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智能手机在电学实验中的应用——以“测量小灯泡的电功率”实验为例_百
2024年6月5日发(作者：闳嘉许)
中学物理
Vol.
38
No.
06
2020
年
3
月
・
信息化教学
・
智能手机在电学卖验中的应用
—
—
以
“
测量小灯泡的电功率
”
实验为例
寇虹
（
西南大学物理科学与技术学院
重庆
400715
）
摘要
：
随着智能手机日益强大的操作系统
，
手机中的开发软件越来越功能化，
选择其中合适的功能和开发软件作
为教学资源为教学服务
，
既能提高课堂效率
，
又能体现出与时俱进的教学理念.本文尝试运用智能手机中软硬件的优
势
，以人教版初中物理教材九年级上册第十八章第三节
“
测量小灯泡的电功率
”
为例来说明智能手机中的
APP
在物理
教学中的具体应用.
关键词
：
测量小灯泡的电功率
；智能手机;物理教学
文章编号
：1008
-4134
（
2020
）06
-0061
中图分类号:
G633.
7
文献标识码
：
B
1
概述
实验经验较少
，
在改变小灯泡两端的电压超过了其额
“
测量小灯泡的电功率
”
是初中电学部分的重要
定电压时
，
极易烧坏小灯泡,甚至烧毁电路
，
从而增加
知识
，
以人教版教材为例
，
如图
1
所示,该节作为学生
了实验的危险性•因此
，
让学生学会
“
规范操作
”
“
安全
实验,要求学生自行设计电路图进行实验，
能利用滑
用电
”
是本节课堂教学的重点•为此
，
本文将智能手机
动变阻器控制电路
，
分别记录小灯泡在不同亮暗下实
运用到课堂上
，
尝试运用手机中软硬件的优势解决传
际功率的大小
，
再与额定功率进行比较
，
得出结论•就
统实验中的问题•让学生深切地体会到物理与现代的
传统课堂的学生实验教学而言
，电学实验存在一个很
科技生活存在紧密联系
，
达到从物理走向生活这一课
大的隐患•即安全问题•由于初二学生电学知识薄弱
，
程理念
，
也能在一定程度上提高学生的学习积极性.
Q
实验
测■小灯泡的电功率
1.
悵据实驗的屋求.请保自己设计电路
，
丼
豪出实檢电路图
。
在这个实验中,我们将用滑动变顒器控制电
为了控聃水灯泡的电功率.可以用滑动
tse
路•分别测掀以
F
:•种悄况卜小灯泡的实际功率
。
与小灯泡串联.从
而控创小灯泡两境的电圧
。电沈
（
1
）
使小灯泡两端的电压等怖定电压.观察小
表和电压囊应復分射连在什么位置？
灯泡的亮度
，测就它的电功率.这是它的额定功札
侨用小
灯泡的
負定电压畏$
少
？
为了不便电压
（
2
）
使小灯泡两端的电压低干额定电压.观察
过$地轻过負定电圧.
宾楼中
电淖两堵电圧
应谏是
小灯泡的亮度.测駄它实际的电功率
。
多少
？
用几节干电池命联供电
？
（
3
）
实险中豪出真脸记壊表
。
便小灯泡两端的电压约为额怎电压
（
标在
检左所给的■林是否够用.
爰否
合半
■
求
。
«
灯
「
1
I
：
）
2.
的
12
倍.观察小灯泡的亮度.测
fit
它实
后连接电路.进行实
脸
。
际的电功率
。
在连搂电路时.
应诙
把滑动
tfflS
的哪两金接
圾性连入电路
？
闭舍开关
席・
滑动f
fflB
的滑片
■
放祓什么位覽
？
96
A.*f»
图
1
九年级人教版教材
2
智能手机模拟实验较实物实验的优势
理量,如长度
、
时间
、
加速度
、
角度
、
坡度
、
高度
、
距离
、
面
随着近几十年社会科学的进步和发展
，
智能手机
积
、
压力
、
声强
、
频率以及磁感应强度等,这为学生开展
在各个领域得到了迅速的普及和运用,其功能也得到
课外自主型的物理实验提供了极大的方便•所以引入
了丰富的扩展•一般来说
，
智能手机均配备了力
、
热
、
声
、
智能手机辅助教学不仅能使教学者更加方便灵活地组
电以及磁等多种传感器,并且可以免费下载各式各样
织课堂教学
，
也能提高学习者的积极性和针对性・
的测量工具软件,可以通过这些工具软件测量多种物
2.
1
实验精确度方面
作者简介
：
寇虹
（
1997
-
）
,
女
，
四川渠县人，
硕士研究生
，
研究方向
：
物理课程与教学论.
・
61
・
2020
年
3
月
Vol.
38
No.
06
中学物理
现阶段
，
一般的中学物理实验室中的实验器材都
自行进行误差分析
，
更好地理解理想条件与实际情况
比较陈旧老化
，
历届学生不熟练规范的操作也给实验
器材造成了一定的损坏,导致许多器材在实验前本身
的差距与利弊关系.
