智能手机在中学物理教学中的技术应用||实验研究
智能手机在中学物理教学中的技术应用
河南省洛阳市第四十九中学
摘 要： 伴随着智能手机功能的不断完善和移动通信技术的发展, 与教学相关的手机应用大量涌现, 以智能手机为代表的移动学习时代已经到来.把智能手机引入物理教学, 不但能够引导学生依托手机应用验证物理结论, 利用碎片时间查阅科技资讯, 有效改善初中物理课堂的生态环境, 而且可以依托智能手机尝试开展“翻转课堂”模式的教学实践, 在教育信息化的浪潮中更好地实践教育理想.
关键词： 智能手机; 中学物理; 手机应用;
智能手机在学生群体中的普及程度不断提升, 与教学相关的手机应用大量涌现, 现代通信技术的发展让移动学习的梦想成为现实.把智能手机引入物理教学, 引导学生通过应用程序验证物理结论, 利用碎片时间查阅科技资讯, 拓展视野, 巩固基础知识, 使手机成为学习物理知识的神兵利器.
1巧用各类应用助力课堂教学
利用第三方管理工具, 可以轻松地管理、维护智能手机并完成各类应用的搜索与安装.下面就以“91手机助手”在安卓系统手机上的应用为例, 介绍具体使用方法.
安装“91手机助手”PC版后, 通过数据线或Wi Fi将智能手机与电脑相连, 手机助手会自动识别智能手机, 用鼠标单击界面顶部的“软件游戏”按钮即可进入应用管理界面, 在这里我们可以看到已经安装的各种应用信息, 选中某项应用后, 在右侧的界面里不但可以查看该应用的详细信息, 系统还会智能推荐与该应用相关的其他应用.单击界面左侧“网络资源”标签下的“软件宝库”选项, 进入软件界面后, 在界面右上部的搜索框里输入所需应用的关键词, 即可迅速找到与此相关的手机应用, 单击所需应用右侧的“一键安装”按钮, 手机助手会自动完成该程序的下载与安装, 本文所介绍的各种应用程序就是这样搜索并安装的.
1.1使用秒表实现高度精准的计时
初中物理引言部分介绍了伽利略对摆动的研究, 在研究过程中需要挑选轻重不同的石块制作单摆, 以研究摆的周期跟摆绳长度、摆球质量之间的关系.在测量摆的周期时, 固然可以通过测量多次摆动求平均值的方式减小误差, 但选择更加精确的计时工具, 无疑也是很重要的.Android系统自带的秒表就是精准的计时工具, 用手指点触“时钟”图标后, 再点触秒表按钮进入秒表界面, 单击“开始”按钮即可计时.
这款秒表的精确度可达0.01秒, 如果需要更高精度的话, 可以搜索并下载其他秒表程序, 让精度达到0.001秒, 这样的精度, 完全可以满足测量速度的计时需求, 即使用在学校的运动会上, 测量100米决赛的成绩也没有问题.
1.2使用超级工具箱 (Smart tools) 研究声音的产生
声音是由发声体的振动产生的, 这一结论可以利用身边的器材通过简单的实验进行验证, 例如:拿起一个盛有小半瓶水的矿泉水瓶, 用手指弹瓶子, 瓶子 (固体) 振动可以发出声音;用力摇晃可以听到哗哗的水声, 证明水 (液体) 振动可以发出声音;用嘴对着瓶口吹气, 会引起空气振动发出声音.
我们也可以使用超级工具箱 (Smart tools) 来研究声音的产生, 将手机置于桌面, 运行超级工具箱, 用手指点触“振动”选项后, 拿起铅笔用不同的力度敲击桌面, 即可记录桌面振动随时间变化的图像 (如图1) , 引导学生对图像进行分析, 不难发现声音是由物体的振动产生的, 物体的振幅越大, 响度越大.
图1
1.3利用示波器 (Oscilloscope) 程序研究影响音调高低的因素
在《声现象》的教学中, 示波器是一种重要的演示仪器.不过, 真实的示波器较为笨重, 不但需要电源、麦克风等辅助设备, 操作烦琐, 而且其显示屏尺寸小, 学生不易观察.利用一款名为“示波器”的手机应用软件则可以解决问题 (如图2) .让学生利用智能手机开展简单有趣的探究活动:准备一把梳子和一块硬纸片, 运行示波器程序, 让硬纸片以不同的速度滑过梳齿, 分析波形, 即可发现声源振动的频率越高, 所发出的声音音调越高;请两位同学分别模拟老牛低沉的吼叫声和和雄鸡嘹亮的报晓声, 比较波形不难发现雄鸡打鸣时的音调较高;让不同的学生面对手机麦克风发出同样的“3”音, 比较波形可以看出音色的不同.利用示波器程序还可以直观呈现出乐音和噪音的波形, 使学生真切地感受到两者的不同.
