同樣以俯視的角度來觀察實驗效果最為明顯.實驗的時候可以將攝像頭對準(zhǔn)斜面,接著調(diào)整斜面的高度(為了保證小球的運動方向可以將斜面改成管子),讓小球運動的速度不要太快,在沒有放磁鐵的時候小球的運動軌跡是直線的,為了和放磁鐵后的小球軌跡做比較,可以先畫出一條直線來表示不受力情況下的運動軌跡,再通過攝像頭將實驗細(xì)節(jié)放大到屏幕,解決了原有實驗細(xì)節(jié)上的不足,原來只有少數(shù)學(xué)生看得清楚,現(xiàn)在投影到大屏幕上面,有助于全班學(xué)生觀察和分析,增加了學(xué)生的感性認(rèn)識,達(dá)到了我們的實驗?zāi)康?

圖1

案例3.同樣在研究二力平衡的時候,如果按照傳統(tǒng)的實驗條件,如圖2所示,學(xué)生可以觀察到二力在同一直線上的情況,但是二力不在同一直線上的情況就比較難觀察,如果在上面加上攝像頭,力不在同一直線上的情形,學(xué)生就可以從大屏幕上觀察到小車轉(zhuǎn)動的情況.

圖2

(2)實現(xiàn)實驗動態(tài)分析,突破教學(xué)難點

案例1.教師在講授相對運動時,一般是通過引導(dǎo)學(xué)生回憶生活中有關(guān)相對運動的感性體驗去進(jìn)行講解,很少進(jìn)行演示實驗,但是僅僅讓學(xué)生回憶很難讓學(xué)生理解參照物這個抽象的概念.現(xiàn)在應(yīng)用攝像頭,可以輕易解決這一難題.

如圖3所示,兩平板車 A、B放在相隔一定距離又相互平行的導(dǎo)軌上,把一攝像頭固定在其中一平板車(設(shè)為 A車)上,使攝像頭能較好地“看到”B車,實驗時可以按這樣先后順序進(jìn)行:①觀察 A靜止,B運動時的情況;②觀察B靜止,A運動時的情況;③觀察 A、B同向運動,速度不相等時的情況;④觀察 A、B同向運動,速度相等時的情況.學(xué)生可清晰地看到實驗現(xiàn)象,更好地理解相對運動的知識.

(3)模擬人眼,激發(fā)學(xué)生興趣

八年級物理在講完探究凸透鏡成像的規(guī)律后,接著講眼睛和眼鏡這一節(jié),教師通常只能通過展示眼睛構(gòu)造模型及掛圖講解成像原理,而如何利用相應(yīng)的透鏡調(diào)節(jié)像在患病眼睛中的成像位置這一知識點相對來說比較抽象,可以利用攝像頭來模擬“患病的眼睛”,讓學(xué)生利用所學(xué)的知識來給“眼睛”配眼鏡,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能和提高學(xué)習(xí)物理的興趣.

圖3

為了與患病眼睛的成像效果形成對比,讓學(xué)生體會到保護(hù)眼睛的重要,可以先展示對焦時候的攝像頭,模擬正常眼睛看到的清晰景象.接著旋轉(zhuǎn)攝像頭前面的焦距調(diào)節(jié)鈕,調(diào)整攝像頭的焦距,制造出模糊的成像,模擬近視或者遠(yuǎn)視,再讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識,選擇合理的透鏡來矯正攝像頭的成像效果,也即是矯正“視力”.

3 總結(jié)

將攝像頭有機(jī)地應(yīng)用在課堂教學(xué)中,放大演示實驗細(xì)節(jié),展示演示實驗現(xiàn)象的動態(tài)過程,不僅提高了情景的真實性,而且強化了學(xué)生的感性認(rèn)識,培養(yǎng)了學(xué)生獲取、分析、加工和利用信息的知識和能力,同時也有效地優(yōu)化了課堂教學(xué),提高了課堂教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度.

1 沈蔡林.攝像頭和高中物理實驗的整合探討.物理教師,2009(6)

2 徐勝強.巧用普通攝像頭做好光學(xué)演示實驗.物理教學(xué)探討,2009(3).

3 陳澤武.巧用攝像頭破解演示實驗的難點.物理教學(xué)探討,2007(4)