2.3
其它方面
(1)
虚拟仿真实验无限接近实物
，
却又比实物的
性能好
，
可以达到实物无法达到的理想条件.
就不准确,在这样条件下进行的实验就会出现远远超
出预想的实验误差.但手机软件中的模拟仿真器材都
是理想元件,可以在使用前进行修复调零
，
比如像电
流表
、
电压表
、
电源等仪表
，
都是理想元件
，
读数精准
(2)
较传统实验虚拟仿真实验的可视性更高
，
可
通过手机与电脑投屏实时反映任一学生实际实验
度也极高
，
都可以通过数字显示直接读出.以此达到
现实实验中不能达到的理想条件.
情况.
(3)
智能手机的运用简单
，
学生易操作
，
以此可以
激起学生学习动手兴趣.
2.2
电学实验操作规范性方面
传统课堂中
，
“
测量小灯泡的电功率
”
一节是作为
(4)
将智能手机及其相关软件合理运用于课前课
后教学
、
实验课练习以及其他教学管理等教学环节
，
学生实验
，
在此之前
，
初中学生对电学部分的知识认
识较浅
，
并没有形成系统的理论基础
，
也没有养成良
可以极大地提高教学质量和教学效率.
好的实验操作习惯
，
很难避免接错电路
，
烧毁用电器
等情况岀现
，
更有甚者会给实验室带来安全隐患的问
题,因此采用手机
APP
模拟仿真实验好处就在于
：
3
软件介绍
本堂课教学使用的辅助手机软件有
“
物理电学实
验
”
与
“
Total
Control"
,
其中
“
物理电学实验
”
用来模拟
电学实验
/'Total
Control"
这一软件用来将学生的实验
操作过程同步直观投影在多媒体上.
(1)
绝对安全
，
不会引发安全事故
；
(
2)
可以重来
，
让
学生有多次试错的机会
；
(
3)
帮助学生养成安全用电
意识和良好的操作习惯
；
(
4)
可以促进学生节能环保
3.
1
“
物理实验课
”
与
“
Total
Control"
的下载途径
途径一
：
在手机应用商店搜索
“
物理实验课
”
与
意识的养成
；
(
5)
操作方便灵活
，
学生在完成实验后还
可根据其它方案连接电路
，
尝试多种方式的电路连接
“
Total
Control"
两款软件直接下载.
途径二
：
扫描图
2
二维码下载
“
应用宝
”
，
再在应
以培养学生的发散思维能力•在此基础之上
，
再进入
实验室实验
，
会大大降低学生连接实际电路的错误
率
，
结合对比两种不同情景下的实验结果
，
学生可以
用宝中搜索
“
物理实验课
”
与
“
Total
Control",
简称
“
TC
”
，
按步骤下载安装即可.
物理实验课
50
万次安装
*、
*
③年满
3
周岁
Total
Control
手机控
K3
r
-
“
用柠割
•
人工豹檢
V
讳
7.
评论
(20)
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！
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精度电学
、
电磁学和天体力学实验
，
改善学习…
▽
Total
Control
理一飲用电脑控制手机的安卓手机投屛软
件
。
这款电脑控制手机的软件.可以将手机投屛到电
脑
，
井从电脑端进行反向控制和摄作手机.手机的一切
功能均由电脑实现
。
1
、
将手机投屏到电脑
，
在电脑靖横屏玩游戏
，
■视
频
。
更新
7)
电学
：
长按电扇可以卡住扇叶。
2)
支持用
Apple
ID
登录应用
！
3)
新的应用内统计机制°
2
、
在电脑迷对手机屛幕进行戲屛
、
屛瞬录別
。
3
、
可实现手机和电脑的文件快速传輸
。
4
、
可在电脑銃收发信息
。
5
、
可用电脑同步控制和攪作
1-100
台手机
。
物理实验课
6
、
脚本自动化功能.提供
API
接口
。
图
2
应用软件下载及说明
3.2
“
物理实验课
”
与
u
Total
Control
”
的基本使用
“
物理实验课
”
的工作界面如图
3
(
a
)
所示
，
点击
手机与电脑需安装相同版本的
“
Total
Control
”
才
能投影
，
它是课堂展示的关键
，
可以将多部手机屏幕
“
电学
”
实验模式进入图
3(b)
界面
，
根据所需在右下
方
“
”
工具栏中选择合适器材,拖动到上方界面即可
同时投影到电脑上.初次连接先按图
4
的四步操作步
骤进行有线连接将手机屏幕同步投影到电脑•之后就
对其进行自由组装连接电路.
