视频分析软件改善物理实验教学
高中物理的软件
高中物理的软件在当今数字化的时代，高中物理教育也逐渐走向智能化，许多学校和教育机构开始利用各种软件来辅助物理教学。
这些物理软件既可以帮助学生更好地理解物理知识，还可以提高教学效率，让学习变得更加有趣和生动。
本文将介绍几款常用于高中物理教学的软件，探讨它们的功能和用途。
一、PhET模拟实验PhET是由科罗拉多大学伯尔德分校开发的一款物理模拟实验软件，旨在帮助学生通过互动的方式学习物理知识。
PhET中包含了大量的物理实验模拟，如力学、光学、电磁学等方面，学生可以通过这些模拟实验来探索物理规律，加深对理论知识的理解。
PhET的图形界面设计直观友好，操作简单易学，适合学生自主学习和老师课堂应用。
二、Crocodile PhysicsCrocodile Physics是一款专业的物理模拟软件，主要用于模拟物理实验和现象。
Crocodile Physics拥有强大的仿真引擎，可以准确模拟各种物理现象，如力学、电磁学、光学等。
学生可以通过Crocodile Physics进行虚拟实验，观察、分析和记录实验结果，并且可以根据实验结果进行进一步的探究和学习。
Crocodile Physics的功能丰富，适合高中物理教学中的实验教学和课堂演示。
三、Logger ProLogger Pro是一款专业的数据采集和分析软件，广泛应用于物理实验室和科研领域。
Logger Pro可以与各种传感器和实验仪器配合使用，实时记录、展示和分析实验数据，帮助学生理解和应用物理概念。
Logger Pro还支持数据导出和报告生成，方便学生和老师对实验数据进行深入研究和展示。
Logger Pro是高中物理实验教学中不可或缺的工具，可以提高学生的数据处理和实验设计能力。
四、Interactive PhysicsInteractive Physics是一款交互式的物理模拟软件，旨在帮助学生通过模拟实验来学习物理原理和规律。
Interactive Physics拥有丰富的物理模型和仿真工具，可以模拟力学、动力学、热学、声学等多个领域的实验和现象。
信息技术在中学物理教学中的应用
信息技术在中学物理教学中的应用信息技术的应用为中学物理教学提供了丰富的教学资源。
教师可以利用互联网资源找到大量的物理实验视频和模拟实验软件，辅助学生理解物理实验原理和方法。
这些资源可以充分展示物理实验过程，帮助学生在脑海中形象化地再现实验，提高他们的实验理解和分析实验数据的能力。
信息技术为中学物理教学提供了大量的教学课件资源。
教师可以利用多媒体技术将物理概念、实验结果以动画、图片等形式生动地展现给学生，使得学生对物理现象和规律有更深刻的理解。
教师还可以利用课件资源将相关的物理实验与实际应用联系起来，激发学生学习兴趣，帮助学生了解物理知识在现实生活中的应用。
信息技术还为中学物理教学提供了在线教学平台。
教师和学生可以通过在线平台进行课堂讨论和交流，学生可以在家通过网络学习物理知识，并进行在线测试，拓宽了学生的学习方式，提高了学习的便捷性和灵活性。
以上种种，信息技术为中学物理教学提供了丰富的教学资源，帮助学生更好地理解物理知识，同时也丰富了教学内容，提高了教学效果。
中学物理是一门实验性科目，学生需要通过实验来验证理论，培养实验操作能力和实验数据处理能力。
信息技术的应用为中学物理实验教学提供了便利。
信息技术为物理实验提供了虚拟实验平台。
教师可以在虚拟实验平台上设计各种类型的虚拟物理实验，不受条件和环境的限制，让学生在虚拟的实验环境中进行实验操作，培养学生实验操作技能，提高学生对物理实验的兴趣。
信息技术也为物理实验提供了更加精确的数据采集和处理工具。
现在市面上有许多专门为物理实验设计的数据采集和实时显示的设备，学生可以通过这些设备更加直观地收集数据、观察实验现象，提高了实验数据的准确性和可靠性。
信息技术还通过远程实验平台为中学物理实验提供了更多实验机会。
学生可以通过远程实验平台进行实验操作，使得学生在课后、周末或假期仍有其它实验选择的机会，丰富了学生的实践体验。
通过信息技术的应用，中学物理实验教学得到了很大的改善，提供了更加便捷、精确的实验环境和工具，激发了学生学习物理的积极性。
物理实验技术中的实验数据处理与分析软件推荐
物理实验技术中的实验数据处理与分析软件推荐近年来，随着科技的发展，物理实验技术的进步也带来了实验数据处理与分析的需求。
传统的手工处理方法已经无法满足科学家对数据处理的要求，因此，实验数据处理与分析软件成为了科研人员不可或缺的工具之一。
本文将为大家推荐几款常用的实验数据处理与分析软件。
一、OriginProOriginPro是一款功能强大、易于使用的实验数据处理与分析软件。
它可以处理各种类型的数据，包括数值数据、图像数据和声音数据等。
OriginPro提供了丰富的数据处理和可视化功能，用户可以进行数据拟合、统计分析、图表生成等操作。
此外，OriginPro还支持使用编程语言进行自定义分析和图表绘制，满足了不同科研人员的需求。
二、MATLABMATLAB是一款广泛应用于科研领域的数据处理和分析软件。
它具有强大的数值计算能力和灵活的编程功能，可以进行复杂的算法设计和实验数据处理。
MATLAB提供了丰富的工具箱，例如信号处理工具箱、图像处理工具箱等，方便用户进行各种实验数据的分析和处理。
