康贤明
（福建省泉州市城东中学 福建省泉州市 362000）
摘要：分析比较新旧人教版教材中关于“速度测量”的实验设计，给出改进建议。
关键词：教材 实验设计
信息技术与物理实验整合是教学中的一把“双刃剑”，如果使用不当，不仅会得不到应有的教学效果，还会使教学带来负面的影响。2019版人教版普通高中物理教材中编写了大量与信息技术整合的实验，大多数实验能与传统实验融合互补，为教学服务。但是，个别章节的实验设置却不大合理。
“位置变化快慢的描述——速度”是新人教版必修一的第一章第3节，本节教材中安排了两个实验，一个是“测量纸带的平均速度和瞬时速度”，栏目为“实验”，一个是“借助传感器与计算机测速度”，栏目为“拓展学习”。旧教材中本节内容分成两节，“运动快慢的描述——速度”和“实验： 用打点计时器测速度”，旧教材中除了这两个实验外，还有一个实验是“气垫导轨和数字计时器”安排在“科学漫步”栏目，这个实验利用光电门传感器测量速度。新教材只在练习与应用中设置了一道关于光电门计时器的习题，对光电门的原理没有具体介绍。新教材将“借助传感器与计算机测速度”这个实验编写在“位置变化快慢的描述——速度”一节，却删除了“光电门传感器测速度”实验，教材这样编写值得商榷。
“借助传感器与计算机测速度”实验的大致内容如下。先简单介绍了传感器的原理，即用“位移传感器”把物体运动的位移、时间转换成电信号，经过计算机的处理，可以立刻在屏幕上显示物体运动的速度，自动绘制出物体运动的v-t图像。教材使用近一页的篇幅介绍两种测量方案的原理，方案一的原理虽然初中有接触，但对中等偏下的高一学生颇有难度，方案二的原理难度更大，要学习教材后面的内容才能理解。旧人教版教师用书解释如下：“从《课程标准》的要求看，该栏目的内容不是硬性的，教师可以根据学校的具体情况安排。有实验条件的学校可以把此作为课后兴趣活动进行研究。不管是否有条件做这两个实验，但实验的原理还是有必要进行讨论的。第一个测量方法的原理，来自于初中曾经做过的闪电和雷声的时间差计算发生雷击的地点。第二个实验的原理，可以在学习完两章内容之后再来解决问题。”按照教师用书的解释，这个实验是作为拓展内容。教材中还解释，“这样实验的目的是可以用更多的时间和精力对物理过程进行分析”，而在教材后续章节中，却没有一个实验用位移传感器研究运动的。
从教学目标看，本节的教学目标是理解速度的概念，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系，在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，逐步体会取极限的思想方法，其中逐步体会取极限的思想方法是重点和难点。“借助传感器与计算机测速度”实验对于以上教学目标没有任何帮助。
对于“光电门传感器测速度”实验，旧人教版教师用书解释如下：“本节提供的‘科学漫步’介绍了气垫导轨和数字计时器。作为测量物理运动速度、加速度的实验方法，这个实验已经被很多学校采用。在教科书第5课后的‘问题与练习’第4题中，以此实验方法为依据设计了一个计算加速度的练习。所以，即使在本节课中不介绍此实验，到那时还是要分析此实验的”。可见“光电门传感器测速度”实验比“借助传感器与计算机测速度”实验更符合教学实际，教师更容易操作。从教学目标看，借助“光电门传感器测速度”实验，能够帮助学生理解平均速度和瞬时速度，帮助学生体会极限的思想，突破难点。利用光电门传感器可以设计如下教学过程。如图，让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动。在滑块上放上不同宽度的遮光片，测出不同遮光片通过光电门所用的一段时间间隔。当滑块从同一高度滑下，其前端P到达A点时的速度相等。滑块上装有不同宽度的遮光片，它们的宽度分别为AA1、AA2……用光电门测量滑块上不同宽度的遮光片通过A点所需时间，可以知道它们经过A点时的平均速度。逐渐减小遮光片的宽度，发现遮光片宽度小于某个数值时，平均速度就几乎相等。说明在时间小到一定程度后，滑块通过A点的瞬时速度就等于遮光片经过A点过程的平均速度。这样的设计可以让学生逐步体会极限的思想。
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教材是教师教学、学生学习的第一手资源，教材编写的内容应该是最适合教学、最适合学生学习的内容。随着信息技术的不断发展和走向深入，我们清晰地认识到并不是所有的传统实验都要与DIS结合，关键还在于教学的最优设计。在教学中不能喧宾夺主，不要在于形式的表现，而应在于服务学科的教学目标，应根据具体的教学内容和学生的实际水平，进行合理地选择与搭配，以发挥最优化的教学效果。[1]根据上述分析，“借助传感器与计算机测速度”实验不能服务本节的教学目标，不符合学生的实际水平，并不是最优的设计，而被删除的“数字计时器测速度”是能突破教学难点、服务教学目标的设计。因此，笔者建议教材删除“借助传感器与计算机测速度”实验，改用“数字计时器测速度”实验。
参考文献
[1]许文.“有效"是传统实验与 DIS实验的结合点[J],物理教学，2008.10.
基金项目：本文为福建省教育科学“十三五”规划2019年度教育教学改革专项课题“新课程背景下高中物理实验与信息技术整合研究”（课题编号:Fjjgzx19-029）研究成果之一
姓名：康贤明 出生年月：1981.5 性别：男 籍贯：福建泉州 民族：汉 最高学历：本科 职称：中学一级教师 研究方向：高中物理教学 邮编：362011 单位：福建省泉州市城东中学