可以实现用同一无线网络进行无线连接
，
并且可以多
・
62
・
中学物理
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月
4
基于智能手机运用的教学过程
鑽
《
00
—
0
O
©
“
测量小灯泡的电功率
”
是初中电学部分的重要
知识.以人民教育出版社初中物理教材为例
，
本节被
编排在九年级上册第十八章第三节
，
其内容建立在
“
电能电功
”
“
电功率
”
等内容的基础上
，
在此之前
，
学
生初步接触过
“
电阻的测量
”
这一电学实验
，
所以
“测
量小灯泡的电功率
”
这一节是他们对电学实验部分更
深入的学习与了解
，
同时也为下一章节
“
生活用电
”
的
（
b
）
援作界面
学习做铺垫.
学生学习的重点是学会设计电学实验去测量小
灯泡的电功率
，
理解实际功率和额定功率的概念及意
义.而教学难点也就在于实验方案的设计
、
电路图的
图
3
“
物理实验课
”
软件界面
设计与实物图的连接以及电流表
、
电压表和滑动变阻
台设备同时投影到同一屏幕.图
5
为电脑与手机连接
器的正确使用•本节课通过情景引入激发学生学习兴
趣;通过实验培养学生实事求是
、
尊重客观规律的科
成功后的界面
，
在手机上连接电路的实验操作步骤将
会同步在电脑上呈现.
学态度;利用虚拟手机实验给学生提供更大的发挥空
间
，
使学生认识到安全用电的重要性
；
并在反思阶段
aafnintt
us»
■8
孚肿
usbwt
传递给学生节能环保的观念.
4.
1
创设问题情景引入
询问学生是否观察过家中房间里的灯泡有时亮
有时暗的情景.
（
手机连接电脑在多媒体上
）
教师演示
：
手机上移
动滑动变阻器
，
学生观察小灯泡忽暗忽亮现象如图
6
(a)
(b)
所示
，
教师提问
：
小灯泡在不同的亮暗程度时所消耗
的电功率将会发生怎样的变化
？
（
从实际生活情境出发,并从情境中提出问题
，
激
起学生的学习兴趣
）
.
(d)
图
4
“
Total
Control
”
连接步骤
图
6
简单串联电路
4.2
新课展开
4.
2.
1
给出额定功率与额定电压概念
利用图
6
小灯泡
，
上面标识了一个
“
3.0V
0.
85W
”
的字样.
图
5
电脑与手机连接成功后的电脑界面
教师提问:
“
3.
0V
0.
85W
”
代表什么含义
？
引导学生回答
“
额定电压”
“
额定功率
”
，
也就是
•
63
•
2020
年
3
月
小灯泡正常工作时的电压与电功率;即小灯泡正常工
作时加在其两端的电压为额定电压
，
在额定电压下工
作所消耗的功率称为额定功率.
教师提问
：
那大家想一想若小灯泡不是在额定电
压下工作
，
即在灯泡亮暗程度不同时
，
它所消耗的是
什么功率呢
？
这个功率有多大
？
（
从实验现象入手
，
环环相扣
，
使学生一步一步进
入到教学情境中
）
4.2.2
实验探究小灯泡在不同亮暗程度时实际功率
的变化情况
教师提问:既要测量小灯泡的电功率
，
那计算电
功率的方法有哪些呢
？
帮助学生回忆:计算电功率的方法有
P
=
y
、
P
=
Ul
两种.
确定实验原理为
P
=
，
再根据所需测量的物理
量一电压
、
电流
，
将其测量对应到相应的实验仪器
电压表
、
电流表
，
从而得到实验大体框架
，
再选定实验
方案.
教师提问
：
由于探究的是小灯泡在不同亮暗程度
时实际功率的变化情况,那在实验中怎样才能改变小
灯泡的亮暗程度
？
引导学生回答:利用滑动变阻器分压改变小灯泡
的亮暗程度.
（
从问题引发思考
，
-步一步引导学生解决问题
）
（
1
）
测量要求.
为全面看清小灯泡电功率的变化情况
,
要求测量
以下三种情况下小灯泡的实际功率
：
〃实
＜
〃紈
，
〃女
：
=
〃额
,
〃实
＞
u
簸
；
见表
1.
表
1
实验填写表格
实验
电压
/V
电流
/A
电功率
/W
发光情况
〃实V
〃额
〃实
＞〃额
（
注意
：
为了电路安全.第三种情况取
5
=1.2I/
W
）
（
2
）
学生小组内相互讨论.
根据提供器材先设计实验电路图
，
在小组讨论中
思考如下问题
：
a.
要是小灯泡两端电压达到额定电压并超过额
定电压需要几节干电池串联作为电源
？
I
”
怎样去连接电路图来改变小灯泡两端的电压
？
（
以这种合作学习的方式突破难点
，
并激起学生
自主实验热情
，
通过这种科学探究过程
，
使学生养成
•
64
•
Vol.
38
No.
06
中学物理
实事求是的科学素养
）
•
（
3
）
学生小组总结.
该实验所需实验器材需要哪些
？
如图
7
所示:
图
7
实验所需器材
（
4
）
拟定实验方案.
根据小组商讨方案画出电路图
（
并通过手机
APP
实际操作去动手连接电路
）
实验原理如图
8
所示
，
只
需要用手调节滑动变阻器到适当位置读出所需三个
要求的数值即可.
