基于信息化平台下创新型物理实验的开展
基于NOBOOK虚拟仿真平台的高中物理教学实践探究—以验证机械能守恒定律为例
基于NOBOOK虚拟仿真平台的高中物理教学实践探究—以验证机械能守恒定律为例摘要：数字化的虚拟实验平台能够有效解决传统实验中的某些不足，清晰呈现实现现象和实验数据。
本文以验证机械能守恒定律为例，NOBOOK（以下简称NB）虚拟实验平台为载体，旨在提高实验课教学效率，激发学生学习兴趣，培养学生创新能力，弥补传统实验的某些不足。
关键词：虚拟仿真实验；NOBOOK；高中物理；机械能守恒《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》中提出，要重视数字实验，创新实验方式，数字实验系统可以使很多难以测量或者实验精度较差的实验能够得以顺利进行。
学校要重视引导教师研究数字实验系统对传统实验的改进方法，研究数字实验系统的教学方式，促进教学手段与方式的现代化。
实验是物理教学中十分重要的一环，但由于部分偏远地区的学校资金不足，实验设备缺乏，或实验误差较大，很多老师以讲代做，导致学生不能很好的理解物理实验。
NB虚拟仿真实验能够模拟各个版本教材中的实验，也可以利用大量实验器材DIY实验，自主创建、组装实验，进行创新实验。
下面以“验证机械能守恒”为例，研讨虚拟仿真实验在教学中的实际应用。
1.NOBOOK虚拟实验平台简介NB物理虚拟实验平台是一款用于辅助中学物理教学的虚拟仿真软件，其中的仿真实验覆盖了中学所有版本教材中的所有实验，除了教材中的实验外，NB物理虚拟实验平台将中学实验分类为力学、光学、热学、电与磁等板块并支持自主DIY实验，操作简单，可以即时生成实验现象。
支持手机、计算机、平板电脑数据共享，并能够创建线上班级，发布学案，学生提交作业，与学生互动。
对传统实验起到了很好的辅助作用，学生能够直接的观察实验现象，动手设计实验，更好的理解实验内容。
2.传统物理实验教学中存在的困难2.1准备工作量大，学生实验时间有限传统分组实验教学前期需要实验器材的准备，需要花时间对实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤等进行讲解，让学生在剩下的时间匆忙完成实验，无形中增加了老师的工作量，而且学生由于时间紧张，动手能力并没有得到很好的培养，不利于学生科学探究能力的培养[[1]]。
智慧实践教学案例分享(3篇)
第1篇一、背景随着信息技术的飞速发展，教育领域也在不断变革。
智慧教育作为一种新型的教育模式，将信息技术与教育教学深度融合，为教师和学生提供了更加便捷、高效的学习环境。
智慧实践教学作为一种以学生为中心，注重学生个性化发展，强调实践与理论相结合的教学方式，已成为当前教育改革的重要方向。
本文将分享一个智慧实践教学案例，旨在为教育工作者提供参考和借鉴。
二、案例简介案例名称：基于智慧教室的化学实验课教学教学对象：高中一年级学生教学目标：1. 让学生了解化学实验的基本原理和操作技能；2. 培养学生的实验操作规范性和安全意识；3. 提高学生的观察、分析和解决问题的能力；4. 激发学生对化学学科的兴趣。
三、教学设计1. 教学内容本节课以“物质的溶解性”为主题，通过实验探究不同物质在水中的溶解性，让学生了解溶解度的概念，并掌握溶解实验的基本操作。
2. 教学方法（1）智慧教室环境下的教学：利用智慧教室的多媒体设备，展示实验操作步骤、实验现象等，提高学生的学习兴趣。
（2）翻转课堂：学生课前通过观看视频、阅读教材等方式自主学习，课堂上进行实验操作和讨论。
（3）小组合作：将学生分成若干小组，每组负责一个实验，共同完成实验操作和数据分析。
3. 教学过程（1）导入：通过多媒体展示溶解实验的视频，激发学生的兴趣，引导学生思考实验目的。
（2）自主学习：学生观看实验操作视频，阅读教材，了解实验原理和步骤。
（3）实验操作：学生分组进行实验操作，教师巡回指导，确保实验安全。
（4）数据分析和讨论：各小组对实验数据进行分析，讨论实验结果，总结实验规律。
（5）总结：教师引导学生总结实验原理、操作步骤和实验现象，加深学生对溶解度的理解。
四、教学效果1. 学生兴趣浓厚：智慧教室环境下，多媒体设备的使用，使学生对化学实验产生了浓厚的兴趣。
2. 实验操作规范：通过小组合作，学生掌握了实验操作规范，提高了实验技能。
3. 分析能力提升：学生在实验过程中，学会了如何观察、分析和解决问题，提高了分析能力。
中学物理信息化实验的教学研究
中学物理信息化实验的教学研究引言中学物理实验是中学物理教育的重要组成部分，通过实验，可以帮助学生巩固理论知识、培养实践能力、激发学习兴趣。
随着信息化技术的发展，信息化实验在中学物理教育中逐渐得到重视。
本文将结合中学物理信息化实验的特点，探讨信息化实验在中学物理教学中的应用及教学效果，提出一些具体可行的改进措施和建议。
