智能設備助力現代化課堂
——探析智能手機在高中物理教學中的應用

陶善良

(江蘇省豐縣中學 221700)

科學技術高速發展背景下，要求教師在教學活動中需重視現代化教學設備的引入，并遵循與時俱進的理念，將現代化教學設備融入至物理課堂教學活動中，以此可在優化高中物理課堂教學活動的同時，提高課堂教學效率.加速度測量即為高中物理的教學難點，教師便可借助智能手機的應用輔助此部分教育活動展開，幫助學生對此的內容形成全面深刻的理解，提高課堂教學效率.

1 高中物理教學中智能手機應用價值

高中物理教學中應用智能手機價值主要體現在如下幾方面：

其一，優化高中物理課堂教學模式.智能手機與傳統教學設備相較而言，具備用戶個性化、可移動性、便于操作及便攜性等諸多優勢.伴隨智能手機成本日漸降低，加之中國智能手機行業繁榮發展，智能手機功能不斷強大，多種功能APP應運而生，并在教學實踐中得以廣泛應用.目前，智能手機已在學生群體中廣泛普及，且智能手機可與普通移動學習需求相契合，具備色彩豐富、畫面清晰、存儲量大及運行速度快等諸多優勢，使得智能手機在高中物理課堂中得以廣泛應用.現階段智能手機中可下載并運行多種教學軟件，且大部分軟件均為免費使用的，教師可以教學實際需求為依據自行下載.分析以往教學活動中，教師通常應用的教學方式為利用講臺前的電腦將電腦內容投影至大屏幕中，教師難以走下講臺，使得教師難以與學生展開溝通及互動，而智能手機具備易于操作及便于攜帶的優勢，則有助于教師走進學生，并與學生積極溝通互動，對學生學習情況加以全面觀察.

其二，實現創新意識、創新思維的激發.分析傳統物理教學活動發現，教師多以應試化教育理念作為主要指導理念，因此，使得教學過程中學生思維被固化，導致學生創新思維能力喪失，然而教師在教學過程中可借助智能手機的應用，引導學生找尋多元化答案，對學生創新意識、創新思維加以培養，促使學生可在正確與否中對科學真理加以探索.實際上，部分特定實驗器材學校難以完全配置，教學實踐中，教師多會由于器材等條件限制，難以幫助學生理解物理知識.針對此現象，教師可以智能手機作為支持，借助多渠道創新手段的應用，實現學生創新意識、創新思維的激發.

其三，有助于高中物理課堂教學趣味性的強化.分析高中學生物理學興趣較低的一項重要原因即在于物理知識具備較強抽象性，學生難以對物理學科中所描述的知識形成全面理解，特別遇到難以利用口頭語言描述的物理現象時，學生學習興趣尤為低下.然而，教師在教學過程中借助智能手機的應用，可增添課堂教學趣味性，吸引學生課堂注意力.智能手機成為教師展開物理教學活動的重要輔助工具，以此也可間接調動學生好奇心及求知欲，激發學生物理學科學習興趣，實現趣味高中物理課堂的打造.

其四，有助于課堂教學效果的提升.教師在教學過程中，借助智能手機的應用可以更為生動形象的方式將抽象的知識出現在學生面前，教師也可以教學實際需求為依據將智能手機優勢充分發揮，以此推動課堂教學效果的提升.分析現階段手機中可運行的模擬實驗在部分具備實驗時間長、危險性高、實驗儀器昂貴的實驗中發揮著重要作用.

2 高中物理教學中智能手機應用策略

高中物理教學過程中，加速度為重要內容，此部分也為學生學習難點之處，針對此現象，教師可將智能手機應用至加速度測量中，以此幫助學生突破學習難點，掌握此部分知識，以此可在吸引學生課堂注意力的同時，提高課堂教學效率.高中物理教學過程中，教師可利用基于智能手機的傳感器帶領學生測量加速度，以此實現高中物理課堂的優化.

