引導學生用好手機　優化物理實驗教學

(江蘇省揚州梅嶺中學,江蘇　揚州　225000)

智能手機和人工智能的出現，對我們的教育產生重大的影響。過去一些由于缺乏實驗器材無法解決的物理難題，現在就會因為智能手機的普及而迎刃而解，比如以前的示波器實驗，需要專業儀器才能完成。現在由于有各種手機APP的模擬，學生在家就可以安全獨立地完成。當下基于大數據的智能軟件對于社會的影響是全方位的，作為一線教師應該意識到大數據引發的諸多變化，意識到智能時代正在改變教育，要主動擁抱和使用技術來優化教學過程。下面筆者將結合幾個典型案例，來談談智能手機對初中物理教學，尤其是對實驗教學的影響。

1　利用手機軟件優化“聲現象”實驗

蘇科版物理教材第一章“聲現象”安排了綜合實踐活動——“比較材料的隔聲性能”，這個實驗需要讓學生通過小組合作，比較棉花、棉布、報紙、錫箔紙、塑料袋、泡沫塑料等各種材料的隔聲性能。比較的方法是人從聲源處逐漸遠離，直至剛好聽不到聲音，記錄此時人到聲源的距離，通過比較距離的長短來反映材料的隔聲性能，距離越短，隔聲效果越好。

但學生在具體實驗過程中卻發現如下問題：(1) 實驗中要求的聲源是機械鬧鐘。而現在市場上的鬧鐘幾乎都是靜音鬧鐘，該鬧鐘發出的聲音都比較小，不大容易聽見。(2) 即便是同一個學生，采用同一種隔聲材料，用同樣的聲源,但是在不同的時間段去完成實驗，距離的遠近也是不一樣的。

在以往的傳統教學過程中，由于實驗器材的束縛，就會出現誤差很大的情況，所以把所有的測量誤差或者無法對比的實驗結果都歸因為實驗誤差，或者人的感覺不準確。在今年的教學中，筆者嘗試讓學生利用手機APP，看看在手機軟件的幫助下，學生能否做好這個實驗。結果是大大出乎筆者的意料，實驗探究中學生的主觀能動性得到了巨大的體現，在互助學習的模式下，幾乎每個學生都將實驗過程進行了優化，從而輕松地完成了實驗，并且都興趣高昂地完成了實驗報告。

學生的實驗主要是對兩個地方進行了改進，一是聲源，二是聲音大小的檢測。學生用手機APP“信號發生器”很好地解決了聲源的音量大小和穩定性的問題，該軟件如圖1a所示，聲音大小可調，而且穩定輸出。而用手機APP“分貝計”(如圖1b)，可以準確測出聲音的強弱，比原來比步數要準確，而且方便快捷，這樣大大激發了學生的探究熱情，學生不僅很快地比較了書上所列材料的隔聲能力，還主動添加了其他他們感興趣的材料進行比較，如運動耳機的隔音材料甚至枕頭！俄國文學泰斗托爾斯泰曾說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現實生活聯系最密切，在教學中應充分發揮物理學實驗的作用，把課本上的一些實驗進行合理改進、創新設計，讓學生積極參與，這樣可活躍課堂氣氛，也拉近了學生和物理的距離，進一步激發了學生的學習興趣，為學好物理打下良好基礎。

圖1

綜合實踐活動的后續影響就能更好地詮釋了上面這段話，在第一章“聲現象”的第二節，有一個關于聲音圖像的知識點：不同音色的聲源其波形圖是不一樣的。以往用常規的方法進行講解,學生對于這個知識點的理解就比較困難，即使用示波器進行展示，學生也只能生吞活剝地被動接受。但對于這批利用手機做過聲學實驗的學生來說，幾乎就沒有什么障礙。筆者在進行波形講解的過程中，剛剛引入波形圖這個概念，一個學生就主動站起來侃侃而談，并且還展示自己預先做好的PPT，上面有該學生自己所錄制的各種各樣的聲音的波形圖(如圖2)。筆者很好奇，就問該生是如何做到的。學生很得意地講：是上次下載手機APP過程中，發現可以下載其他類似的軟件。于是他下載后并積極進行嘗試，發現這個軟件有顯示聲音波形的功能，而他只需要截屏就可以。并且他從波形圖中發現當聲音變化的時候，波形也會相應改變。該生總結如下：“聲音大，波形就高，聲音越尖，波形越密，越好聽的聲音，波形圖就越復雜”。筆者不禁感慨萬千：這才是真正的探究！學生的這段話，雖然較為粗糙，其實他已經摸到了聲學中基頻的門檻了(聲音越好聽，波形越復雜)，一個簡單的手機軟件就可以把原來很枯燥的課堂變得如此生動有趣。