中学物理信息化实验的特点•实验设备现代化：信息化实验所使用的设备多是电脑、传感器等现代化设备，有助于学生了解最新的科技发展。
•数据处理自动化：传感器采集到的数据可以自动输入到电脑中进行分析处理，减少了人为误差。
•实验设计灵活性：信息化实验通常具有多种不同的实验方案，能够满足不同学生的需求和兴趣。
中学物理信息化实验的应用1.模拟实验：利用计算机程序模拟物理实验过程，让学生在虚拟环境中进行实验操作，提高实验安全性。
2.远程实验：通过网络连接远程实验设备进行实验操作，让学生能够参与到实验中，拓展实验范围。
3.数据采集分析：利用传感器等设备采集实验数据，通过数据分析软件进行数据处理，帮助学生更好地理解实验原理。
中学物理信息化实验的教学效果1.激发学习兴趣：信息化实验形式新颖，能够引起学生的兴趣，增加学习动力。
2.提高实验效率：自动化数据处理和实验操作的便捷性，减少了实验时间，提高了实验效率。
3.加深理解：通过数据分析和实验模拟，学生可以更直观地认识物理现象，加深对物理规律的理解。
改进措施和建议1.教师培训：加强对中学物理信息化实验技术的培训，提高教师信息化实验设计和操作能力。
2.资源共享：建立信息化实验资源共享平台，方便教师之间交流经验和资源。
3.学生参与：鼓励学生参与信息化实验设计过程，激发学生创新能力。
结论中学物理信息化实验是中学物理教学中不可或缺的一部分，它为学生提供了更多实践机会和更直观的理解方式。
通过合理安排和设计，信息化实验将成为中学物理教学的有力辅助。
同时，学校和教育部门应该重视信息化实验的推广和应用，为学生提供更好的学习环境和实践机会。
基于开放性、创新性和应用性的大学物理实验教学体系的探讨
基于开放性、创新性和应用性的大学物理实验教学体系的探讨摘要:为了适应国家对创新型人才培养的要求及行业发展需求,培养实验技能强、创新思维和创新能力兼备的新型人才,在对过去的课程体系改革和优化的基础上,尝试探索和构建开放性、创新性、应用性的物理实验教学体系。
针对这三个方面,采用分级开放模式,配合时间开放与资源开放,赋予学生更多自主权,提高学习效率;对教学内容、手段、方法改革,有针对性地授课,调动学生积极性,培养创新思维;建立实践基地,鼓励学生参加物理竞赛,将科研项目引入到实验室,实现书本知识与实际应用相结合,为更好服务于社会。
关键词:分级开放虚实结合实践性应用性大学物理实验教学是培养科技人才的有效手段,其实际意义已被广大教育工作者所认同。
然而,传统的大学物理实验课程已不能很好地适应科技发展和培养高素质人才的需要,尽管实验教学体系和实验教学内容一直都在探索中改革,但在实验教学的实践中却面临着许多问题。
本文就物理实验教学的开放性、创新性、应用性三个方面进行改革,为培养实验技能强、创新思维和创新能力兼备的新型人才提出了可靠建议。
1 开放性为了更好地培养社会发展所需人才,将目前国内外正在开展的“开放式教学”模式引入到大学物理实验教学中。
开放式实验教学是依据实验对象和教学目的设置分层次模块化的内容体系,学生在规定的教学时段内自主选择实验项目和实验时间的一种全新教学模式。
它的实现不仅可以循序渐进逐项培养学生的动手能力,而且灵活地赋予学生更多的主动权,重视对学生创新能力的培养,使学生有更大的学习空间。
1.1 分级开放实验文科学生思维方式不同于理工科学生,在动手操作能力、物理基础知识掌握程度上也有较大差距,如何帮助文科学生提高实验能力、调动学习积极性、充分发挥主动性和创造性？为解决这一系列的问题,分级逐步开放的管理模式应运而生。
所谓分级开放,即将全校各专业学生按理工科和文科分为两级[1]。
然后,按实际能力将学生分为初级、中级和高级,不同级别的学生可选做不同的实验内容。
基于ｐｈｙｐｈｏｘ_的物理实验创新设计与实践
第３３卷中小学实验与装备２０２３年第３期５３㊀信息技术与学科融合基于ｐｈｙｐｈｏｘ的物理实验创新设计与实践广东省佛山市南海区大沥镇初级中学(５２８２３１)㊀陈冀轩摘㊀要:本文以人教版８年级物理为例ꎬ着重介绍如何利用ｐｈｙｐｈｏｘ软件与信息技术ꎬ对多个知识点的课堂实验进行创新设计ꎬ推动物理实验在实际课堂教学中的应用ꎮ关键词:ｐｈｙｐｈｏｘꎻ信息化ꎻ物理ꎻ创新实验㊀㊀在初中物理教学中ꎬ实验是必不可少的一环ꎮ无论是用于激发学生兴趣㊁引入课堂内容的演示实验ꎬ还是需要测量㊁分析数据并推导结论的定量实验ꎬ都对学生理解物理知识起关键作用ꎮ随着国家对教育方式的要求逐渐提高ꎬ物理实验的跨学科化㊁信息化创新也成为研究的重心ꎮ笔者认为ꎬ现阶段物理实验的创新方向ꎬ应当是借助信息化手段和跨学科知识ꎬ对课本的物理实验进行升级与改进ꎬ辅以信息技术ꎬ填补当前物理教学中的短板ꎬ使其更加贴合教学要求ꎬ让高质量的实验进入每位教师的课堂ꎬ让实验教学不再 