实验物理【数码相机在物理实验的应用】

数码相机在物理实验的应用

关键词初中物理；
实验教学；
数码相机；
微课；
电子白 板 1前言 在新课改初中物理实验教学中，不仅仅是对学生展开理 论教学，更应通过有效的实验教学激发学生学习兴趣，并且 在实验过程中不断培养学生的思维能力、观察能力等。虽然 现阶段很多初中物理教师也经常为学生开展一些物理实验， 但多局限在课堂上，学生动手机会较少，思考的空间有限， 整体实验教学效果并不好。

2初中物理实验教学现状分析 物理是初中教学的重要学科之一，而且物理的理论性较 强，更有很多难以理解的公式定理等，因此必须重视初中物 理教学[1]。实验是初中物理教学的重要组成部分，以实验 为主展开初中物理教学。在实验过程中，学生复习所学习的 理论，并将其有效应用在物理实验中，通过实验的过程验证 初中物理理论知识。但从初中物理实验教学现状分析，整体实验教学中缺乏有效的实验教学引导，初中物理实验课程偏 少，甚至有的学校根本就没有开展过初中物理实验教学，造 成初中物理整体教学质量不高，学生更不懂得如何将初中物 理知识运用到实践中。总的分析，初中物理实验教学现状不 容乐观，而造成这样教学现状的原因主要有以下几个方面。

1）教师教学观念较为落后，过度依靠课本而忽视初中物理 实验部分教学，再加上一些教师认为实验教学较为麻烦，以 及初中物理实验教具的缺乏等，从而导致初中物理实验教学 很难顺利开展。但从本质上分析，初中物理实验教学不仅仅 局限在课堂，如果能够真正将初中物理实验教学引出课堂， 在课外开展实验教学，会更容易引发学生的好奇心，从而激 发学生的学习兴趣，对提高初中物理实验教学质量带来极大 帮助。2）初中物理实验教学方法过于陈旧。现阶段很多初 中物理教师采用的教学方法过于陈旧，在日常教学中注重开 展理论教学而忽视实验教学，从而造成初中物理实验教学开 展难的现状。3）过度注重课堂教学。生活中处处有物理， 初中物理实验教学如过度注重课堂教学的话，势必会导致初 中物理实验教学受到限制，从而影响到初中物理教学的顺利 开展。在初中物理实验教学中，教师应有效引导实验在课堂 以外的时间和场所进行，从而实现初中物理实验走出课堂的 目的，真正让学生的初中物理实验不受时间和地点的限制。

3让初中物理实验走出课堂 在高新技术时代，很多科技成果被应用到教学活动之中，如多媒体、电子白板、微课等，这就为初中物理教学注入无 限的生机与活力，同时增强了学生对物理知识的生动形象理 解，并且进一步完善了课堂教学。数码相机作为生活中一种 常见的现代科技产品，也可以应用到初中物理实验教学中。

数码相机作为一种科技产品，在家用领域完全替代了传统相 机。由于数码相机具有小巧方便、便于携带等特点，加之含 有自动曝光程序，因此可以在不同光照情况下拍出清晰的照 片。同时，现在的数码相机还可以与计算机相连接，可以长 期储存，也可以刻录保存。由于数码相机这些独特的优势， 在初中物理实验教学中，很多以往难以进行的实验操作，教 师都可以借助数码相机的功能特点完成，这就实现了让初中 物理实验教学走出课堂的目的。

4数码相机在物理实验教学中的创新应用方式 连拍功能的物理实验应用数码相机具有连拍功能，在连 拍功能模式下，可以在短时间内以相同的时间间隔连续拍摄 多张照片，同时以“帧”作为计算单位；
而镜头中所捕捉到 的帧数越多，那么连拍功能就会越快，这也是数码相机可以 连续拍摄的原理。结合现下的技术研究情况，多数数码相机 连拍速度为5～8帧/秒。而在初中物理实验教学中，常见的 计时设备，如打点计时器，大约每秒也只能打50个点，无疑 与数码相机的连拍功能相差甚远。如在进行“平抛运动”方 面的物理实验探究时，此节课程实验教学内容主要是通过探 究平抛运动中水平方向与竖直方向的运动特点，从而解决平抛运动问题。为此在实验教学过程中，教师可以取两个小球， 放置在光滑的斜槽中，通过自动开关设置，在一个小球离开 斜槽末端的瞬间，另一个小球同时下落，两个小球一个做平 抛运动，一个做自由落体运动；
然后通过数码相机的连拍功 能拍摄小球运动的瞬间，再运用图片处理软件将小球运动的 照片整合到一张图片之中，最后通过图片数据分析得出实验 结论。微距功能的物理实验教学中的应用微距功能同样是数 码相机独具的一种功能，在数码相机处于微距模式时，可以 贴近微小物体进行对焦，从而把很多细小的事物无尽放大， 将拍摄事物的细节呈现的眼前。在技术研究不断深入的今天， 绝大多数的家用数码相机都具有微距功能，可以看到肉眼难 以观察到的景象。以“螺旋测微器”的教学为例，螺旋测微 器本身的尺寸就比较小，而上面刻度数字就更是难以观测， 因此在初中物理实验教学中，很多教师在进行这一部分教学 时，往往会使用教学课件的方式进行知识讲解。但是这种教 学脱离实际，得到的教学效果往往并不理想。利用数码相机 的微距功能，可以有效解决这一问题。通过数码相机的观察 使用，学生可以清晰地对螺旋测微器的刻度数字进行观察， 整体细节都十分清楚。在这个过程中，教师还可以将通过微 距拍摄的螺旋测微器刻度照片放置在多媒体投影仪中，从而 让学生更好地进行观察，这样就有效地突破了本节课程教学 的难点，而这无疑也是数码相机在物理实验教学中的应用价 值体现。短片拍摄功能在物理实验教学中的应用短片拍摄功能也是数码相机具有的一项功能，目前此项功能在家用数码 相机中几乎已经普及，并且整体拍摄出的视频资料素质十分 高，通常情况下，在高清格式720p下可以达到30帧/秒，同 时在视频拍摄过程中可以进行变焦，并且可以将声音记录下 来。此外，在科技迅速发展的过程中，还有一些数码相机中 增添了即时播放功能，也就是通过计算机同步展示的方式， 将拍摄的视频通过计算机屏幕同步显示出来。而这一功能在 初中物理实验教学中的应用，可以更好地增强教学的演示性， 从而起到增强教学效果的作用。如在进行“曲线运动”实验 时，教师可以在桌面上平铺一张白纸，然后在上面放置一个 沾满墨汁的陀螺，通过陀螺的旋转，对飞出四溅的墨汁射线 轨迹运动过程进行分析。而在这过程中就可以使用数码相机， 借助数码相机的短片拍摄功能，并利用计算机和投影仪播放 整个运动过程的全貌，让学生更加细致地进行动态化分析， 进而帮助学生更好地认知曲线运动方面的知识。