图
8
实验电路图
（
教师巡视辅助指导学生进行实验
，
选择儿个典
型小组利用手机投影在教室投影仪上同步进行•可能
会有其他同学在这个过程中观察其他小组实验操作
并发现问题
）
（
5
）
学生小组总结实验结论.
不同电压下小灯泡的实际功率不同
，
电压越大.
实际功率越大;灯泡的亮度由实际功率决定
，实际功
率越大
，
小灯泡越亮.
（
6
）
交流讨论环节.
交流讨论环节①
.
教师提问:在刚才的实验探究过程中你们是否遇
到过什么问题
？
或者你们在实验中有没有尝试其他
新的方法
？
（
可在环节二连线展示
）
学生:灯泡亮暗变化不明显
/
烧坏了小灯泡
/
烧坏
了电表
…
…
/
我们小组利用学生电源去代替干电池
/
中学物理
Vol.
38
No.
06
我们小组用的不同规格的小灯泡
…
…
交流讨论环节②.
教师选取某几组同学现场手机连线电脑再重新
进行一次实验
，
其他小组学生则扮演教师角色来记录
实验操作中的不当之处并尝试在讨论环节讲出改进
方法.
学生
：
连接电路时开关未断开
/
闭合开关前滑动
变阻器没有置于最大阻值处
/
使用的学生电源量程太
大所以烧坏了小灯泡
…
…
交流讨论环节③.
教师提问:针对我们实验中出现的各种问题
，
同
学们对此有何体会与想法
？
(学生自由发表感想
,
畅所欲言.从物理课堂走向
情感升华
)•
(7)
教师评价与总结.
教师先对学生具体问题进行讨论解惑
，
再针对实
验中烧坏小灯泡的情况做重点强调:小灯泡被烧坏的
原因可能是由于加在其两端的电压远远超过其额定
电压导致
，
还可能是小灯泡长时间超额工作导致
，这
是在我们手机上进行模拟实验,烧坏的小灯泡还可以
被修复
，
但要是我们实际生活中用电器的操作不当
呢
？
带来的可就不仅仅是小灯泡被烧坏的问题
，
而是
更有可能威胁到自己与他人的生命安全
，
所以大家以
后无论是在实验室的实验操作还是平时的日常生活
中都一定要注意用电器铭牌上所标识的额定值
，
万万
不可忽视它们的作用.
4.3
课堂小结
利用板书回顾整节课知识点
，
做好知识梳理
，
并
结合前面所学电学知识帮助学生对电学实验形成一
个较为完善知识体系.
本节课通过生活现象引入,使用手机软件再现情
景视频使学生发现变化规律
；
从而引导学生设计实验
并根据设计实验进行实验.学生会利用电流表和电压
表测量了小灯泡的电功率由此认识家用电器铭牌的
重要性;理解了额定功率与实际功率的区别与联系
；
还进一步掌握了实验设计与实验操作的技能.
通过手机模拟的实验课程
，
不损坏一样器件
，
就
可以给学生在以后的实验操作以及生活用电中提供
警示作用,基于此环节进行不仅可以培养学生发现问
题
、
分析问题
、
解决问题以及反思总结问题的能力
，
还
能落实科学态度与责任这一目标的达成.由此实验过
2020
年
3
月
程
，
强调用电器铭牌的重要性
，
充分发挥物理实验在
教学中的重要作用.也能体现总结反思的重要性
，
是
从物理走向生活的体现.
4.4
对教学设计的总结反思
从教师方面来讲
，
背离常规模式
，
采用另辟蹊径
的教学方式
，
可以彰显教师自身专业的发展,对课内
课外相关知识的系统掌握
，
以及对现代技术的灵活运
用能力.
从学生方面来讲
，
既能激发学生学习兴趣
，
也以
此向学生传达手机也是一个很好的学习载体,我们应
该如何合理运用
•
从教学效果来讲
，
手机
“
APP
”
模拟实验现象明
显
，
便于观察
，
不仅能帮助学生更加轻松地掌握本节
知识
，
还避开了实物教具易损坏
、
误差大等弊端.
智能手机在中学物理教学中的应用
，
不但可以解
决资源共享
，
扩展学生知识面,还可以促进学生利用
手中的手机资源记录生活中的物理现象•达到和学
生
、
教师相互交流的目的.同时,使用虚拟技术和传感
器检测技术相结合的方法
，
充分利用虚拟技术的预设
冃的性和传感器检测的真实性特点
，
给予学生多元化
的感受
，
使学生的物理知识得到巩固.
参考文献
：
[1]
人民教育出版社.课程教材研究所
，物理课程教材研
究开发中心.义务教育教科书物理九年级(全一册
)[M],
北
京
：
人民教育出版社
,2013.
[2]
李耀宗
，
华雪侠
，
马晴.用智能手机实现物理测量
[J].
中国现代教育装备
,
2016(11):15-17.
[3]
中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准
(2011
年版
)
[M].
