結合信息技術優化高中物理實驗

摘 要：高中物理實驗作為高中物理教學的一個重要的組成部分，是發展學生的學科素養，培養學生正確的科學觀念的主要陣地。本文章中，主要介紹了利用Tacker軟件進行單擺實驗的數據分析，得到單擺的周期與擺長的平方根成正比，并且得到我們本地淮北市的重力加速度的一種教學設計，希望能給廣大教師同事一些啟示。

關鍵詞：實驗教學，信息技術，高中物理。

1、實驗器材及原理

1.1智能手機及支架（演示所用OPPOA57，攝像分辨率1600w像素，幀率30FPS）。鐵架臺，60cm細棉線，小鋼球，量角器，黑色夾子各1個。黑色背景布1張。windows系統電腦（預裝JAVA運行環境）。Tacker軟件安裝包。

1.2Tracker軟件是美國卡布里洛大學教授道格拉斯·布朗開發的視頻分析軟件，建立好坐標系以及質點后，可以被用于追蹤運動物體的軌跡，并以幀為時間跨度生成質點坐標，自動生成模型。利用內置的數據分析工具可對圖像進行擬合分析，從而找到圖像的規律。本實驗可以利用此軟件對已經錄制好的單擺視頻進行分析，得到不同擺長下的周期。接著用Excel表格對數據進行做圖處理，找到周期與擺長的關系。

2、教學內容分析

2.1數據采集：使用智能手機結合單擺獲得實驗原始數據。通過新穎的實驗載體帶動對實驗中科學知識的探索。

2.2軟件處理：結合信息技術優化實驗數據處理方式，開拓了學生綜合發展的空間。

2.3圖像分析：通過對數據分析工具的使用，得到單擺x-t圖像，進而求出周期。在大數據時代背景下，提升學生對數據處理的初步認識。

2.4結論生成與應用：培養學生進一步挖掘數據的能力，能結合自己知識，實現新的知識和經驗的建構。

3、教學過程分析

3.1實驗準備

在互聯網開源物理平臺OSP下載Tacker視頻追蹤軟件并安裝在學生電腦上。

3.2.1數據采集

利用組裝好的器材，調節5次不同的擺長L1-L5，獲取5次單擺運動的視頻與擺長數據。保存下來，并由教師電腦分發給學生電腦。

3.3軟件分析與數據處理

（1）向學生講解軟件的使用方法，并以其中一個視頻做演示。得到當L=0.50m時x-t圖像的ω1。

（2）學生以小組為合作單位，把余下4組視頻數據處理完。得到ω2-ω5，并記錄在Excel表格之中。

3.4結論生成

學生分小組在Excel表格之中建立周期T，等數據列。并使用函數功能由L和ω的數值得到它們的數據。

學生分小組以周期T為縱軸，，L為橫軸，做出散點圖，并用平滑曲線連接，小組內討論，整理語言，形成結論，選出一個小組代表向大家發言。

結論：單擺周期與擺長的平方根成正比。

3.5結論應用

向學生介紹惠更斯在單擺周期公式上做出的貢獻，讓學生體會其中的數學物理方法。進而利用此公式結合本實驗數據求出淮北地區的重力加速度數值。

4、教學反思

1本節課只是單擺教學中一個探究實驗的教學部分，視頻分析軟件的應用要結合傳統的教學手段和其他教學手段，實現優勢互補，兩者結合之下，很好的達成了初設的實驗目標。

2本次實驗的絕大部分環節都有學生參與其中的構思與設計。在探究的過程中樂于分享，實驗完畢后勇于發言。

3本節課后學生具有了初步使用該軟件的能力，在以后的生活和學習中，利用該軟件可以對常見的機械運動開展研究，具有了持續學習的能力。

參考文獻

[1]吳小素.基于現代信息技術的物理實驗[J].電子技術與軟件工程，2019（24）：255-256.

[2]景愛兵.淺談高中物理教學策略[J].學周刊，2020（03）：34.

作者簡介：代龍，中學二級教師，安徽省淮北市，安徽省濉溪中學