纸上谈兵 [１]ꎮ１㊀传统实验教学中存在的问题物理课堂教学离不开温度㊁力㊁时间等物理量的测量ꎬ我们虽然可以使用传统仪器进行数据测量ꎬ但是可视性差ꎬ学生不仅无法看清示数的大小与变化情况[２]ꎬ而且如果将数据一个个读取㊁记录下来再进行数据处理的话ꎬ还会降低课堂的效率ꎬ不适合实际的教学需要ꎮ因此很多教师在进行需要数据测量的实验时ꎬ会选择只演示操作ꎬ或者简单测量几组数据ꎬ便开始推出结论ꎬ或者干脆直接播放实验视频ꎬ跳过实验的环节[３]ꎮ要想将实验真正落实到每一节物理课堂中ꎬ我们需要对传统实验作出以下的改进:①实现实验数据测量与处理的可视化ꎬ数据的大小㊁变化曲线等可以直接显示在多媒体大屏上ꎬ方便教学时使用ꎻ②所使用的仪器与工具要相对易得ꎬ最好是学校现有的仪器ꎬ或利用教师手头上现有的设备ꎬ以满足大多数普通学校和普通教师的需要ꎮ２㊀ｐｈｙｐｈｏｘ软件的优势随着科技的发展ꎬ手机已经逐渐从一个单纯的通讯工具ꎬ逐步成为人们生活㊁社交㊁工作㊁消费等领域必不可少的工具ꎮ为了实现更多的功能ꎬ手机上搭载的传感器越来越多ꎬ例如:加速度传感器㊁ＧＰＳ定位模组㊁电子罗盘㊁温湿度传感器㊁气压传感器㊁亮度传感器㊁声音强度传感器等ꎻ而ｐｈｙｐｈｏｘ软件就是一款使用手机自带传感器来完成物理实验的软件ꎬ其特点包括:(１)免费ꎬ且多平台㊁多机型兼容ꎮｐｈｙｐｈｏｘ为免费软件ꎬ且在安卓与ＩＯＳ设备中都能完美运行ꎬ涵盖了市面上９９％的手机型号ꎮ(２)丰富的预设实验ꎮ为了让使用者更方便地使用该软件来完成物理实验ꎬ软件自带了各种预设的实验ꎬ涵盖了部分初㊁高中甚至大学的物理实验ꎮ(３)强大的数据显示与处理功能ꎮｐｈｙｐｈｏｘ自带的数据可视化功能ꎬ可以直接将传感器的数据以折线图或者点阵图呈现ꎬ且自带动态适应㊁拟合等功能ꎬ减少误差影响ꎬ使实验者得到近乎完美的实验图像ꎮ(４)支持外接传感器与自定义实验ꎮ为了发挥软件的图像功能优势ꎬｐｈｙｐｈｏｘ支持用户设计自定义实验ꎮ用户可以使用ＥＳＰ３２等自带蓝牙的单片机连接ＤＳ１８Ｂ２０温度探头㊁力传感器等专业传感器ꎬ在读取传感器数据后通过蓝牙发送给手机ꎬ最终由手机中的ｐｈｙｐｈｏｘ软件将接收到的数据通过图像进行显示ꎮ在ｐｈｙｐｈｏｘ的加持下ꎬ结合相关信息技术ꎬ我５４㊀中小学实验与装备２０２３年第３期第３３卷们就可以设计各种创新实验了ꎮ接下来笔者会介绍３个在公开课中使用的物理创新实验ꎬ从基础㊁进阶和拓展３个角度展示基于ｐｈｙｐｈｏｘ和信息技术如何创新实验设计ꎮ３㊀基于ｐｈｙｐｈｏｘ和信息技术的三例创新实验设计３.１㊀基础实验:以 测量平均速度大小 为例３.１.１㊀设计思路根据实验原理ｖ＝ｓ/ｔ可知ꎬ本实验只需要测出路程与时间即可ꎬ而在课本实验中造成实验误差的因素主要为测量时间时产生的误差ꎮ因此在本实验中ꎬ我们将利用ｐｈｙｐｈｏｘ中的 运动秒表 进行计时ꎮ３.１.２㊀实验原理ｐｈｙｐｈｏｘ的运动秒表是以手机的加速度作为开始/结束计时触发的ꎮ将手机固定在小车上后ꎬ当小车运动的加速度大于设置的阈值ꎬ即可触发或停止计时ꎮ不过要想准确测量时间ꎬ还需要调整运动秒表的两个参数:阈值与最小时延ꎮ阈值即秒表开始/停止计时时的加速度值ꎬ阈值越低ꎬ秒表越灵敏ꎮ而时延是秒表在触发后的延时时长ꎬ类似休眠ꎬ也就是说:时延期间即使加速度达到阈值ꎬ秒表也不会停止计时ꎮ通过ｐｈｙｐｈｏｘ的加速度(不含ｇ)的 绝对值 功能ꎬ我们不难发现ꎬ小车在斜坡上滑动时加速度存在波动(如图１)ꎻ因此 运动秒表 的加速度阈值设置太高会导致无法准确地开始计时ꎬ太低则容易误触发计时的停止ꎮ所以我们需要大概估算小车下滑所需要的时间来合理设置时延ꎬ让手机在小车接近终点时再开始侦测加速度ꎮ不同坡度㊁不同路程下ꎬ时延的数值都不相同ꎮ图１㊀小车下滑过程中ꎬ通过加速度(不含ｇ)观测到的加速度变化情况３.１.３㊀实验工具硬件工具:小车斜面１个ꎬ刻度尺１把ꎬ小车金属挡板１个ꎬ智能手机１台ꎬ计算机与大屏投影ꎮ软件工具:傲软投屏(手机和电脑安装)ｐｈｙｐｈｏｘ(手机安装)ꎬＷｉＦｉ网络或１根ＵＳＢ线ꎮ３.１.４㊀实验步骤(１)安装软件:首先在手机的应用市场中搜索 ｐｈｙｐｈｏｘ 和 傲软投屏 进行安装ꎻ同样的ꎬ电脑中也需要安装 傲软投屏 ꎬ用于将手机画面投屏到电脑中ꎮ(２)配置环境:在手机中打开 傲软投屏 软件ꎬ让手机与电脑处于同一ＷｉＦｉ环境下ꎬ然后按照Ａｐｐ内的提示ꎬ即可将手机中的画面投屏到大屏幕中ꎮ最后ꎬ在手机上打开 ｐｈｙｐｈｏｘ 软件ꎬ点击 运动秒表 ꎮ将阈值和时延设置为合适的数值ꎬ即可完成手机的全部设置ꎮ(３)实验准备:架设好斜面ꎬ将金属挡板固定在斜面底端ꎬ并用刻度尺测出小车的长度ｌ与斜面顶端到金属板的总长Ｌꎮ最后将手机固定在小车上ꎬ至此ꎬ实验准备全部完成ꎮ(４)测量开始:用手将小车固定在起点ꎬ然后在手机的ｐｈｙｐｈｏｘ界面中点击右上角的开始实验按钮ꎬ即可松开小车ꎬ当小车撞击到金属挡板时ꎬ计时自动停止ꎮ从大屏幕中可以看到计时器的时间ꎬ在实验表格(见表１)中记录数据ꎮ如需重复试验ꎬ只需要将小车放回出发点ꎬ点击 复位 按钮ꎬ松手释放即可ꎮ实验数据处理见表２ꎮ表１㊀测量小车平均速度实验的数据记录表格组别小车长度ｌ/ｃｍ挡板到顶端长度Ｌ/ｃｍ路程ｓ/ｃｍ运动时间ｔ/ｓ时间平均值/ｓ全程１２２１０.