2.1 了解手機傳感器

目前大部分智能手機中均安裝加速度傳感器，此為一款可測量并感知加速度的軟件，可直接利用智能手機中與加速度傳感器相關的應用軟件，達到測量目的，具備簡單、易于操作的優勢，借助此軟件的應用可幫助學生對于自由落體運動加速度形成直觀、形象的認知.智能手機中所設置的加速度計為微小電子機械振動系統(Micro Electro Mechanical Systems簡稱MEMS)，此為一種振動結構，因外界加速度將會對結構振動特性產生影響，以此為依據完成加速度的測量.以本質角度而言，利用基于手機傳感器的加速度測量計完成加速度的測量，實則為借助測量力的方式達成加速度測量目標，測量原理可抽象描述為“彈簧重物模型”(見圖1).

圖1

此重物模型由x軸、y軸、z軸3組彈簧完成加速度的測量，此加速度計以手機內部重物所受到合力的測量作為主要依據，判斷加速度，若手機借助圖2方式界定x軸、y軸、z軸方向，水平放置時，水平桌面、手機背面相接觸，內部彈簧重物模型如圖1甲所示，豎直z軸方向重物壓縮彈簧，以胡克定理、牛頓第二定律可計算出z軸方向重物加速度，z軸加速度大小即為重力加速度，處于水平面x軸、y軸方向內部系統中的彈簧形變，△x=x2-x1=0，△y=y1-y2=0，則ax=0,ay=0.

圖2

2.2 了解自由落體加速度

分析傳統教學活動中，由于實驗條件受限，教師難以對短時間內迅速運動物體加速度變化向學生演示，大部分教師在教學過程中僅帶領學生在腦海中想象電梯情景.隨后，教師再帶領學生通過分析物體受力的方式，獲得完全失重此結論，此教學方式難以幫助學生對于此方面知識形成全面認知，化解教學難點.分析戴爾所提出的經驗之塔理論認為，教育需將具體經驗作為著手點，再逐步引導學生進入有效、抽象的學習活動中，在此過程中需將具體經驗作為學習活動的推進之路.

2.3 精心設計物理實驗

分析物理學科知識發現，均以實驗作為基礎，而針對難以演示的現象，教師可將智能手機應用至課堂教學活動中，幫助學生對于難以理解之處形成清晰認知，并掌握此部分知識.教師在教學過程中，可通過智能手機加速度計的應用，帶領學生對物體在極短時間內自由落體運動加以觀察，教師主要可通過如下幾方面展開教學活動：教師在教學過程中，可先帶領學生以水平方向持有手機，打開傳感器加速度計，以此為依據記錄數據，實驗過程中，為避免手機摔到地上導致手機損壞，在手機下落位置應放置海綿.教師在帶領學生展開實驗活動前，應重視傳感器更新間隔的調節，將間隔時間調整為“很快”，隨后向下放下手機，分析手機自由下落所獲得的加速度曲線圖，將手機中所記錄數據上傳至電腦端.

2.4 拓展學生知識視野

國外學者借助智能手機內置的加速度傳感器，研究單擺運動.實驗過程中，將手機作為擺球，通過SPARKvue軟件的應用連接手機，由此收獲加速度時間圖像，并將兩個相鄰最大值或最小值的時間間隔作為擺動周期，此也為最早利用智能手機對重力加速度展開測量的實驗，為后續諸多學者利用智能手機測量重力加速度多種研究的展開創造良好條件.還有學者在研究過程中，借助智能手機中所設置的磁傳感器、光傳感器，對單擺運動周期加以測量，具備操作簡單及數據采集方便的優勢.此外，還有學者利用智能手機門鈴報警系統對重力加速度展開測量，將門鈴音頻信號作為時間序列記錄，以此對振蕩周期加以測量，從而對重力加速度予以明確.也有學者利用智能手機磁傳感器對彈簧勁度系數加以測量，并利用多種方式處理數據，均收獲良好實驗效果.

綜上所述，教師在高中物理課堂教學活動中，需借助現代化教學手段的應用，豐富高中物理課堂教學.同時，教師還應以學生學習需求、學習特點為依據設計多樣化的教學活動.針對物理學科而言，實驗為重要構成部分.因此，教師便可將智能手機應用至物理實驗中，將智能手機優勢充分發揮，幫助學生通過親身實驗的方式認知加速度此部分物理知識，提高學生物理學科學習能力.