于 斌
(北京市第十三中學分校 北京 100009)
2010年7月29日,國務院正式頒布《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020)》,指明國家未來教育的發展方向是“促進教育公平,提高教育質量”.加快教育信息基礎設施建設,超前部署教育信息網絡,促進教育內容,教學手段和方法現代化,充分利用優質資源和先進技術,創新運行機制和管理模式,整合現有資源,建構先進、高效、實用的數字化教育基礎設施,強化信息技術的應用,提高教師應用信息技術水平,更新教學觀念,改進教學方法,提高教學效果,鼓勵學生利用信息手段主動學習,自主學習,增強運用信息技術分析解決問題的能力.
壓感系列數字化交互式電子白板顛覆了傳統的教學模式,將教學內容通過文字、圖像、音頻、視頻、動畫等以動態形式展現出來,并結合多媒體設備、網絡資源等形成多維度、多情境、多形式的互動課堂空間,有效實現人機互動,其強大的遠程互動功能充分利用了校園網絡資源,突破了教室邊界,使教學優質資源達到充分共享,最大限度地發揮學生的積極性和主動性.
(1)教師可以對整個教學過程有更靈活的控制,有助于教師發揮導學和助學的作用.
(2)有利于學生充分發揮學習主體的作用,實現教學相長,拓展師生互動.
(3)可以精準地從海量資源體系中直接鎖定需要的課程資源,縮短備課時間.
(4)可以對動態的視頻隨時定格分析,化動態為靜態,有助于理解物理現象的本質.
平拋運動是高中物理一個重點內容,是自由落體運動和勻速直線運動的綜合.傳統實驗方法對此問題的研究具有很大的局限性,而且精準度低,得到的結論有限,難以對平拋運動進行全方位的研究.本文將利用電子白板對此實驗進行全方位的創新,得到全面而準確的結論.

圖1 實驗裝置
在實驗室先把實驗儀器組裝好,調節導軌的水平部分,保證小球從導軌下落后拋出的方向為水平,如圖1所示.在水平與豎直方向貼好刻度,當小球從高處釋放時開始錄像并保存.
將實驗視頻鏈接,選擇“視頻文件—打開方式— 瀏覽 —Programfiles—TRACEPlayer.exe”,選擇嵌入式播放.在播放過程中,白板兩側的任意筆鍵為暫停鍵,鼠標鍵為開始鍵.所以,可以利用此功能對視頻進行任意的暫停與播放,其每次暫停的瞬間將以圖片的形式保存,即截圖.當小球即將拋出時,截圖一次,之后繼續播放,每隔相同的時間截圖一次,直至平拋運動結束.最后把所截的圖片按照先后順序疊加組合,可以制作成一個平拋運動的頻閃視頻,把每個截圖時刻小球的位置放在一張圖片上,就做成了平拋運動的頻閃照片,如圖2所示.

圖2 平拋運動的頻閃照片
(1)定性分析
在水平方向建立x軸,豎直方向建立y軸,如圖3所示.

圖3 平拋運動的坐標
從圖中可以看到,小球在水平方向相等時間間隔的水平位移相等,可以說明在水平方向上做勻速直線運動,即x=v0t.
在豎直方向上,相等時間間隔的位移之比為1∶3∶5∶7∶…,所以在豎直方向上做自由落體運動,即.這樣,采用數字化的方法驗證了平拋運動是由勻速直線運動和自由落體運動合成的,對于實驗的觀察不僅形象性,而且準確性大大提高.
(2)定量分析
為了進一步對運動軌跡進行探究,從而得出重力加速度的值,把運動的視頻導入視頻分析功能,對運動曲線進行模擬分析,如圖4所示.

圖4 平拋運動模擬分析
把圖片上的長度按照與實際長度的比例進行放大,模擬得到曲線方程為

根據截圖頻率f=10 Hz,一個周期內的水平位移可求得初速度

按照理論推導

所以

通過模擬與計算,可以把重力加速度計算出來.
利用現代化的科技手段,只需要對實驗過程進行錄制,然后通過相應的數據模擬與處理,就可以得到與理論符合得很好的結論,且準確性較高,簡潔快速.不僅大大減少了時間,還可以極大地提高教師的專業素質與學生的探究思維能力,對于新課改有著極其重要的作用.
1 周香.數字化實驗系統對傳統物理實驗的改進.中國教育信息化·基礎教育,2008(06)
2 崔秀梅.初中物理新課程教學法.北京:首都師范大學出版社,2004