基于智能手机软件提升物理实验教学有效性的实践研究

摘要：伴随着信息技术的发展，教育活动也面临着新机遇。将智能技术应用在各类教学活动中，可丰富教学内容与教学形式，更快更好地实现教学目标并达成核心素养的要求。以物理学科为例，最新颁布的物理课程标准明确提出了“将智能化软件应用在教学活动中”的要求，指明了新时期物理教学的改革方向。现行初中物理课程实验因素众多，依托智能软件开展实验教学，可让实验现象更直观、实验过程更可靠，激发学生自主探索与合作沟通的动力。本文以智能手机软件的应用为例，探索新时期初中物理实验教学的策略，凸显智能手机软件的应用有效性。

关键词：智能手机软件；初中物理实验教学；有效性

引言

新课改明文提出了智能技术在教学活动中的关键作用，教育信息化2.0行动计划中也有相关要求。实验教学是物理教学的核心，也是培养物理核心素养的重要途径。以智能手机技术为例，将其应用在初中物理实验教学中，可优化实验方案，提升实验成效并革新实验教学方法，培养学生的自主学习意识以及创新探究的动力，增强学生信息素养并助力学生的综合发展。

一、初中物理实验教学中应用智能手机软件的背景

最新颁布的物理课程标准中指明了多媒体软件对于物理教学的重要意义：依托多媒体软件可创设物理情境，让学生在形象化情境中深化理解。智能手机软件可充分利用手机中的传感器，在物理实验中的应用价值显著[1]。

二、基于智能手机软件提升初中物理实验教学实践策略

（一）借助压力传感器，探索压力奥秘

部分APP（phyphox）实现了“调节手机压力传感器”的功能，而压力传感器本质上也可以作为大气压计，应用在大气压强测定的相关实验中[2]。例如乘坐电梯时打开手机APP，可通过压力传感器获取大气压与高度关系的图像并得出结论，可明确每个楼层的具体大气压值。教师可让学生测定教学楼内各个楼层的压力值并列出表格，根据每层的层高以及大气压的变化，可计算楼层升高与大气压减小之间的数量关系，验证了教材中的结论。此类实验还可延伸到课外，通过登山中的大气压测量，根据数量关系可得出所在位置的高度。手机屏幕也可作为压力传感器，可测量物体对水平面的压强。将手机放置在密封袋中，向袋内充入气体后将其密封，手机压力传感器数值可直观反馈外部压强的变化。例如手机压力传感器显示为1035.314hPa，将菠萝放在袋子上，气压显示为1037.221hPa；将菠萝换成石榴后，气压显示为1038.187hPa，通过上述信息可计算菠萝、石榴对接触面的压强。在“气体流速与压强关系”实验中，使用吹风机对着手机吹风，记录吹风前、吹风后的大气压数值，并得出气体流速与压强的关系。压力传感器的应用，让智能手机化身为物理实验平台。学生随时随地都能参与物理实验、探索物理知识，体会到物理与日常生活的密切联系；同时发展了学生的信息素养，让学生主动探索手机更多功能在物理实验中的作用，为物理学习赋能。

（二）借助音频发生器，体会声音知识

手机APP中内置了音频发生器软件，可播放相同频率的声音，调节音量可体会音量大小，对声音的“响度”认识更直观[3]。针对“影响声音的响度因素”，可将乒乓球放在扬声器上；连接音响与手机蓝牙后，播放声音；然后调节音量并增加声音的响度，注意乒乓球的振动情况。探索“利用示波器研究响度”时，可连接APP和多媒体平台，选择同屏模块并敲击音叉，手机屏幕自动显示声音波形图，声波振幅与声音响度成正比。利用APP的截屏功能可获取不同响度的波形图，拼图处理后可形成响度不同、声音不同的波形图，分析图形的差异后可推导出“声音的响度与振幅成正比”。不难看出，APP的应用，让响度与振幅的关系更清晰。通过连接音响，让扬声器的振动可视化，带给学生直观感受并弥补教材实验的短板。通过引入示波器可直观获得波形，比较波形图可得到振幅与声音响度的关系。

（三）借助连拍功能，感受运动真谛

手机APP具有连拍功能，可拍摄某一类运动的逐帧图片，可应用在物体运动等诸多知识概念的教学活动中。以匀速直线运动、匀变速直线运动为例，利用连拍功能可拍摄一直运动的物体，然后修正处理数据并归纳实验结论，实验更快捷、精度更高。在“测量小车的速度”实验中，将小车从斜面上释放后，利用手机APP连拍功能可获得小车运动的电子照片，然后利用PS软件合成处理图片就能获取小车的频闪图片。计算机屏幕中可显示相等时间间隔下的位移图以及配套的点迹名称；然后根据比例以及手机连拍的曝光时间，可计算小车运行的速度。不难看出，手机软件的应用让运动过程更精细、更清晰，助力学生理解匀速直线运动、匀变速直线运动的内涵。

三、基于智能手机软件提升初中物理实验教学有效性总结

上述策略与案例中，智能手机均扮演关键角色。在实验教学中利用智能手机的连拍、探测传感等功能，可发挥手机拍摄精度与传感器探测的优势，助力学生在实验中理解物理概念并做到事半功倍。通过智能手机的连拍功能，可记录物体运动的轨迹；利用计算机处理分析数据，可深入理解概念。而且，智能手机易获得，意味着物理实验可有效延伸到日常生活。学生可基于实验教学成果，在课外进行自主纵深实验或者合作探索，打开了实验教学的空间，夯实了学生的学科素养乃至综合素养。

结束语

综上所述，将智能手机软件应用在初中阶段的物理实验教学中，可做到“透过现象看本质”，助力学生理解课程内容。智能手机软件下载与操作便捷，适用于教学活动；同时发挥智能手机自身的功能优势，让物理实验现象更加具体直观。需要注意的是，智能手机软件的应用，也对教师的“教”以及学生的“学”提出了新要求。教师应掌握“互联网+”理念内涵，主动接触并学习教育类APP的应用方法，还能在教学活动中加以运用，打造更灵活、更优质的物理实验课堂，落实新课改对实验教学以及信息化应用的相关要求。

参考文献：

[1]蒋玉芳. 课改背景下初中物理实验与信息技术的融合[J]. 中小学电教（教学）， 2024， （12）： 55-57.

[2]林均益. 利用虚拟实验助推初中物理实验教学[J]. 数理化解题研究， 2024， （32）： 94-96.

[3]黄云婷. 基于数字化技术的初中物理实验教学[J]. 亚太教育， 2024， （22）： 14-17.