【摘要】科技的發(fā)展帶來生活方式的改變，也帶來了教學(xué)模式的變革。善用信息技術(shù)，可以使課堂教學(xué)更加生動化、多元化，使高中物理的教學(xué)更加精彩紛呈。文章以三個案例分享信息技術(shù)應(yīng)用的一些心得體會。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)? 高中物理? 教學(xué)策略

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）39-0060-02

“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化”是國家教育改革和發(fā)展規(guī)劃中明確提出的綱領(lǐng)化要求。隨著信息技術(shù)2.0的開展，越來越多的信息化工具、軟件被教師所熟知、認(rèn)可，現(xiàn)代化信息技術(shù)正在為教學(xué)模式帶來一場深刻的變革。

信息技術(shù)手段，特別是計算機(jī)、手機(jī)提供的教學(xué)條件、實驗條件可以在高中物理教學(xué)中加大實驗比重，優(yōu)化實驗現(xiàn)象，突出實驗結(jié)果，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)思考，培養(yǎng)創(chuàng)新精神與實踐能力有很好的推動作用，尤其是信息技術(shù)手段對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的優(yōu)化，可以很好地突破教學(xué)過程的重難點，“化虛為實”。筆者以自身教學(xué)過程中的一些案例，談?wù)勑畔⒓夹g(shù)應(yīng)用的心得。

案例一：Phyphox軟件與超、失重問題教學(xué)

超重與失重問題是生活中比較常見的一類問題，卻是學(xué)生理解上比較模糊的一塊知識點，屬于學(xué)生在學(xué)習(xí)了牛頓第二定律及第三定律后的實例應(yīng)用問題。這類問題的一個難點在于加速度與合力方向的理解。加速度在高中物理中屬于非常重要的概念之一，在分析超重與失重問題上，往往加速度的分析直接影響著整塊內(nèi)容的解答。解決這類問題中加速度的特點，可以嘗試?yán)肞hyphox軟件中的傳感器功能，利用Phyphox軟件中的圖像，很直觀地體現(xiàn)出來。

打開手機(jī)Phyphox軟件中的Acceleration（withoutg）功能，能夠發(fā)現(xiàn)該功能可以同時測量x、y、z三個方向上的加速度，并能夠以圖像形式顯示出大小變化。由于研究場景為電梯上升與下降過程，所以我們只需要研究豎直方向（即z方向，該方向定義豎直向下為正方向），實驗者拿著手機(jī)記錄電梯在上升與下降過程中的加速度變化如圖1和圖2。

圖1中顯示，電梯在上升過程中加速度先負(fù)后正，即加速度先向下后向上，表現(xiàn)出先超重后失重的特點

圖2中顯示，電梯在下降過程中，加速度先正后負(fù)，先失重后超重，且由圖中可以看出，加速度大小值約在0.5m/s2左右。

另外，在超重與失重這節(jié)課后面，還可以讓學(xué)生現(xiàn)場分析下蹲和起立的過程中超、失重問題，現(xiàn)場驗證。

采用同樣方法，記錄先下蹲后起立過程的圖像，如圖3?？梢钥闯?，下蹲過程（圖中用下劃線標(biāo)注部分）加速度先正后負(fù)，先失重后超重;而起立過程（圖中未劃線部分），加速度先負(fù)后正，先超重后失重。

這兩個小實驗中，既強(qiáng)化了學(xué)生對加速度的矢量性分析，也可以清晰感受到生活實例中的加速度變化，這種新穎、直觀的實驗?zāi)Ｊ?，可以幫助學(xué)生突破知識的難點，同時又提升學(xué)習(xí)的興趣及探究能力。

案例二：數(shù)字化信息系統(tǒng)與牛頓第二定律實驗

“探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系”作為必修一教材中的重要內(nèi)容，是一節(jié)典型的實驗探究課。但是如果利用傳統(tǒng)的打點計時器、紙帶等器材完成實驗，在平衡摩擦力以及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理上，將消耗大量的時間，無法在一節(jié)課的時間內(nèi)完成，很容易變成先講授知識，再驗證實驗，而不是探究實驗了。而采用數(shù)字化信息系統(tǒng)（DIS軟件），利用傳感器采集數(shù)據(jù)及計算機(jī)分析，不僅更高效，且數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)、結(jié)果更直觀（傳感器代替紙帶與打點計時器，減小了摩擦力對實驗數(shù)據(jù)的影響）。

第一步，按照傳統(tǒng)實驗方式調(diào)節(jié)、擺放好實驗儀器（不用連接打點計時器及紙帶），將位移傳感器接收端固定在導(dǎo)軌一側(cè)，將位移傳感器發(fā)射端固定在小車上，連接數(shù)據(jù)采集器通道。打開“DISLab軟件”進(jìn)入教材“專用軟件”界面中的實驗項目“牛頓第二定律”。在彈出窗口中，輸入實驗所用小車質(zhì)量及拉力值（砝碼和小桶的重力之和）。