北京
：
人民教育出版社
,2012.
[4]
陈桂鹏.安卓智能手机在中学物理教学中的应用研究
[J].
中国现代教育装备
,2012(20)
：
67-68.
[5]
梁振华.智能手机辅助物理课堂教学的实践与探索
[J].
物理教学
,2019,41(11):26
-30.
[6]
刘红梅.智能手机软件在初中物理教学中的应用
[J].
中学物理教学参考
,2019,48(21)
：
59
-62.
[7]
李良平.智能手机在中学物理教学中的应用
[J].
课程
教育研究
,2018(05)
：
183
-
184.
[8]
郭晓昌.智能手机在农村中学物理教学中应用与研究
[D].
昆明
：
云南师范大学
,2015.
[9]
陈雷,宋健夫
，
李冰.智能手机在中学物理教学中的应
用初探
[J].
中学物理教学参考
,2015,44(02)
：
25,
(收稿日期
：
2019
-11
-04)
2024年6月5日发(作者：闳嘉许)
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B
1
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在改变小灯泡两端的电压超过了其额
“
测量小灯泡的电功率
”
是初中电学部分的重要
定电压时
，
极易烧坏小灯泡,甚至烧毁电路
，
从而增加
知识
，
以人教版教材为例
，
如图
1
所示,该节作为学生
了实验的危险性•因此
，
让学生学会
“
规范操作
”
“
安全
实验,要求学生自行设计电路图进行实验，
能利用滑
用电
”
是本节课堂教学的重点•为此
，
本文将智能手机
动变阻器控制电路
，
分别记录小灯泡在不同亮暗下实
运用到课堂上
，
尝试运用手机中软硬件的优势解决传
际功率的大小
，
再与额定功率进行比较
，
得出结论•就
统实验中的问题•让学生深切地体会到物理与现代的
传统课堂的学生实验教学而言
，电学实验存在一个很
科技生活存在紧密联系
，
达到从物理走向生活这一课
大的隐患•即安全问题•由于初二学生电学知识薄弱
，
程理念
，
也能在一定程度上提高学生的学习积极性.
Q
实验
测■小灯泡的电功率
1.
悵据实驗的屋求.请保自己设计电路
，
丼
豪出实檢电路图
。
在这个实验中,我们将用滑动变顒器控制电
为了控聃水灯泡的电功率.可以用滑动
tse
路•分别测掀以
F
:•种悄况卜小灯泡的实际功率
。
与小灯泡串联.从
而控创小灯泡两境的电圧
。电沈
（
1
）
使小灯泡两端的电压等怖定电压.观察小
表和电压囊应復分射连在什么位置？
灯泡的亮度
，测就它的电功率.这是它的额定功札
侨用小
灯泡的
負定电压畏$
少
？
为了不便电压
（
2
）
使小灯泡两端的电压低干额定电压.观察
过$地轻过負定电圧.
宾楼中
电淖两堵电圧
应谏是
小灯泡的亮度.测駄它实际的电功率
。
多少
？
用几节干电池命联供电
？
（
3
）
实险中豪出真脸记壊表
。
便小灯泡两端的电压约为额怎电压
（
标在
检左所给的■林是否够用.
爰否
合半
■
求
。
«
灯
「
1
I
：
）
2.
的
12
倍.观察小灯泡的亮度.测
fit
它实
后连接电路.进行实
脸
。
际的电功率
。
在连搂电路时.
应诙
把滑动
tfflS
的哪两金接
圾性连入电路
？
闭舍开关
席・
滑动f
fflB
的滑片
■
放祓什么位覽
？
96
A.*f»
图
1
九年级人教版教材
2
智能手机模拟实验较实物实验的优势
理量,如长度
、
时间
、
加速度
、
角度
、
坡度
、
高度
、
距离
、
面
随着近几十年社会科学的进步和发展
，
智能手机
积
、
压力
、
声强
、
频率以及磁感应强度等,这为学生开展
在各个领域得到了迅速的普及和运用,其功能也得到
课外自主型的物理实验提供了极大的方便•所以引入
了丰富的扩展•一般来说
，
智能手机均配备了力
、
热
、
声
、
智能手机辅助教学不仅能使教学者更加方便灵活地组
电以及磁等多种传感器,并且可以免费下载各式各样
织课堂教学
，
也能提高学习者的积极性和针对性・
的测量工具软件,可以通过这些工具软件测量多种物
2.
1
实验精确度方面
作者简介
：
寇虹
（
1997
-
）
,
女
，
四川渠县人，
硕士研究生
，
研究方向
：
物理课程与教学论.
・
61
・
2020
年
3
月
Vol.
38
No.
06
中学物理
现阶段
，
一般的中学物理实验室中的实验器材都
自行进行误差分析
，
更好地理解理想条件与实际情况
比较陈旧老化
，
历届学生不熟练规范的操作也给实验
器材造成了一定的损坏,导致许多器材在实验前本身
的差距与利弊关系.