３５６.５４６.２０.７９６０.７６１０.７９１０.７８３上半段４５６１０.３３３.４２３.１０.４２３０.４１３０.４１８０.４１８表２㊀测量小车平均速度实验的数据处理表格路程ｓ/ｍ时间ｔ/ｓ平均速度ｖ/(ｍ ｓ－１)全程ｖ０.４６２０.７８３０.５９０前半段ｖ１０.２３１０.４１８０.５５３后半段ｖ２０.２３１０.３６５０.６３３３.１.５㊀实验反思除运动秒表以外ꎬｐｈｙｐｈｏｘ还有声学秒表㊁光学秒表等功能ꎬ这些功能都是为了方便计时而设计的ꎮ例如声学秒表可以测量两个声音信号间隔的时间ꎬ用于测量声速㊁回声研究等场景ꎻ光学秒表可第３３卷中小学实验与装备２０２３年第３期５５㊀以测量手机在两个光照强度间隔的时间ꎬ搭配激光发射器ꎬ可以用于改进瞬时速度的测量等实验ꎮ３.２㊀进阶实验:以 声音的传播 为例３.２.１㊀设计思路本实验使用的实验仪器为真空罩ꎮ在真空罩内放入正在发声的闹钟ꎬ并将真空罩中的空气慢慢抽出ꎬ通过真空罩外听到的声音ꎬ来判断声音的传播是否需要空气ꎻ这样做的不足之处在于ꎬ大部分学校配套的闹钟或发声仪器ꎬ声音都偏小ꎬ放入真空罩后即使不抽出空气ꎬ声音也会相对较小ꎬ不适合在课堂中进行演示ꎮ因此我们可以在真空罩内放入声源与手机ꎬ使用ｐｈｙｐｈｏｘ软件中的 声音振幅 功能ꎬ探测真空罩内的声音强度ꎬ并在手机中通过无线投屏软件将ｐｈｙｐｈｏｘ的界面投影到大屏中ꎬ展示真空罩内空气减少时的声音强度图像ꎬ得出声音传播需要介质的结论ꎮ３.２.２㊀实验器材硬件工具为:真空罩１个ꎬ配套抽气机１台ꎬ闹钟１个ꎮ软件工具为:傲软投屏(手机和电脑安装)ꎬｐｈｙｐｈｏｘ(手机安装)ꎬＷｉＦｉ网络或１根ＵＳＢ线ꎮ３.２.３㊀实验步骤(１)打开ｐｈｙｐｈｏｘ的 声音振幅 功能并开启手机投屏ꎮ(２)将真空罩与抽气机进行连接ꎬ然后将闹钟和手机放入真空罩内(如图２)ꎮ图２㊀真空罩内的器材摆放方式(３)启动闹钟ꎬ点击右上角的启动实验功能ꎬ然后打开抽气机ꎬ抽出内部空气ꎬ并且在投影屏幕中观察声音响度曲线的变化情况(如图３)ꎮ３.２.４㊀实验反思通过图像ꎬ我们还可以对学生提出疑问:为什么真空罩内的声音响度没有完全降为零?这说明了什么问题?根据这个结论ꎬ你能分析一下ꎬ宇航图３㊀真空罩内声音强度的变化员在太空时是否可以不用对讲机直接对话?３.３㊀拓展实验:以 晶体与非晶体熔化时的温度规律 为例３.３.１㊀设计思路本实验需要展示海波和石蜡在熔化时的温度变化情况ꎬ并归纳结论ꎮ由于本实验耗时较长㊁现象不明显且成功率低ꎬ所以为了教学进度和课堂效果ꎬ教师一般都是通过播放视频来展示实验过程ꎬ课堂缺乏探究的过程ꎮ本拓展实验将会使用信息技术中的ＳＴＥＭ技术ꎬ来实现简单㊁成功率高的海波温度的测量和图像绘制ꎮ３.３.２㊀实验工具硬件工具:任意品牌的ＥＳＰ３２开发板１块㊁计算机与投影大屏㊁ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器１条㊁公对公杜邦线３根㊁面包板１块ꎮ软件工具:傲软投屏(手机安装)㊁ｐｈｙｐｈｏｘ(手机安装)㊁Ｔｈｏｎｎｙ(安装在电脑中)㊁ＷｉＦｉ网络或１根ＵＳＢ线ꎮ实验器材:铁架台(配套铁圈和试管架)㊁酒精灯㊁粗试管㊁高纯度的海波晶体㊁大烧杯㊁少量铝屑㊁自制带金属搅拌器的试管盖ꎮ３.３.３㊀实验准备(１)首先ꎬ给ＥＳＰ３２烧录Ｍｉｃｒｏｐｙｔｈｏｎ的官方固件ꎮｐｈｙｐｈｏｘ的官方Ｇｉｔｈｕｂ除了Ａｒｄｕｉｎｏ版本还有Ｍｉｃｒｏｐｙｔｈｏｎ版本的库ꎮ使用该库编写程序后将代码在ＥＳＰ３２中另存为 ｍａｉｎ.ｐｙ ꎮ(２)将ＥＳＰ３２插在面包板中ꎬ并完成ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器的接线ꎬ红线接５Ｖ引脚ꎬ黑线接ＧＮＤ引脚ꎬ黄线为数据输出引脚ꎬ可以为ＥＳＰ３２的任何引脚ꎮ(３)完成铁架台的架设ꎬ调整好铁圈的位置ꎬ摆放好酒精灯ꎬ将装有常温水的烧杯放在石棉网上ꎮ接着ꎬ将海波晶体与少量的铝屑进行充分混合ꎬ然后倒入试管中ꎮ最后将温度探头插入特制的㊁带有金属搅拌器的试管塞中并塞好试管ꎬ同时要保证温度探头的金属部分完全插入海波中(如图４)ꎮ(４)用ＵＳＢ线给ＥＳＰ３２通电ꎬ然后打开手机中５６㊀中小学实验与装备２０２３年第３期第３３卷图４㊀全套实验仪器一览的ｐｈｙｐｈｏｘ软件ꎬ点击右上角或右下角的 ＋ 按钮ꎬ点击 为蓝牙设备添加实验 ꎬ在弹出的选择设备中可以搜索到 ＭｅｌｔｉｎｇＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 选项ꎬ点击之后ꎬｐｈｙｐｈｏｘ会提示可以将其保存ꎬ下次实验时就可以直接在主界面上选择了ꎮ(５)按照以上的步骤ꎬ启动手机投屏ꎬ即可完成实验准备工作ꎮ３.