第二步，開始正式實驗，打開小車上的位移傳感器發(fā)射端電源開關(guān)，點擊DIS軟件中“開始記錄”按鈕，釋放小車，小車開始運動;待小車停止后，點擊DIS軟件中“停止記錄”按鈕，拖動顯示窗口中的滾動條，將實驗獲得的v-t圖像顯示于中間區(qū)域，點擊“選擇區(qū)域”按鈕，選擇需要分析的一段v-t圖像，軟件自動算出加速度數(shù)值。

第三步，保持小車質(zhì)量不變，改變拉力，重復(fù)第二步步驟，至少獲得6組數(shù)據(jù)，點擊軟件中的“a-F圖像”按鈕，得到如圖4所示圖像，即得出：質(zhì)量一定時，加速度與拉力成正比。

在指導(dǎo)學(xué)生使用過一兩次后，就可以放手讓學(xué)生自行驗證，在拉力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系了。本實驗注意事項：不掛重物下先平衡摩擦力;砝碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量;位移傳感器接收端與發(fā)射端應(yīng)保證在同一水平面上。

相比于其他動畫實驗、“黑板實驗”，DIS實驗原理與傳統(tǒng)實驗原理相同，更加易于接收，且數(shù)據(jù)更精確，結(jié)果更直觀，效率大大提高，學(xué)生在課堂上容易獲得實驗結(jié)果，可以極大鼓舞他們的實驗探究之心，增加學(xué)習(xí)動力。

案例三：虛擬實驗室與測量電源電動勢及內(nèi)阻實驗

不同于一般的動畫實驗，中央電教館的虛擬實驗室提供了3D、VR實驗等更加真實的實驗素材，且包含了初中到高中的物理、化學(xué)、生物等主流實驗，不僅方便了教師的備課，且當(dāng)疫情影響時，對線上教學(xué)需要用到實驗的課程起到了很大的幫助，甚至于學(xué)生可以自己動手進(jìn)行更多方式的實驗探究與驗證，操作上也極為簡單。筆者以自己的一堂《實驗：測量電源電動勢和內(nèi)阻》的公開課為例，簡單介紹下該系統(tǒng)。

打開中央電教館虛擬實驗室網(wǎng)站，點擊“高中物理實驗”，選擇“測量電源電動勢和內(nèi)阻”章節(jié)，進(jìn)入系統(tǒng)后可以發(fā)現(xiàn)，該章節(jié)提供了三種方法進(jìn)行實驗，分別是“伏安法”“伏阻法”“安阻法”，選擇需要的測量方法，點擊“實驗步驟”“知識點”等，可以自行了解實驗基本操作與注意事項，選擇合適的實驗器材，按電路圖連線，進(jìn)行實驗。實驗時，電源電動勢及內(nèi)阻、滑動變阻器等均可以調(diào)節(jié)，電流表及電壓表可設(shè)定有無內(nèi)阻模式，當(dāng)實驗出現(xiàn)問題時，電路中相對應(yīng)的原件會燒壞，以便提醒操作者。點擊電壓表及電流表，將電表讀書放大，以便觀察。在實驗中移動滑動變阻器，記錄六組數(shù)據(jù)，點擊“數(shù)據(jù)”，在彈出的表格中填入對應(yīng)的六組數(shù)據(jù)值，點擊計算圖標(biāo)，系統(tǒng)自動生成三組E和r的值，并求出E和r的平均值，接著點擊圖像按鈕，系統(tǒng)生成U-I圖像，根據(jù)圖像可利用圖像法的相關(guān)知識求解E和r的值，比較計算法及圖像法，發(fā)現(xiàn)圖像法求出的E和r的數(shù)據(jù)更加接近預(yù)設(shè)值，更準(zhǔn)確。然后就可以布置同學(xué)自己動手進(jìn)行“伏安法”實驗，課后拓展內(nèi)容可以布置學(xué)生自行研究“伏阻法”及“安阻法”的相關(guān)實驗。

通過以上過程可以看出，虛擬實驗室基本包含了課堂需要強(qiáng)調(diào)的重點內(nèi)容及拓展內(nèi)容，且實驗要求低，只需要有能連上網(wǎng)的電腦就行，真正實現(xiàn)了居家就可以實驗的條件，學(xué)生可以隨時隨地操作。

信息技術(shù)在教學(xué)中的出現(xiàn)與發(fā)展，帶來的既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，當(dāng)我們帶著友好的態(tài)度去接納它時，或許它帶給我們的幫助也將是巨大的。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣濤.信息技術(shù)與高中物理教學(xué)的深度融合策略[J].中小學(xué)電教（教學(xué)），2021（5）：23-24.

[2]孔祥勝.信息技術(shù)在物理實驗的教學(xué)實踐[J].電子技術(shù)，2020，49（8）：154-155.

作者簡介：

陳暉（1988年-），男，福建寧德人，中學(xué)物理一級教師，從事高中物理教學(xué)及研究。