2.3
其它方面
(1)
虚拟仿真实验无限接近实物
，
却又比实物的
性能好
，
可以达到实物无法达到的理想条件.
就不准确,在这样条件下进行的实验就会出现远远超
出预想的实验误差.但手机软件中的模拟仿真器材都
是理想元件,可以在使用前进行修复调零
，
比如像电
流表
、
电压表
、
电源等仪表
，
都是理想元件
，
读数精准
(2)
较传统实验虚拟仿真实验的可视性更高
，
可
通过手机与电脑投屏实时反映任一学生实际实验
度也极高
，
都可以通过数字显示直接读出.以此达到
现实实验中不能达到的理想条件.
情况.
(3)
智能手机的运用简单
，
学生易操作
，
以此可以
激起学生学习动手兴趣.
2.2
电学实验操作规范性方面
传统课堂中
，
“
测量小灯泡的电功率
”
一节是作为
(4)
将智能手机及其相关软件合理运用于课前课
后教学
、
实验课练习以及其他教学管理等教学环节
，
学生实验
，
在此之前
，
初中学生对电学部分的知识认
识较浅
，
并没有形成系统的理论基础
，
也没有养成良
可以极大地提高教学质量和教学效率.
好的实验操作习惯
，
很难避免接错电路
，
烧毁用电器
等情况岀现
，
更有甚者会给实验室带来安全隐患的问
题,因此采用手机
APP
模拟仿真实验好处就在于
：
3
软件介绍
本堂课教学使用的辅助手机软件有
“
物理电学实
验
”
与
“
Total
Control"
,
其中
“
物理电学实验
”
用来模拟
电学实验
/'Total
Control"
这一软件用来将学生的实验
操作过程同步直观投影在多媒体上.
(1)
绝对安全
，
不会引发安全事故
；
(
2)
可以重来
，
让
学生有多次试错的机会
；
(
3)
帮助学生养成安全用电
意识和良好的操作习惯
；
(
4)
可以促进学生节能环保
3.
1
“
物理实验课
”
与
“
Total
Control"
的下载途径
途径一
：
在手机应用商店搜索
“
物理实验课
”
与
意识的养成
；
(
5)
操作方便灵活
，
学生在完成实验后还
可根据其它方案连接电路
，
尝试多种方式的电路连接
“
Total
Control"
两款软件直接下载.
途径二
：
扫描图
2
二维码下载
“
应用宝
”
，
再在应
以培养学生的发散思维能力•在此基础之上
，
再进入
实验室实验
，
会大大降低学生连接实际电路的错误
率
，
结合对比两种不同情景下的实验结果
，
学生可以
用宝中搜索
“
物理实验课
”
与
“
Total
Control",
简称
“
TC
”
，
按步骤下载安装即可.
物理实验课
50
万次安装
*、
*
③年满
3
周岁
Total
Control
手机控
K3
r
-
“
用柠割
•
人工豹檢
V
讳
7.
评论
(20)
推荐
应用介绍
在全球
100+
个国家中收获
12,000+
好评的物理实验
课中进行你的物理实验
！
在快速更新的应用中体脸簡
精度电学
、
电磁学和天体力学实验
，
改善学习…
▽
Total
Control
理一飲用电脑控制手机的安卓手机投屛软
件
。
这款电脑控制手机的软件.可以将手机投屛到电
脑
，
井从电脑端进行反向控制和摄作手机.手机的一切
功能均由电脑实现
。
1
、
将手机投屏到电脑
，
在电脑靖横屏玩游戏
，
■视
频
。
更新
7)
电学
：
长按电扇可以卡住扇叶。
2)
支持用
Apple
ID
登录应用
！
3)
新的应用内统计机制°
2
、
在电脑迷对手机屛幕进行戲屛
、
屛瞬录別
。
3
、
可实现手机和电脑的文件快速传輸
。
4
、
可在电脑銃收发信息
。
5
、
可用电脑同步控制和攪作
1-100
台手机
。
物理实验课
6
、
脚本自动化功能.提供
API
接口
。
图
2
应用软件下载及说明
3.2
“
物理实验课
”
与
u
Total
Control
”
的基本使用
“
物理实验课
”
的工作界面如图
3
(
a
)
所示
，
点击
手机与电脑需安装相同版本的
“
Total
Control
”
才
能投影
，
它是课堂展示的关键
，
可以将多部手机屏幕
“
电学
”
实验模式进入图
3(b)
界面
，
根据所需在右下
方
“
”
工具栏中选择合适器材,拖动到上方界面即可
同时投影到电脑上.初次连接先按图
4
的四步操作步
骤进行有线连接将手机屏幕同步投影到电脑•之后就
对其进行自由组装连接电路.
可以实现用同一无线网络进行无线连接
，
并且可以多
・
62
・
中学物理
Vol.
38
No.