３.４㊀实验步骤(１)点燃酒精灯开始加热ꎬ将海波泡入水中并保证水刚好没过海波ꎮ然后点击ｐｈｙｐｈｏｘ右上角的 开始实验 按钮ꎬ开始测量数据ꎮ(２)在加热过程中需要一直搅拌海波ꎮ当海波完全熔化后ꎬ点击右上角的暂停按钮ꎬ观察图像寻找规律ꎮ同时也可以将试管取出ꎬ观察熔化后海波的状态ꎮ３.３.５㊀实验反思利用ｐｈｙｐｈｏｘ软件和信息技术改进实验后ꎬ本实验结果基本复现了课本中的海波温度曲线图(如图５)ꎬ而实验成功的关键在于:图５㊀ＳＴＥＭ技术与ｐｈｙｐｈｏｘ结合后的海波熔化温度曲线(１)使用纯度高且无受潮的海波晶体ꎮ海波的纯度与是否受潮对最终曲线的影响至关重要ꎬ且某些实验室会认为ꎬ研磨后的粉末状海波更容易受热ꎬ但事实上研磨后的海波粉末会加速受潮ꎬ且在加热过程中会结块ꎬ不方便搅拌和测温ꎬ因此本实验使用颗粒状的高纯度海波晶体[４]ꎮ(２)在海波中加入少量铝屑ꎬ并使用金属搅拌棒ꎮ海波内外是否受热均匀也是实验能否成功关键所在ꎬ而加入铝屑和使用金属搅拌棒的目的就是利用铝比热容低ꎬ升温快的特点ꎬ让内部和外部同步升温ꎮ而为了方便搅拌ꎬ笔者使用３Ｄ打印制作了１个试管盖ꎬ中间开孔方便插入温度计ꎬ而金属搅拌棒则固定在试管盖底部ꎬ转动试管盖即可搅拌[５]ꎮ(３)加热过程中全程搅拌海波ꎮ即使加入了铝屑ꎬ也很难保证海波内部的均匀受热ꎬ因此在加热过程中必须全程保持搅拌ꎬ以保证受热均匀ꎬ才能出现完美的熔化曲线ꎮ(４)为了更精确地读取温度示数ꎬ制作动态的温度变化曲线ꎬ本实验使用了ＳＴＥＭ技术来读取温度ꎬ并使用ｐｈｙｐｈｏｘ的图像功能ꎬ将温度计的示数和变化趋势进行展示ꎬ突破了原实验的局限之处ꎮ４㊀结语物理是一门基于实验的学科ꎬ在实际教学中就不应该忽视实验教学ꎮ但是迫于考试要求和进度要求ꎬ很多教师只能对实验一笔带过ꎮ笔者通过分享自己多年来实验教学的沉淀ꎬ提供一个结合实际情况的实验设计思路ꎬ让更多的教师用上创新实验ꎬ让更多学生享受到信息技术与物理融合带来的便利ꎮ笔者认为ꎬ我们的实验创新应该更侧重于 可复现㊁低成本㊁低门槛 上ꎬ而不应该着重于 技术力 上ꎮ实验创新的目的ꎬ不只是让学生更好地学习知识ꎬ更重要的是丰富了物理教学的资源ꎮ如果资源无法为其他教师所用则创新是无意义的ꎮ本文使用的ｐｈｙｐｈｏｘ软件和相关信息化手段都是围绕这一宗旨而使用的ꎮ参考文献[１]毛海玲.将 问题数据 变为可贵的教学契机:苏科版八年级物理 晶体熔化实验 的改进[Ｊ].物理教学探讨ꎬ２０１７ꎬ３５(１):４２￣４４.[２]吴健.借助ｓｔｅａｍ教育理念ꎬ构建生活化物理课堂[Ｊ].数理天地(高中版)ꎬ２０２２(８):５０￣５２.[３]赵亮.ＳＴＥＡＭ理念在初中物理教学中的应用:以浙教版大气的压强 教学为例[Ｊ].中学物理教学参考ꎬ２０２１ꎬ５０(１１):１７￣１９.[４]杨磊.用金属辅热水浴法攻克晶体熔化实验难题[Ｊ].考试周刊ꎬ２０１９(４):１７３.[５]孟湘莲.利用ＤＩＳ改进海波熔化实验[Ｊ].物理教学ꎬ２０２１ꎬ４３(４):２４￣２５.收稿日期:２０２２－１２－３１。
信息化背景下初中物理智慧课堂教学设计与实践路径
221Internet Education互联网+教育一、引言随着我国教育改革的不断深入，初中物理课程的教学过程需要积极引入信息化教学手段，将智慧课堂作为主要的教学方式。
智慧课堂是一种现代化的教学模式，主要指借助信息技术实现的教学模式。
为了更好地服务于物理教学，教师应在智慧课堂中进行合理设计。
在信息化背景下，初中物理课程应积极应用智慧课堂进行教学，以促进其发展。
因此，本文旨在研究信息化背景下初中物理智慧课堂教学设计与实践路径，主要分析信息化背景下初中物理智慧课堂的内涵和特征，为教师们在信息化背景下进行初中物理智慧课堂教学设计与实践提供一些参考。
二、智慧课堂的内涵和特征初中物理是一门重要的学科，它旨在培养学生科学素养、科学思维和科学能力。
随着信息技术的快速发展，智慧课堂正逐渐应用于教育领域，为学生提供丰富多样的学习方式和资源。
智慧课堂以信息技术为支撑，旨在构建灵活多样、互动性强、个性化定制的学习环境，以提高教学效果。
具体而言，智慧课堂具备以下特征：首先，智慧课堂强调互动性。
不同于传统的教师主导式教学，智慧课堂中学生可以通过电子设备与教师进行实时互动，提问、讨论和解答问题，从而激发学生思考和探索的兴趣。
这种互动性不仅能增强教学效果，还能培养学生的合作精神和团队意识。
其次，智慧课堂强调个性化学习。
每个学生的学习能力和兴趣各不相同，而传统教学往往无法满足所有学生的需求。
智慧课堂以学生为中心，根据学生的个性特点和学习需求，为他们量身定制学习路径和资源，提供个性化学习支持。