5数码相机在物理实验教学中的应用案例 通过以上分析，了解到实验在初中物理教学中的重要性， 应重视初中物理实验。当然，实验也不能过于盲目，更不能 仅仅将实验局限在课堂中，这样势必会影响到初中物理实验 效果。应结合学生的实际学习情况，以及初中物理实验教学 目标，积极拓展初中物理实验，使初中物理实验走出课堂， 充分运用生活中的事物来完成初中物理实验，以此来验证初 中物理相关性理论知识。以下两个初中物理课堂以外的案例，以日常生活中常见的数码相机为主，展开相应的初中物理实 验教学，具体分析如下。案例一准备一块长木板，或者就地 取材一块长模板，并将木板的一端用工具垫高，使木板形成 一个斜面；
将倾斜的木板固定住，如可以用胶带粘牢，避免 在实验过程中滑动。再准备一台日常使用的数码相机和一个 小球，将小球放在木板较高的一端，并从上端滑下，观察小 球在木板上的运动轨迹是否是沿着木板直线滑下。如果偏离 木板直线，则需要对其进行适当调整，直到小球能够从木板 上以直线滑下为止。根据小球运行方向，利用刻度尺在木板 上标出刻度。将数码相机安装在木板的正上方，为物理实验 做好充足的准备。这个位置要求能够照全木板，也就是小球 在木板上的整个运行轨迹，便于实验数据的采集。在开展物 理实验时打开数码相机的开关，然后释放小球。需要注意的 是数码相机应打开摄像功能，并多做几次小球走向的实验。

关闭数码相机，然后进行数据处理（如图1所示）。实验数 据采集需要采用视频剪辑工具来进行。首先，对小球的走向 速度进行测量。明确所要测量的某个时刻的瞬时速度并设为 p时刻，利用视频剪辑工具确定p时刻附近的两个画面，并分 别将这两个时刻设为p1和p2。利用物理公式可以求出其瞬时 速度，加强学生对物理公式的理解。其次，对小球加速度进 行测量。测量p′时刻的瞬时速度值v′，可以利用公式求出 小球的加速度。案例二准备一张A4白纸，并在白纸上利用刻 度尺画上直角坐标系；
准备一根长木条、一台数码相机、一个小球。将画好直角坐标系的白纸竖直平整地固定到墙面上， 将木条同样固定到墙面上，并保证小球在木条上滚动后能够 水平抛出落到坐标原点处；
如果不准确，需要适当调整木条 的位置。将数码相机固定到白纸的正前方并打开其摄像功能。

将小球弹出并沿着长木条水平抛出，多进行几组实验（图2）。

同样利用视频剪辑工具确定几个实验所要分析的等时间间 隔点，对照相应的画面，记录画面上物体的位置，并对其展 开研究。通过实验加深学生对平抛运动的理解，从而提高学 习效率。

6结语 总之，要实现初中物理实验的有效性，实验道具是不可 缺少的重要组成部分。本文以数码相机作为主要实验道具， 为学生演示两个实验，帮助学生理解和学习相关知识，从而 有效提升学习效率。

参考文献 [1]黄福军.初中物理小实验个性化教学的实践思考[J]. 中国校外教育,2016(36):121,129. [2]温建峰.浅谈如何在物理实验教学中培养学生的创 新能力[J].学周刊,2015(27):191. [3]朱爱娟.新课程理念下例谈初中物理课外实验教学 [J].生物技术世界,2015(7):182,184. [4]刘銮芹.浅析初中物理实验探究的教学模式:以浮力 教学内容为例[J].亚太教育,2015(16):32.