06
2020
年
3
月
4
基于智能手机运用的教学过程
鑽
《
00
—
0
O
©
“
测量小灯泡的电功率
”
是初中电学部分的重要
知识.以人民教育出版社初中物理教材为例
，
本节被
编排在九年级上册第十八章第三节
，
其内容建立在
“
电能电功
”
“
电功率
”
等内容的基础上
，
在此之前
，
学
生初步接触过
“
电阻的测量
”
这一电学实验
，
所以
“测
量小灯泡的电功率
”
这一节是他们对电学实验部分更
深入的学习与了解
，
同时也为下一章节
“
生活用电
”
的
（
b
）
援作界面
学习做铺垫.
学生学习的重点是学会设计电学实验去测量小
灯泡的电功率
，
理解实际功率和额定功率的概念及意
义.而教学难点也就在于实验方案的设计
、
电路图的
图
3
“
物理实验课
”
软件界面
设计与实物图的连接以及电流表
、
电压表和滑动变阻
台设备同时投影到同一屏幕.图
5
为电脑与手机连接
器的正确使用•本节课通过情景引入激发学生学习兴
趣;通过实验培养学生实事求是
、
尊重客观规律的科
成功后的界面
，
在手机上连接电路的实验操作步骤将
会同步在电脑上呈现.
学态度;利用虚拟手机实验给学生提供更大的发挥空
间
，
使学生认识到安全用电的重要性
；
并在反思阶段
aafnintt
us»
■8
孚肿
usbwt
传递给学生节能环保的观念.
4.
1
创设问题情景引入
询问学生是否观察过家中房间里的灯泡有时亮
有时暗的情景.
（
手机连接电脑在多媒体上
）
教师演示
：
手机上移
动滑动变阻器
，
学生观察小灯泡忽暗忽亮现象如图
6
(a)
(b)
所示
，
教师提问
：
小灯泡在不同的亮暗程度时所消耗
的电功率将会发生怎样的变化
？
（
从实际生活情境出发,并从情境中提出问题
，
激
起学生的学习兴趣
）
.
(d)
图
4
“
Total
Control
”
连接步骤
图
6
简单串联电路
4.2
新课展开
4.
2.
1
给出额定功率与额定电压概念
利用图
6
小灯泡
，
上面标识了一个
“
3.0V
0.
85W
”
的字样.
图
5
电脑与手机连接成功后的电脑界面
教师提问:
“
3.
0V
0.
85W
”
代表什么含义
？
引导学生回答
“
额定电压”
“
额定功率
”
，
也就是
•
63
•
2020
年
3
月
小灯泡正常工作时的电压与电功率;即小灯泡正常工
作时加在其两端的电压为额定电压
，
在额定电压下工
作所消耗的功率称为额定功率.
教师提问
：
那大家想一想若小灯泡不是在额定电
压下工作
，
即在灯泡亮暗程度不同时
，
它所消耗的是
什么功率呢
？
这个功率有多大
？
（
从实验现象入手
，
环环相扣
，
使学生一步一步进
入到教学情境中
）
4.2.2
实验探究小灯泡在不同亮暗程度时实际功率
的变化情况
教师提问:既要测量小灯泡的电功率
，
那计算电
功率的方法有哪些呢
？
帮助学生回忆:计算电功率的方法有
P
=
y
、
P
=
Ul
两种.
确定实验原理为
P
=
，
再根据所需测量的物理
量一电压
、
电流
，
将其测量对应到相应的实验仪器
电压表
、
电流表
，
从而得到实验大体框架
，
再选定实验
方案.
教师提问
：
由于探究的是小灯泡在不同亮暗程度
时实际功率的变化情况,那在实验中怎样才能改变小
灯泡的亮暗程度
？
引导学生回答:利用滑动变阻器分压改变小灯泡
的亮暗程度.
（
从问题引发思考
，
-步一步引导学生解决问题
）
（
1
）
测量要求.
为全面看清小灯泡电功率的变化情况
,
要求测量
以下三种情况下小灯泡的实际功率
：
〃实
＜
〃紈
，
〃女
：
=
〃额
,
〃实
＞
u
簸
；
见表
1.
表
1
实验填写表格
实验
电压
/V
电流
/A
电功率
/W
发光情况
〃实V
〃额
〃实
＞〃额
（
注意
：
为了电路安全.第三种情况取
5
=1.2I/
W
）
（
2
）
学生小组内相互讨论.
根据提供器材先设计实验电路图
，
在小组讨论中
思考如下问题
：
a.
要是小灯泡两端电压达到额定电压并超过额
定电压需要几节干电池串联作为电源
？
I
”
怎样去连接电路图来改变小灯泡两端的电压
？
（
以这种合作学习的方式突破难点
，
并激起学生
自主实验热情
，
通过这种科学探究过程
，
使学生养成
•
64
•
Vol.
38
No.
06
中学物理
实事求是的科学素养
）
•
（
3
）
学生小组总结.
该实验所需实验器材需要哪些
？
如图
7
所示:
图
7
实验所需器材
（
4
）
拟定实验方案.
