phyphox软件在中学物理教学中的应用.docxVIP

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摘要1第1章绪论2

1.1研究背景2

1.2国内外研究现状2

1.2.1国外研究现状2

1.2.2国内研究现状3

1.3研究意义4

1.4研究目的5

1.5研究方法5

第2章基于phyphox软件的案例设计6

2.1phyphox软件基本介绍62.2加速度传感器7

2.2.1自由落体7

2.2.2电梯运行规律82.3压力传感器10

2.4陀螺仪传感器10

2.4.1向心加速度与角速度的关系11

2.4.2用单摆测重力加速度122.5声音传感器14

2.6光传感器与磁场传感器16第3章基于phyphox软件的教学设计17

3.1弹簧振子复杂问题17

3.2磁场21

第4章基于phyphox软件的课外探究活动25

4.1课外探究活动的意义25

4.2课外探究活动的具体实施——以电梯为例25第5章总结与反思29

参考文献30

摘要

本文主要介绍了phyphox软件在中学物理教学中的应用。Phyphox是搭载于智能手机的物理实验软件，包含力学、声学、光学和电磁学在内的多个领域。首先对该软件进行简要介绍；然后针对软件

中的各类传感器进行整理，介绍其原理、应用并实施部分案例设计；接着将phyphox引入实际课堂进

行教学设计；最后探讨基于该软件的课外探究活动。在这一过程中，体现了phyphox软件应用于中学

物理教学的可行性与优缺点，为实际教学提供借鉴。

关键词：phyphox;中学物理；智能手机；物理实验第1章绪论

1.1研究背景

在传统的物理教学中，广泛使用的辅助教学手段有书籍、粉笔、黑板、实验仪器等：随着科技的进步，幻灯片、投影仪、多媒体计算机、网络教室等现代化的教学媒体逐步走入中学物理课堂。现代科学技术的发展，为学科教学提供了越来越多的应用性成果，给教学工作带来了及其深刻的变化。近年来，伴随着技术的发展与智能手机的不断普及，一些精巧的传感器被搭载在手机上并能够实现精准快速的数据测量和显示，这些传感器不仅可以测量方位、加速度，还能够测量亮度、磁力等等[1],

这为物理教学提供了新的契机。

物理是一门以观察、实验为基础的科学，实验教学是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理教学的特点，利用实验课不仅是为了让学生记住某些相关结论、实验步骤，更重要的是使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。但在实际生活中，由于经济、场地等现实原因，国内许多中学并没有相应配套的物理实验室，真正拥有能涵盖所有高中物理实验的实验室的学校少之又少。并且在普通物理课堂的实验演示中，由于受到常规试验仪器和场地本身的限制，实验效果

常常不如人意，很多实验受到条件的限制也无法让学生在实验室中亲自动手操作。

在教育领域，促进信息技术和课程的融合，近年来成为教育研究和实验探索的热点。基于现代智能手机所含有的各种传感器，德国亚琛工业大学第二物理研究所创建了物理实验手机软件——Phyphox,在某种程度上可以成为辅助物理实验教学的强力帮手[2]。它突破了传统物理实验的限制，拓展了物理课外实验的范围，且有成本低、方便实用的优点。Phyphox软件不仅包含了传统实验所需的大部分基本实用工具，如秒表、角度测量仪、音频发生器等等，它还对手机内置传感器进行了模块整理，如转动、滚动、单摆、弹性碰撞、弹簧振动等多种基本运动。除此之外，教师还可以在其中创建自己的“实验室”,自行编写整个实验，为不同层次的学生制定不同的学习目标，这为教师创建全

新更复杂的实验提供了契机。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

笔者通过在ResearchGate、I0Pscience、GoogleScholar等数据库中有哪些信誉好的足球投注网站到的相关外文文献来看，最早的一篇在2017年5月发表于德国期刊PhysikinunsererZeit,题为Phyphoxbringtdas

SmartphoneinsRollen:

SmartePhysik(Phyphox推动智能手机发展：智能物理)[3]。2017-2018年，有关Phyphox的文献

大多是对该软件功能的简介和在远程访问及数据分析上的优势介绍，如2018年发表的Advanced

toolsforsmartphone-basedexperiments:Phyphox[2];作者也大多是该软件的开发者，如亚琛工

业大学的ChristophStampfer等。随后，一些

学者开始将Phyphox应用于中学物理教学。TheodorosPierratos和HaritonMPolatoglou提出可以使用“光学秒表”来测量小车在斜面上做加速、匀速或减速运动时通过每一盏灯的时间，同时免去了

处理和分析原始数据的需

要，