盤俊春
我們知道,中學物理這門課程最重要的一項內容就是實驗,通常我們只能在學校實驗室里做,而且有好多實驗我們還不能去做,因為做實驗首先要確保的是安全,如在進行電學實驗時,如果沒有專業(yè)的教師指導,那么實驗操作不當時是存在有觸電和引發(fā)火災等安全隱患的。但為了學習,我們又很想驗證某些實驗,特別是一些較危險的實驗,這時又該如何呢?還有就是像電學之類比較抽象的內容,學生是較難理解的,主要原因是他們真正動手做實驗的機會比較少,這樣就導致在理解某些知識時會有一定困難,如果能讓學生多做點實驗的話,相信會使學生更好地掌握這些知識。那要如何解決這些問題呢?其實我們在沒有實驗器材的情況下,利用一款名叫“物理實驗課”的手機App也能模擬做試驗,“物理實驗課”App可以模擬各類電學、天體物理等實驗,是一款可隨身攜帶的移動物理實驗工具。
● 物理實驗課的主要功能及特點
“物理實驗課”是福州豈微網絡科技有限公司開發(fā)的一款手機應用App軟件,它無需器材就能進行高精度中小學物理實驗。從小學科學課上的通電燈泡實驗,到高中測量電流表、電壓表電阻的經典演示實驗,都能輕松實現(xiàn)。
物理實驗課是一款免費的軟件,App版本同時支持蘋果和安卓系統(tǒng)的手機與平板。在安卓手機里安裝并打開軟件(下載網址:http://physics.sxl.cn/),啟動后的登錄界面和主界面如圖1所示。
界面很簡單,沒有什么菜單,界面下方右下角有一個顯示實驗器材按鈕和導線選擇按鈕,在左下角有一電路圖模式和實物模式的切換按鈕,左上角有一個文檔操作按鈕,里面有保存實驗等操作功能。我們可以隨心所欲地添加實驗器材到桌面上,就能嘗試在不同條件下做各種實驗了。它有如下功能與特點:
(1)能從實物連接生成可編輯的精確電路圖;
(2)具有高精度引擎自動模擬計算,更有實時示波器支持;
(3)可以對各類元件屬性進行自由設置,能完整復原您的電路圖;
(4)能完美復現(xiàn)電學元件的每個細節(jié),包括模型、外觀以及電學性質。
● 利用“物理實驗課”App進行實驗
利用“物理實驗課”App可以模擬做各種電學實驗,軟件包含基礎電路、交流電路、家庭電路、邏輯電路等幾類元件,下面簡單介紹一下如何利用“物理實驗課”做實驗。
1.利用“物理實驗課”做發(fā)光燈泡電學實驗
這是電學實驗中比較簡單的實驗,具體操作步驟如下:
(1)點擊屏幕右下角顯示實驗器材按鈕,進入基礎電路工具箱,選中“一節(jié)電池”,在桌面空位處點一下,桌面就出現(xiàn)了一節(jié)電池,同理在桌面添加“白熾燈泡”和“簡單開關”這兩個元件(如圖2)。
(2)點擊屏幕右下角導線選擇按鈕,會彈出導線工具箱,在工具箱中可以選擇導線及其顏色,然后依次點擊各元件的正負極(紅色為正,黑色為負),讓它們之間通過導線連接起來。
(3)選中“簡單開關”元件,會在屏幕下方出現(xiàn)元件的操作按鈕和相關信息,點擊“開關閉路”就可以接通電源,使燈泡亮起來。如果覺得擺放位置不太好,可以直接對元件進行拖動,也可以進行旋轉,操作方法和在一般的智能手機上操作是一樣的。
(4)我們還可繼續(xù)進行實驗,發(fā)現(xiàn)燈光不夠亮,則可以再加一節(jié)電池,還可以加上一個“滑動變阻器”來控制燈泡的亮度,如圖3所示。
(5)我們還可以把實物連接變成可編輯的精確電路圖,點擊左下角的切換電路圖模式按鈕,就可以把實物圖轉換成電路圖(如圖4),而且也可以直接對電路圖進行操作修改,效果和操作實物圖一樣,這個功能非常實用,它可以讓學生不再對電路圖恐懼了。
以上是利用基礎電路元件進行實驗,App還提供了交流電路、家庭電路、邏輯電路和演示實驗等共40多種實驗元件供使用。
2.利用“物理實驗課”做電荷實驗和天體物理實驗
“物理實驗課”App還提供了電與磁實驗和天體物理實驗平臺,但還沒有開發(fā)完成,下面通過實驗做簡單介紹,具體操作步驟如下:
(1)點擊屏幕右上角選擇實驗類型為“電與磁”,然后點擊屏幕右下角選擇按鈕,會彈出電荷工具箱,在工具箱中可以選擇元件,里面元件不多,只有正負電荷和正負試驗電荷。
(2)我們把正負電荷添加到桌面上,這時我們再把正負試驗電荷放到想要觀察的位置,就可以進行實驗觀察了,電荷在不同的位置會出現(xiàn)不同的運動軌跡(如上頁圖5)。
(3)點擊屏幕右上角選擇實驗類型為“天體物理”,然后點擊屏幕右下角選擇按鈕,會彈出天體工具箱,在工具箱中可以選擇各種星球,里面有行星、恒星、衛(wèi)星和隨機行星,我們可以把它們添加到桌面上進行觀察。
(4)例如,這里添加了太陽和太陽系里的九大行星,添加到桌面后就可以構建成為太陽系,我們點中太陽,其他行星都會繞著太陽運動,如果我們點中其他行星,那么其余的星球就會以點中的星球為中心并繞著它運動。屏幕左下角還有一個星球的運動速度控制器,我們可以通過它來調節(jié)運動速度,如圖6所示。
以上只簡單介紹了兩個基本實驗,其他的實驗大家可以自己嘗試去做,這里就不再舉例。
總的來說,“物理實驗課”App是一款不錯的物理實驗仿真軟件,我們可以利用“物理實驗課”來隨心所欲地做物理實驗,通過實驗可以加深對知識的理解。