初中學生對生動形象的物理實驗普遍懷有好奇心和神秘感，合適的教學設計不僅能幫助學生理解和掌握知識，而且能激起學生的興趣，啟迪其思維，進行定向探究。引發新的問題從而培養學生的探究能力，探究能力是進一步學習和從事未來工作的一種必要能力，因為物理實驗是操作性和邏輯性很強的綜合訓練過程，因此，探究能力的形成不是一蹴而就，應在整個物理實驗教學中從不同角度有計劃地進行培養，不斷的優化。智能手機的引入就是一個很好的優化過程，利用智能手機的易用性、普及性，是物理實驗教學中新的切入點。

圖2

2　利用手機互動軟件，拓展學生交流的空間

筆者受到啟示后，開始在各個有可能的環節上嘗試利用智能手機。了解到現在學生幾乎都有QQ群，能否將QQ群的交流應用到物理教學上？筆者進行了嘗試。

蘇科版九年級第十三章有“自制水果電池”的綜合實踐活動，以往筆者將任務布置給學生，學生也就是簡單地做一做，甚至還有學生不做。今年，筆者布置任務時提出了挑戰性要求：比一比，哪一位同學做的水果電池的電壓最高。要求學生測出自制的水果電池電壓后，做成視頻上傳到QQ群中，全班比賽。一石激起千層浪，學生各顯神通，甚至有學生邀請了家長來幫忙。選擇了各種各樣的水果，最終獲勝的結果有點出乎意料。班上有位學生進行了多種嘗試，最后發現將西柚、檸檬、蘋果按照相等的配比榨成果汁。用這種果汁做成的水果電池電壓高達0.7V！而一般水果電池電壓在0.4V左右。要知道，這可是在初三，學生課業負擔非常大的情況下，為什么還能愿意花這么多的時間來完成這個實驗？其實背后有著深層次的原因。首先，QQ視頻有很強的即視性。后一個學生完全可以參照前個學生的步驟，然后在他的結果上進行優化。這個優化的過程就是利用現代傳媒技術進行的交流與合作、交流與評估的過程。這比以往在班級內同桌間互動或者同組之間互動更具有廣泛性和趣味性。其次，QQ視頻有很好的可重復性，一遍看不懂就再來一遍，而且不受時間、空間限制，這樣的交流互動比傳統的教學交流活動更加有效。而且讓筆者更受鼓舞的是原來一些比較害羞的、膽小的學生也敢于獨立完成實驗，并且在群里面進行展示。因為視頻錄制也可以反復嘗試，失敗了還可以再來，直到成功為止。這樣全面參與的互動交流結果，在以往傳統的教學模式下，是很難達到的。而最后一個想到用果汁的學生，就是在這一系列的優化因素影響下，想到了由水果到果汁的改變，其實這就是物理核心素養中科學思維以及實驗探究能力的培養。

3　結語

如今，學生使用互聯網搜索資料的速度遠超過教師和家長，獲得資料和信息更超越書本以及課堂上所能提供的范圍。物理實驗中思辨和討論的過程在這一背景下顯得尤為重要，應該引導學生強化分析、綜合運用網絡資源的能力，幫助他們在網絡資源的搜索和選取上更加得心應手。“智能時代”的到來正在以一種不可阻擋的態勢影響當下的教育生態，廣大教師應該順應形勢，借助“人工智能”的特性，優化教育教學行為。