学生可以根据自身情况进行学习、巩固和拓展，从而提高学习效果。
再次，智慧课堂强调创造性思维。
物理学科强调科学探究和实践能力的培养，而智慧课堂为学生提供了一个培养创造性思维的平台。
通过虚拟实验、模拟演示等信息化背景下初中物理智慧课堂 教学设计与实践路径摘要：初中物理课程是一门以实验为主的学科，教学中的智慧课堂可以提升学生对物理知识的理解和兴趣，帮助他们掌握科学方法。
信息化条件下初中物理分层教学策略的尝试与研究
信息化条件下初中物理分层教学策略的尝试与研究
随着信息时代的到来和网络技术的普及，教育教学形式发生了巨大的变化。
初中物理教学也不例外，分层教学成为物理教学的一种新型模式。
这种模式是根据学生的学习水平和能力，将学生分为不同的层次进行教育，让每个学生都能够接受到适合自己的教学内容和教学方式，提高学生的学习效果和兴趣。
首先，分层教学能够有效提高教学效果。
在传统的教学模式中，老师只能给予全班学生一样的教学内容和方式，对于学生的差异化需求无法满足。
而采用分层教学，可以让每一个学生都能接受到适合自己的教学内容和方式，学生更容易掌握知识和技能。
其次，分层教学能够提高学生的学习积极性。
学生在受到挑战和激励的情况下，会更有动力去学习并取得更好的成绩。
采用分层教学模式，能够让学生更加了解自己的优势和不足，并且能够看到自己的进步，从而激发学生的学习兴趣和积极性。
针对上述问题，我们在初中物理教学中尝试采用分层教学策略，创新性地变通了不同科目的教学模式，提高了教学效果，激发了学生的学习积极性和兴趣。
具体来说，我们根据学生的学习水平和能力，将学生分成四个组别：优秀组、良好组、中等组和基础组。
针对每个组别的学生，我们设置的教学内容和方法有所不同，以达到适合不同层次学生的教育目标。
在教学内容的设置上，我们优先选择一些基础性强、容易理解、能够导出一些重要实例的知识点为基石，以此带出整个课程的内容。
在教学方法上，我们采用了多种不同的方式，例如：小组讨论、个人思考、演讲、实验等等。
同时，我们还设置了课堂讨论、互动交流等环节，更好地帮助学生理解和掌握所学知识和技能。
信息化环境下大学物理实验教学新模式的研究与实践
中不仅获得知识 ， 更能获得继续学习的能力和解 决 问题 的策 略 ， 培养学生 良好 的信息 素养 ， 为学 生
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ０ 基金项 目： 湖北省教育科学“ 十一五” 规划 ２ ０ １ ０ 年度重点课题（ ２ Ｏ Ｌ Ｏ Ａ Ｏ ５ ２ ） ； ２ ０ １ ２ 年湖北省高等 学校 省级教学研究项 目（ ２ ０ １ ２ ３ ７ ７ ） ； ２ ０ １ ２年湖北省软科学研究项 目（ ２ ０ １ ２ ＧＤ ＡＯ２ ３ ０ １ ）
教学 模式 ， 是 当前 信 息技 术 与 物理 实 验 课 程整 合
中迫 切需 要解决 的问题 。
近几年各高校在这方面进行 了有益 的探索 ， 但 还只 是 一 种传 统 的 “ 老 师 讲 解一 操作演示一 学 生
操作 实验一 提 交实验 报告 ” 教学 模式 的变种 ， 在“ 课
２ ． １ 建立 有利 于 自主 学 习、 个 性 化 教 育 的“ 模 块
化、 分 层次 、 开放 式 ”的大 学 物理 实验 教 学
新体 系
从 学 生实 践 能力 、 创 新 意 识 和 能力 的培 养 出 发， 根 据实 验对 象 的不 同 、 难 易 程度 的不 同及各 实 验 内容和层次 的不 同 ， 将 中心 开设 的实验项 目构建
中 图分 类 号 ： Ｇ ４ ５
通过 信息技 术 与 学科 课 程 的整合 ， 建 立 各 学 科课 程 的数字 化学 习平 台 ， 创新 教学模 式 ， 已成 为 ２ １ 世 纪教 育 研究 的热 点 。大学 物 理 实 验 是 理 工 科 涉及 面最广 的 重要 的实践 性 课 程 ， 是 培 养 高素 质人 才重 要环 节 。随着 国家 、 省两 级 实 验 教学 示 范体 系 的逐步 形 成 ， 大学 物 理 实 验教 学 改 革 和教 学质 量 的提高就 显得 十分 必要 。建立 物理 实验示
“互联网+”背景下的初中物理实验教学
“互联网+”背景下的初中物理实验教学摘要：随着互联网技术的发展，将“互联网+”融合初中物理实验，丰富物理实验教学模式，点燃学生的学习热情，引导学生参与物理实验课程，提升学生物理实验综合操作能力，实现学生物理学科全面发展。
文章针对“互联网+”背景下的初中物理实验教学课题，从“互联网+”背景下的初中物理实验教学的意义，“互联网+”背景下的初中物理实验教学策略分析两方面进行简要分析。
关键词：互联网+；初中物理；实验教学策略引言互联网的发展正在深刻影响着经济社会的发展，也对教育教学的改革与实践具有积极的作用。
