手机中的传感器在科学教学中的应用

手机中的传感器在科学教学中的应用

毛学辉

关键词：手机；APP；科学教学

智能手机的不断更新升级和手机移动智能客户端的大量开发，生活的各个方面都有相关的APP软件为人们提供方便。学习类的ＡＰＰ软件也如雨后春笋般大量地诞生，其中有很多优秀的资源可以在学科教学中起到很多积极作用。因此，我们应该重视和挖掘这个资源宝库，为学科教学添砖加瓦。

一、常见传感器类APP以及其功能

手机中的传感器有十几种，有光线传感器、距离传感器、重力传感器、声音传感器、加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪、GPS、指纹传感器、霍尔传感器、气压传感器、心率传感器、血氧传感器、紫外线传感器等。一些传感器APP软件专门从这些手机传感器中读取数据，以可视化的界面给用户提供各种信息。苹果APPSTORE上可以下载的APP软件MYsensors中有加速度传感器，陀螺仪，磁力仪，气压计等，还有其他相关的APP也含有各类传感器功能。

科学教材中很多实验中都没有直接测量各种物理量，这其中与很多物理量测量所需要的仪器缺乏或者使用难度大有一定关系。很多时候更多地是用转换法来表示一些物理量。例如：用吸引大头针的数量来表示磁场强度的大小。虽然用转换法能反应出物理量大致的大小或强弱，但是如果能用仪器和工具测量出具体的数值对学生理解相关的科学规律有更有益处。

手机中有磁场传感器，很多手机的指南针APP都是读取这个传感器的数据来实现指南针的功能。APP软件Mysensors磁场传感器不仅可以显示磁场方向，也能显示磁场强度。在浙教版教材科学八年级下第一章中，个别实验中磁场强弱变化不明显，用小磁针或者回形针等来展现出来比较困难，可以利用磁场传感器来直接读取一些实验中磁场的强弱和磁场的方向。APP软件Mysensors中的气压计可以准确量大气压的读数,相对实验室的水银气压计和空盒气压计都要准确。在不同海拔和不同天气情况下，手机内的气压计都会显示不同的大气压值。

光线传感器是手机内的测量光照强度的工具。传感器工具箱，这个APP软件就是可以读取光照强度的软件。在初中科学实验中，涉及到光学部分的内容，例如凹透镜和凸透镜在光的会聚和发散方面的区别就可以通过测量光照强度来实现。

声音传感器能准确测量传到手机位置的声音的响度。在科学实验中声学实验的部分，涉及声音的响度部分往往都是靠学生自己的耳朵来感觉响度大小，很多时候往往都存在判断不准确的情况。

二、传感器类APP资源在科学教学应用的模式

1.利用APP软件在课堂上直接演示

探究声音的传播需要介质的实验装置中需要抽取玻璃罩中的空气。在实际操作过程中，玻璃罩的气密性往往不好很好，空气抽取的实际效果往往不好。声音最后是否变轻，在这个实验中也是需要学生去感觉的。如果实验效果不明显，往往是听不怎么出声音的变化。笔者利用APP软件分贝仪定量测量声音响度，微小的响度变化也能测量出来，使得实验结果更加有说服力。同样在探究声音响度与物体振动幅度关系时，可以用敲击鼓的鼓面轻重来让鼓面的振动幅度不同。不过，声音的响度没有使用仪器测量的话，只能用人耳朵来判断。人耳朵在响度差别不大时，判断并不灵敏，实验结果不是靠仪器和工具而是靠人的感觉，体现不出科学严谨性。因此，这个实验也可以引进分贝仪进行准确测量，也体现科学探究的严谨性。

很多涉及磁性强弱的实验都是用到转换法，并没有真正测量具体的磁场强度。个别实验中磁场强弱变化不明显，用小磁针或者回形针等来展现出来比较困难。APP软件Metaldetetor读取手机中磁场传感器数据的软件，能测量磁场强度，并用单位μT表示。在通电导体周围存在磁场这个实验中，通电导体产生的磁场强度往往比较小。如果用手机的磁场传感器就能准确测量出未通电和通电情况下磁场强度。在探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关问题时，也能测量不同条件下磁场强度，让学生进行直观的分析。

2.利用APP软件上截取的素材在教学内容中展示

APP软件上有很多大量有助于科学教学的资源，可有些合适直接在课堂教学中展示，有些可能需要适当处理和加工后，再在课堂教学中进行使用，也往往有事半功倍的作用。如何从APP软件中截取有效的素材，在课堂教学合理使用，也是需要摸索的方面。

在学习天气和气压相关知识时，很多学生对雨天气压比较低，这个规律难以理解。于是笔者让学生利用能实时测量大气压数值的APP晴雨表，记录晴天和雨天大气压的变化情况，在课堂上展示采集的数值和图片资料，学生对大气压和天气之间的联系就有了相对深刻印象。同样展示在学校所在山区和市区所在平原，这者不同海拔位置上所获取的大气数值。

学生能深刻体会到海拔越高，大气压越小的规律。这些通过传感器类APP软件截取的资源让学生在学习时，不只是空洞地接受知识，而是有事实的证据去说明，同时培养了学生对科学事实敢于验证乐于的精神。

三、APP软件资源对学生学习兴趣培养和课后拓展的积极意义

手机其实在学生中已经是很普及的物品。其实任何事物都有两面性，手机也是如此。如何正确引导孩子使用手机和手机内的各种APP应该是教师和家长要思考的问题。

手机内与科学相关的APP软件不仅在科学教学中有一些应用，更多地可以让学生在课后使用。学生在这些APP中可以找到很多学习科学的乐趣，这也是现在教育最缺乏的。学生更乐意在玩中学，学中玩。同样地，传感器类的APP在课后拓展中有很多其他的用途，让学生感受到科学不仅仅在课本里，而是无处不在的。

参考文献：

[1]冯超.物理老师如何借助教育APP提升教育效率[J].数理化学习，2016(3).

(作者单位：浙江省瑞安市高楼镇中学325211)