根据小组商讨方案画出电路图
（
并通过手机
APP
实际操作去动手连接电路
）
实验原理如图
8
所示
，
只
需要用手调节滑动变阻器到适当位置读出所需三个
要求的数值即可.
图
8
实验电路图
（
教师巡视辅助指导学生进行实验
，
选择儿个典
型小组利用手机投影在教室投影仪上同步进行•可能
会有其他同学在这个过程中观察其他小组实验操作
并发现问题
）
（
5
）
学生小组总结实验结论.
不同电压下小灯泡的实际功率不同
，
电压越大.
实际功率越大;灯泡的亮度由实际功率决定
，实际功
率越大
，
小灯泡越亮.
（
6
）
交流讨论环节.
交流讨论环节①
.
教师提问:在刚才的实验探究过程中你们是否遇
到过什么问题
？
或者你们在实验中有没有尝试其他
新的方法
？
（
可在环节二连线展示
）
学生:灯泡亮暗变化不明显
/
烧坏了小灯泡
/
烧坏
了电表
…
…
/
我们小组利用学生电源去代替干电池
/
中学物理
Vol.
38
No.
06
我们小组用的不同规格的小灯泡
…
…
交流讨论环节②.
教师选取某几组同学现场手机连线电脑再重新
进行一次实验
，
其他小组学生则扮演教师角色来记录
实验操作中的不当之处并尝试在讨论环节讲出改进
方法.
学生
：
连接电路时开关未断开
/
闭合开关前滑动
变阻器没有置于最大阻值处
/
使用的学生电源量程太
大所以烧坏了小灯泡
…
…
交流讨论环节③.
教师提问:针对我们实验中出现的各种问题
，
同
学们对此有何体会与想法
？
(学生自由发表感想
,
畅所欲言.从物理课堂走向
情感升华
)•
(7)
教师评价与总结.
教师先对学生具体问题进行讨论解惑
，
再针对实
验中烧坏小灯泡的情况做重点强调:小灯泡被烧坏的
原因可能是由于加在其两端的电压远远超过其额定
电压导致
，
还可能是小灯泡长时间超额工作导致
，这
是在我们手机上进行模拟实验,烧坏的小灯泡还可以
被修复
，
但要是我们实际生活中用电器的操作不当
呢
？
带来的可就不仅仅是小灯泡被烧坏的问题
，
而是
更有可能威胁到自己与他人的生命安全
，
所以大家以
后无论是在实验室的实验操作还是平时的日常生活
中都一定要注意用电器铭牌上所标识的额定值
，
万万
不可忽视它们的作用.
4.3
课堂小结
利用板书回顾整节课知识点
，
做好知识梳理
，
并
结合前面所学电学知识帮助学生对电学实验形成一
个较为完善知识体系.
本节课通过生活现象引入,使用手机软件再现情
景视频使学生发现变化规律
；
从而引导学生设计实验
并根据设计实验进行实验.学生会利用电流表和电压
表测量了小灯泡的电功率由此认识家用电器铭牌的
重要性;理解了额定功率与实际功率的区别与联系
；
还进一步掌握了实验设计与实验操作的技能.
通过手机模拟的实验课程
，
不损坏一样器件
，
就
可以给学生在以后的实验操作以及生活用电中提供
警示作用,基于此环节进行不仅可以培养学生发现问
题
、
分析问题
、
解决问题以及反思总结问题的能力
，
还
能落实科学态度与责任这一目标的达成.由此实验过
2020
年
3
月
程
，
强调用电器铭牌的重要性
，
充分发挥物理实验在
教学中的重要作用.也能体现总结反思的重要性
，
是
从物理走向生活的体现.
4.4
对教学设计的总结反思
从教师方面来讲
，
背离常规模式
，
采用另辟蹊径
的教学方式
，
可以彰显教师自身专业的发展,对课内
课外相关知识的系统掌握
，
以及对现代技术的灵活运
用能力.
从学生方面来讲
，
既能激发学生学习兴趣
，
也以
此向学生传达手机也是一个很好的学习载体,我们应
该如何合理运用
•
从教学效果来讲
，
手机
“
APP
”
模拟实验现象明
显
，
便于观察
，
不仅能帮助学生更加轻松地掌握本节
知识
，
还避开了实物教具易损坏
、
误差大等弊端.
智能手机在中学物理教学中的应用
，
不但可以解
决资源共享
，
扩展学生知识面,还可以促进学生利用
手中的手机资源记录生活中的物理现象•达到和学
生
、
教师相互交流的目的.同时,使用虚拟技术和传感
器检测技术相结合的方法
，
充分利用虚拟技术的预设
冃的性和传感器检测的真实性特点
，
给予学生多元化
的感受
，
使学生的物理知识得到巩固.
参考文献
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[1]
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，物理课程教材研
究开发中心.义务教育教科书物理九年级(全一册
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北
京
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华雪侠
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中国现代教育装备
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年版
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北京
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人民教育出版社
,2012.
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59
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,2015,44(02)
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(收稿日期
：
2019
-11
-04)