“互联网＋”与初中物理课程教学的融合可以体现在两个方面，一是互联网技术在课程教学中的应用与实践，有利于改进物理课程教学质量与效果；二是互联网思维模式在课程教学中的应用可以有效地促进学生创新意识与能力的发展，进而为培养学生的初中物理学科核心素养奠定基础。
1.“互联网+”背景下的初中物理实验教学的意义1.1.提升学生的创新能力物理教学分为理论教学和实验教学，物理实验能够检验物理理论知识是否正确。
传统物理教学重视物理理论知识教学，增强学生物理理论知识应试技巧，在物理实验教学中，教师通过黑板画图演练形式，分析物理实验原理，枯燥单一的物理教学方式降低学生学习兴趣。
在“互联网+”背景下，教师在物理实验教学中引用多媒体技术，获取与物理实验课程教学相关的辅助资料，如实验演示教学、物理实验原理设计、实验元素因子动态变化等物理实验知识，通过物理实验变量可视化，促进学生掌握实验原理，提升学生物理实验设计创新能力和操作能力。
1.2.提高物理实验教学质量鉴于初中学生认知能力处于发展阶段，且初中物理实验教学中存在大量抽象专业术语，学生不清楚专业术语的含义，导致学生在物理实验操作中不知所措。
但是，教师在物理实验课程中利用多媒体技术通过物理实验演示将抽象问题形象化，及时让学生掌握物理实验专业术语的含义。
比如，教师组织电路物理实验时，教师讲到在串联电路中，电阻越大通过电阻的电流越小。
数字化实验在物理教学中应用的实践与思考
数字化实验在物理教学中应用的实践与思考天津市红桥区五爱道风光里55号红桥教育中心孙鸿毅摘要：随着国家新一轮课程教材改革的推进，数字化实验室进入课堂，打造出信息技术与物理教学整合的新型教学模式。
数字化实验以传感器和计算机为基础，结合传统的实验仪器，将实验数据采集之后用计算机进行分析处理，通过数据图表和图象展示现象、揭示规律。
从2005年10月起我们将传感器引入高中物理教学，经过一年的探索，分别在力、热、电三方面选取典型课例进行了实践。
本文试从教研员的角度，就引领老师们进行实践课例的探索，提出数字化实验室应用的方式、效果和值得注意的问题，以与同行切磋和研讨。
关键词：传感器探究教学教师水平学生能力一、问题的提出随着全球信息化的飞速发展，加速推进了我国教育现代化的步伐，教育的信息化是教育现代化的重要特征之一。
《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习方式，教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
”2004年11月在湖南召开的全国第六届物理青年教师教学大赛上，上海和深圳选手将数字化实验室引入比赛现场，让我第一次看到数字化实验的方式和效果，亲身感受了信息技术与物理教学整合的新型教学模式。
关注、引领物理教学的前沿是教研员的责任，2005年3月起，在我区教研活动中用录象课、请传感器公司来人示范等方式广泛宣传数字化实验，进一步激发了老师们实验的热情。
从2005年10月起引领老师们将传感器应用于高中物理教学的教改实验中。
二、对数字化实验设备和结果的简介（如图1）1．传感器：数字化实验的核心部件。
“感”将物理量转化成电信号；“传”将电信号传递到数据采集器装置和计算机平台。
教学中常用的传感器包括力传感器、位移传感器、热传感器、电流电压传感器、光传感器、声传感器等等，图中是一个位移传感器。
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２１ ００年 ８月
赤 峰 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈ ｅｇ ｎｖｒｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅ ｄ ｉ ） ｏｒａ ｉ ｎ ｉ ｓｙ（ ａ ａＳ ｉ ｃ ｉｏ ｏＣ ｆ Ｕ ｅ ｉ ｕ ｌ ｅ Ｅ ｔｎ
Ｖｏ． １２６ Ｎｏ ８ ．
能力 ， 充分体现 出物理 实验教 学的理念 ， 当前大学物理 实验教 学 中一个亟待 解决的难题 ． 是 本文针对物理 实验课 ， 究并探 索 研
了基 于信 息化平 台下创新型物理 实验的开展并进行 了实验 尝试（ 以基 于信息化平 台下， 电池电动 势和 内阻的研 究为实例） 锂 ，
希望借此能够有 效激发学生对物理 实验课 学习的兴趣和主动性 ，并使我们在提高学生科 学探 究能力方面获得 一些有益 的模
对具体实验情况 来选择 ） 通过数据采集器 （ 具有很强 的计算