图2
1.4利用分贝计软件研究环境噪声
在闹市里经常可以看到噪声监控装置, 分贝计程序不但能够适时监测环境噪声 (如图3) , 还能够绘制出噪声强弱随时间变化的图像, 使学生对噪声值有更加感性的认识.引导学生使用分贝计监控教室周边环境噪声状况, 分析噪声产生的原因, 探讨减弱噪声的方法, 对于增强学生的环保意识将会起到积极的作用.
图3
利用这款应用软件, 也可以研究响度大小跟声源到人耳的距离之间的关系.只需手持手机逐渐靠近一个稳定的发声体, 分析声音的强度随时间变化的图像, 不难发现声源到人耳的距离越近, 声音的响度越大.
1.5利用Noreal物理实验室程序开展仿真实验探究
Noreal物理实验室是一款具有较强交互性的物理仿真实验程序, 运行程序后, 默认进入“经典实验”模块, 用手指点触相应的章节进入实验界面后, 点触“开始”按钮即可开始实验, 以研究投影仪的成像为例, 按照提示完成实验器材的组装后, 可以看到如图4所示的实验效果.如果用手指点触“DIY实验”按钮, 可以从右侧的器材库里选择器材自行开展实验探究.
图4
1.6利用高考物理专题汇编等应用程序复习备考
引导学生依托初中物理知识点总结 (如图5) 、高考物理专题汇编 (如图6) 、高考备考题库等应用, 可以随时查看章节知识、基础题库和高考真题, 随时随地利用碎片化的时间开展有效学习, 俗话说聚沙成塔, 集腋成裘, 长期坚持必将受益无穷.
图5
图6
2利用智能手机改善中学物理教学生态
笔者所在学校已经实现高速Wi Fi全覆盖, 师生随时随地都可以通过无线网络获取所需资源.纳米技术、超声、次声、红外线、紫外线、超导现象等知识对学生有着巨大的吸引力, 但教材对于上述知识的介绍却很浅显, 如果引导学生通过无线网络“百度”相关信息 (如图7) , 无疑能够深化对上述知识的认识.依托优酷客户端等应用, 我们也可以随时搜索与物理教学相关的资讯, 例如在研究能源与可持续发展时, 学生对于核能发电、风力发电和潮汐发电缺乏直观了解, 教师可以引导学生通过优酷搜索相关视频, 以获取更加感性的认识.
图7
3依托智能手机尝试推进物理教学改革
依托智能手机可以轻松实现师生之间、家校之间网络化、即时性的交流, 这种广泛的参与性、立体的交互性将使学习过程变得更加有趣、富有深度, 能够更好地培养学生的信息收集加工能力、思考表达能力、合作意识和创新精神.2013年9月, 国内首家以“研究与开发基础教育、教师教育慕课, 并推动慕课在各领域高质量实施”为宗旨的华东师范大学慕课中心 (网址:http://www.c20.org.cn/) 宣告成立.互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用, 使“翻转课堂” (TheFlippedClassroom) 教学模式变得可行和现实, 学生不再单纯依赖老师去教授知识, 他们可以通过互联网去使用优质的教育资源, 利用空余时间完成知识的学习, 课堂则变成了师生之间、同学之间互动的场所, 包括答疑解惑、知识的运用等.课堂和老师的角色发生了变化, 老师更多的责任是去解答学生遇到的疑难, 引导学生去运用知识.
图8
部分地区中学生拥有智能手机的比例已经超过90%, 依托智能手机尝试开展“翻转课堂”模式的教学实验已经具备现实的基础.安装并运行优酷客户端以后, 点触界面上部的“频道分类”标签, 点触“教育”图标, 进入“教育”版块, 用手指拔动顶部的分类标签, 在“终身课堂”标签下找到“教辅公开课”栏目里的“初二物理”后, 点触图标即可播放相关视频, 点触视频界面下方的“选集”标签, 即可看到该系列视频的目录 (如图8) , 如果点触“缓存”标签, 则可将该视频下载保存在手机里, 随时调出学习.
4结语
人类社会发展的实践经验告诉我们, 教育只有与时俱进, 才能真正引领未来!如果说安卓系统是一条阳光大道的话, 优秀的手机应用就是一列列高速行驶的动车, 把我们带向五彩缤纷的未来.以智能手机为代表的移动终端必将引领教育教学的发展潮流, 借助于智能手机可以让任何人在任何时候获取他所需要的任何学习资源!以智能手机为代表的移动学习时代已经到来, 教育工作者应以敏锐的眼光把握未来教育发展的方向, 投入引领时代发展的潮流.