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结合信息技术优化高中物理实验

2019-09-10代龙

高考·上 2019年5期
关键词:高中物理实验教学信息技术

摘 要:高中物理实验作为高中物理教学的一个重要的组成部分,是发展学生的学科素养,培养学生正确的科学观念的主要阵地。本文章中,主要介绍了利用Tacker软件进行单摆实验的数据分析,得到单摆的周期与摆长的平方根成正比,并且得到我们本地淮北市的重力加速度的一种教学设计,希望能给广大教师同事一些启示。

关键词:实验教学,信息技术,高中物理。

1、实验器材及原理

1.1智能手机及支架(演示所用OPPOA57,摄像分辨率1600w像素,帧率30FPS)。铁架台,60cm细棉线,小钢球,量角器,黑色夹子各1个。黑色背景布1张。windows系统电脑(预装JAVA运行环境)。Tacker软件安装包。

1.2Tracker软件是美国卡布里洛大学教授道格拉斯·布朗开发的视频分析软件,建立好坐标系以及质点后,可以被用于追踪运动物体的轨迹,并以帧为时间跨度生成质点坐标,自动生成模型。利用内置的数据分析工具可对图像进行拟合分析,从而找到图像的规律。本实验可以利用此软件对已经录制好的单摆视频进行分析,得到不同摆长下的周期。接着用Excel表格对数据进行做图处理,找到周期与摆长的关系。

2、教学内容分析

2.1数据采集:使用智能手机结合单摆获得实验原始数据。通过新颖的实验载体带动对实验中科学知识的探索。

2.2软件处理:结合信息技术优化实验数据处理方式,开拓了学生综合发展的空间。

2.3图像分析:通过对数据分析工具的使用,得到单摆x-t图像,进而求出周期。在大数据时代背景下,提升学生对数据处理的初步认识。

2.4结论生成与应用:培养学生进一步挖掘数据的能力,能结合自己知识,实现新的知识和经验的建构。

3、教学过程分析

3.1实验准备

在互联网开源物理平台OSP下载Tacker视频追踪软件并安装在学生电脑上。

3.2.1数据采集

利用组装好的器材,调节5次不同的摆长L1-L5,获取5次单摆运动的视频与摆长数据。保存下来,并由教师电脑分发给学生电脑。

3.3软件分析与数据处理

(1)向学生讲解软件的使用方法,并以其中一个视频做演示。得到当L=0.50m时x-t图像的ω1。

(2)学生以小组为合作单位,把余下4组视频数据处理完。得到ω2-ω5,并记录在Excel表格之中。

3.4结论生成

学生分小组在Excel表格之中建立周期T,等数据列。并使用函数功能由L和ω的数值得到它们的数据。

学生分小组以周期T为纵轴,,L为横轴,做出散点图,并用平滑曲线连接,小组内讨论,整理语言,形成结论,选出一个小组代表向大家发言。

结论:单摆周期与摆长的平方根成正比。

3.5结论应用

向学生介绍惠更斯在单摆周期公式上做出的贡献,让学生体会其中的数学物理方法。进而利用此公式结合本实验数据求出淮北地区的重力加速度数值。

4、教学反思

1本节课只是单摆教学中一个探究实验的教学部分,视频分析软件的应用要结合传统的教学手段和其他教学手段,实现优势互补,两者结合之下,很好的达成了初设的实验目标。

2本次实验的绝大部分环节都有学生参与其中的构思与设计。在探究的过程中乐于分享,实验完毕后勇于发言。

3本节课后学生具有了初步使用该软件的能力,在以后的生活和学习中,利用该软件可以对常见的机械运动开展研究,具有了持续学习的能力。

参考文献

[1]吴小素.基于现代信息技术的物理实验[J].电子技术与软件工程,2019(24):255-256.

[2]景爱兵.浅谈高中物理教学策略[J].学周刊,2020(03):34.

作者簡介:代龙,中学二级教师,安徽省淮北市,安徽省濉溪中学

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