机兼容性 ） 与计算机联接后 ， 装相应配套软件并适 当设 置 安 软件 的相关 参数之 后运行 软件 就可 开始采 集实 验实 时数 据 ，得到的实验数据既可以用软件 自带 的一些 函数来进行 处理也可以以 Ｅ ｃｌ ｘｅ表格的形式导出 ， 软件绘制 的图线可 以 方便的存为图片文件． 当然对 于一些更为复杂 的实验数据处 理我们还可以采用 Ｏ ｉｎ软件 ， ｒｉ ｇ 它是 由美 国 Ｍｉ ａ公 司推 ｃ ｌ ｍｅ
主流 Ｐ ｃ机并 预装有数 字化实验室 软件一 台 ， Ｉ 数据 ＤＳ据处理结果 ，并可根据际教学要求对实验数据 进行进一
步分 析 与 处 理 ．
１ 实验 原 理
个与我们传统方法的契合点 ， 充分发挥其优势 ， 尽最大程度 的抑制其劣势 （ 如过多过滥盲 目使用反而会削弱学生 的动
手能力 ） ． 这里再应引入一个名词 ： Ｉ Ｄ Ｓ实验室即数字信息 系 统 实验室 （ Ｄ Ｉｆ ｍ ｔ ｎ Ｓｓ ｍ Ｉ ｂｒｔ ｙ． 是 由“ ｎｏ ａｉ ｙ！ ． ｏａ ｒ） ｒ ｏ ｅ ａ ｏ 它 各 种传感器 ＋数据采集器＋实验软件包（ 教材专 用软 件 、 用 通 扩展软件 ） Ｃ机” ＋Ｐ 构成 的新型实验 系统． 么就国 内影 响 那 度 、使用范围来讲 当推由上海和山东联 合开发 的朗威数字 化信息系统实验室（ｉｔ ｎ ｒ ａｉ ｙｔ ＿ｂｒ｜ ｙ 简 Ｄ￣ Ｍ Ｉｆ ｍ ｔ ｎ Ｓｓ ｍ ｌ ｏａ ｒ． ｏ ｏ ｅ ａ ｏ
强 的实用性 和易操作性 ， 只须将 ＤＳ ａ ＩＬｂ的各类传 感器 （ 针
（ Ｒ 为横坐标 ，／ １） ／ １Ｕ为纵坐标 ， 可做 出该式所代表 的直线 （ 由 解析几何可知 ）那 么即得到该直线 的斜率 ｋ和截距 ｂ则 由 ①式可算出锂 电的电动势 Ｅ及内电阻 ｒ ．
２ 涉 及 器 材
Ａｕ ． ０ ０ ｇ ２ １
基 于信息化平 台下创新 型物理实验 的开展
阮燕骐
（ 开封 广播 电视 大 学
摘
现代教 育技 术 中心 ，河南
开封
４ ５０ ） ７００
要 ：如 何有效激发学生对物理 实验课程的 学习兴趣 ， 高其学 习主动性 ， 提 培养其在物理实验 中的创 新性 和科 学探 究
具按 钮 即可 ．
它是 随着现 代计算机软硬件技术 的高速发展应运而生 的针 对于物理实验领域 的高新技 术． 其基 本思 路是 ， 先通过
的有 限学时是相矛盾的 ，因此这在很大程度上又会 限制了 创新性物理实 验的有效开展． 如何解 决这一矛盾 ， 我们可 以 尝试将信息化平 台与创新性物理实验相结合 ，利用信 息化 平台 的不可 比拟的优越性来有效提高实验 的效率 ，缩短 实 验周期 ， 充分发挥 实验 的创新性 教育 功能 ， 促进创新 型高素 质人才的培养． 通过在实验教学实践 中引入信息化综合实验
‘ ． ．
—
在 图 １所 示 的电路
中， Ｕ为 Ｒ两端 的 电压 ， 设 闭合 电 路 电流 为 Ｉ 由 ， 欧姆定律得 ：
’ ． ‘
Ｅ＝ × Ｒ ） Ｉ ＆
’ ．
．
－ － －
Ｕ＝ Ｉ×Ｒ
￣ ／＝ ／＋ ） ＵＲ Ｅ（ Ｒ ｒ
图 １
÷ ，＝ｆ ） １ ）Ｉ １Ｕ （ Ｅ ×（／ ＋ ／ ／ Ｒ Ｅ
我们知道要在物理实验课中更有效地培养学生 的学 习
兴趣 、 创新能力 、 科学探究能力并提高其动手和学 习的主动 性 ，就要求我们在实验的开放性和综合性方面进行研究 拓 展． 么要达到这样 的 目的势必会让学生花费更多的时间和 那 精力 ，这与在学校教学计划 中课程安排里分配给物理实 验
更 加强大 的数据处理 功能， 处理物理实验数据时 ， 只要输人 相应测量数据 ， 然后再选择相应的菜单命 令 ， 点击相应的工
平 台， 对其 进行适 当的改造 和应用 ， 并 让它与我们老 的实验 设备相匹配 ， 同时对其进行详细研究 ， 在实验方法上 找到一
相应传感器测量所需物理量 ， 将其递给数据采集器 ； 再经 由 数据采集器把实验数据传递给 Ｐ Ｃ机 ；最后通过 Ｐ Ｃ机安装 的各种数据分析处理软件对数据进行分析 、计算 、通过 表、曲线甚至二维 和三维绘 图模板等各种方 式给出实验数
①， １ １ 将（／ 作为 自变量 １ Ｒ ／ 为冈变量 ， Ｕ作 建立直角坐标系 ， 则
称 Ｄ Ｓａ ） ＩＩ ｂ其组成和特点如下 ： ＿ 朗威 Ｄ Ｓ ａ ＩＬｂ设计新颖 ， 种类 齐全 ， 操作简 便 ， 可以用来做各 种物理定性 实验 ， 既 又可 以 用来做各种物理定量实验 ． 其使用也是贴 近人性化 ， 具有很
式及 方 法 ．
关 键 词 ：信 息化 平 台 ； 新 性 ； 创 物理 实验 ； 实验 报 告
中图分类号 ：４ ４ Ｏ ＿５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ３ ２ ０ ２ １ ）８ ０ ０ — ２ １７ — ６Ｘ（０ ０ ０ — ０ ９ ０ 出的基于 ｗｎ ｏ ｓ ｉ ｗ 操作平 台的数据分析和绘图软件 ， ｄ 它具有