利用“云技術”開展高中物理實驗教學研究

符越

【摘要】“云技術”是廣域網中一種信息集成技術手段，應用于高中物理教學能夠為師生們提供海量的教學、習題資源，但與實驗教學相結合仍在探索當中，其所衍生出的微課、仿真模擬實驗等教學模式、方法有利于優化高中物理實驗教學，提高學生的解題效率.

【關鍵詞】信息技術；高中物理；實驗教學

1 云技術手段與高中物理實驗教學整合的教學形態

1.1 微課模式

微課模式在新課程改革背景下已經在教育界廣為推廣，是與課堂教學深度融合的一種信息技術手段.微課模式的優勢是教學資源豐富，能夠幫助師生獲得傳統教學手段難以獲得的教學資源，但在高中物理的實驗教學中，微課模式雖然能夠在一定程度上擺脫對實驗室及實驗設備的依賴，但仍然止步于演示教學，學生只能看，不能動手.

1.2 仿真模擬實驗

仿真模擬實驗依托于現代教學軟件和flash技術，能夠為微課模式注入全新的實驗內容，學生可以依賴微機、手機APP模擬動手操作實驗流程.眾所周知，學生課時緊張、學習壓力大，依托實驗室開展實驗教學存在實實在在的難度，對于學校實驗基礎設施建設的要求也較高，因此仿真模擬實驗在當前高中物理實驗教學中起到了一定的彌補效應，不可或缺.

2 物理仿真實驗教學下的實驗題型

此種題型通常是動態題型，先給出靜態圖示1～2張，在實際題型設計中卻要求學生在實驗操作條件下進行求解.由于紙面上無法動手操作的限制，學生必須對實驗步驟非常熟悉，以往學生不注重物理實驗，導致學生在解答此種題型時耗時長、失分.而在物理仿真實驗軟件運用中學生可以耗時短、更方便地研究此類問題.

例1 ?如圖1所示，簡易歐姆表示意圖中電流表的滿偏電流IR=300μA，內阻Rg=100 Ω，可變電阻R最大阻值為10 kΩ，電池電動勢E=1.5 V，內阻r=0.5 Ω.

（1）連接接線柱A的表筆為?? 色；

（2）按正確方法測量電阻Rx阻值，指針指向刻度盤正中央時其值為?? kΩ；

（3）該歐姆表使用一段時間后內阻變大，電動勢能減弱，但可調零，此時再次按正確方法測量電阻Rx的阻值，結果比原來（? ）

（A）變大.? （B）變小.? （C）不變.

解析

（1）此題為由淺入深的題型，第一小題送分，列出歐姆表的原理圖，因此學生很容易看出其電流方向應是從正極進入，負極流出，因此與接線柱A相連的表筆顏色應是紅色；

（2）考查歐姆定律基礎知識，學生在仿真模擬實驗都按正確方法正確測量過電阻，可知該題兩表筆相連時有Rx=0，此時電流表調制滿偏電流Ig，設此時歐姆表內阻R內滿足關系Ig=ER內，得R內=EIg=5kΩ，當指針指在刻度盤正中央時，滿足關系I=Ig2，得Ig2=ER內+Rx，代入數值可解得Rx=R=5kΩ；

（3）此小題涉及實驗操作流程，依題條件可斷定仿真模擬實驗中重新調零后滿偏電流Ig不變，仍滿足關系Ig=ER內，內阻R內應下調，此時，電阻待測量值與電流表示數關系為I=ER內+Rx=IgR內R內+Rx=Ig1+RxR內，可知當R內變小時，I也隨之變小，因此指針應向左偏移，歐姆表相應的示數應增大，選（A）.

小結

仿真模擬實驗的優勢在于節省學生在動手操作中浪費的學習時間，學生更熟悉視覺上、紙面上的“動手過程”.信息技術的實驗是動態過程，而落到試題、紙面上則只有靜態可視圖，學生必須將靜態圖與實際實驗操作的動態過程互相整合，這是解題的重點也是難點.如果學生能夠直連曾經在仿真模擬演示實驗中的流程，可以直接作答而節省答題時間.

3 物理微課模式下的實驗題型

當前高中物理實驗教學以微課為主要教學模式，微課以開展模擬實驗、演示實驗等教學手段為主，減去了實物實驗的繁瑣和混亂，提高了實驗教學效率，因此當前許多高中物理實驗題型中，也針對了微課模式設計了實驗題型，例如讀刻度、參數、作圖等，將實物實驗與微課實驗的距離拉近.微課上的模擬實驗具有互聯網資源優勢，有利于教師在教學中直接引入圖示對概念、公式進行講解，也自然而然地帶出了解題思路和解題方法，有利于學生參照、模仿，提高解題效果.

例2 伏安法測電阻實驗過程中某自主實驗小組成員應用內接法和外接法時都觀察到了一定的系統誤差，初步判斷為來自電壓表、電流表的內阻影響，因此組員們為了減少系統誤差設計了如圖2的電路圖.

（1）完成測量操作并敘述觀察結果：

第一步：先將滑動變阻器R2的滑動觸頭調到最左邊，將電鍵S2合向a，然后閉合電鍵S1并調節滑動變阻器R1和R2，使電壓表、電流表的示數U1，I1增大并穩定后讀出示數.

第二步：保持滑動變阻器R1和R2滑動觸頭不變?? .

（2）根據實驗記錄寫出被測電阻Rx的表達式?? .

（3）根據實驗原理圖連接實物圖.

解析

（1）如題要求，將S2合向b，讀出U2、I2的示數.

（2）當S2合向a時可得Rx+RA+R1=U1I1，當S2合向b時可得RA+R1=U2I2，由此可解得Rx=U1I1-U2I2.

（3）此題為作圖題，聯系到日常的微課教學，模擬實驗常常在教學中率先開展，因此在這種題型中，先畫圖能夠喚醒學生在微課實驗教學情境中獲取的經驗、記憶，起到激發學生解題靈感的作用.

小結

學生從畫圖解題入手這種題型有利于導入實驗情境，在解題時自動將新舊知識之間形成思維路徑，一般情況下繪圖成功時，學生的解題思路也形成了.例如在上述題型的第（3）問中，遇到此種將畫圖問題置于最后的題型設計，筆者強烈建議學生在應對此類高中物理實驗題時，強烈建議學生先畫圖.

4 結語

實驗教學是提升高中物理教學質量的關鍵所在，通過借助現代化云技術方式，能夠加深學生對知識的理解和掌握，提高課堂教學質量.

參考文獻：

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