此外，MATLAB还支持与其他软件及硬件的数据交互，具有较高的通用性。
三、LabVIEWLabVIEW是一款专用于实验室测量和控制的软件平台。
它通过可视化编程的方式，实现了快速搭建实验系统、采集、处理和分析实验数据的功能。
LabVIEW 提供了丰富的函数和工具箱，可以支持各种硬件设备的连接和控制，包括传感器、仪器等。
因此，它被广泛应用于自动化实验系统和仪器的控制与数据处理。
四、GnuplotGnuplot是一款开源的绘图软件，主要用于绘制二维和三维图形。
它支持各种数据文件的读取和绘图，可以生成高质量的科学图表。
Gnuplot具有简洁的命令行界面和丰富的绘图选项，用户可以根据自己的需求进行定制。
虽然Gnuplot的功能相对较简单，但它易于学习和使用，非常适合初学者和需要快速绘图的用户。
综上所述，物理实验技术中的实验数据处理与分析软件涵盖了多个方面的需求，每种软件都有其独特的优势和适用场景。
信息技术在初中物理教学中的应用
信息技术在初中物理教学中的应用
信息技术在初中物理教学中可以发挥重要的作用。
以下是一些常见的应用方式：
1. 多媒体教学：通过使用视频、动画等多媒体资源，可以形象生动地展示物理概念、实验和现象，增强学生的理解和记忆。
教师可以利用电子白板或投影仪展示多媒体内容，使课堂更加生动有趣。
2. 仿真软件：使用物理仿真软件可以模拟实验和物理过程，例如模拟重力、光线、电路等，让学生进行虚拟实验，观察和分析实验结果，提高实验技能和科学思维能力。
3. 互动课堂工具：利用互动课堂工具，教师可以设计各种互动活动，如投票、问答、讨论等，促进学生的参与和思考。
学生可以使用手机、平板电脑等设备参与互动，提高学习积极性。
4. 在线学习资源：利用互联网上的物理学习资源，学生可以自主学习、拓宽知识面。
例如，学生可以观看网上视频讲解、阅读电子书籍、解决在线作业等，灵活学习。
5. 编程教学：可以通过编程软件的使用，教授物理实验过程的模拟和控制。
例如，学生可以使用Arduino等硬件平台编写程序，控制传感器和执行物理实验。
综上所述，信息技术可以大大丰富和提升初中物理教学的效果，激发学生的学习兴趣和积极性，促进他们的科学思维和创新能力的培养。
DISlab在大学物理实验中的应用
DISlab在大学物理实验中的应用
DISlab是一个物理实验的数据采集和分析软件，它广泛应用于大学物理实验教学和科研中。
它的应用给实验室教学和学生学习带来了很多便利和优势。
以下将从DISlab在大学物理实验中的应用和优势等方面进行介绍。
DISlab在大学物理实验教学中的应用。
在大学物理实验中，DISlab可以用于数据的实时采集和分析。
教师在实验教学中可以通过DISlab软件直接采集数据，并实时显示数据曲线，比较直观的展示实验数据。
也可以通过DISlab软件对数据进行分析，并进行实验数据的处理和结果的展示。
这样可以大大提高实验的教学效果，使学生更好地理解物理实验原理和实验过程。
DISlab为大学物理实验提供了很多便利。
在传统的物理实验中，老师需要手动记录实验数据，并手工绘制实验曲线，非常繁琐。
而有了DISlab软件，老师可以通过软件一键实现实验数据的采集和曲线的绘制，大大减轻了教师的工作量。
同时DISlab软件提供了丰富的数据处理和分析功能，如拟合曲线、导出数据等，方便老师进行实验数据的处理。
这些功能的应用使得物理实验教学更加高效和便捷。
DISlab软件还为学生提供了更多的实验模拟和实验探究的机会。
通过DISlab，学生可以对一些不易观察和操作的实验进行模拟，如光学实验、电磁场实验等。
DISlab软件可以提供实验数据的实时显示和分析，使得学生可以更清晰地观察实验现象，更好地理解实验原理。
这样可以丰富学生的实验经验和实验探究的机会，提高了学生对实验的理解和探究的能力。
运用视频分析软件提升运动学实验
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１ ２ 传 统运动 学实验 不能反 复呈现 实验现象 ．
在 科学研究 或者教 学过程 中一些经 典 的实验 现象
需要反 复出现 ， 传统 的实 验过 程 不能 够 实现 实 验现 象 的反复呈 现 ， 不利 于反复 对 比的需 要 。 １３ 传 统视频 片段不 能获取 实验数据 ． 在 传统 的物 理实验 中可 以通 过视频 录像 的方 式实
在 学生常用 的运 动学 实 验 中见 到最 多 的是 斜 面 、
现实验现 象和实 验过程 的重复播 放 、 多次 对 比分 析 ， 却
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影像分析软件支持下的物理实验——以验证机械能守恒定律为例
影像分析软件支持下的物理实验—以验证机械能守恒定律为例文丨陈应飞摘®:高中物理的学习常伴随实验，为突破常规教学中场地、器材和时间等限制，基于影像分析软件Tracker软 件平台搭建物理实验室是一个不错的选择。
实践证明，学生应用Trackei■软件并借助常见的器材和生活物品，可以巧妙地开展实验探究活动。
X：键i»1:Tracker软件；物理实验；影像分析一、研究背景物理是一门贴近学生生活的学科。
为了鼓励学生将探究性学习融入生活，教师有必要指导学生借助一些日常物品开展实验探究。
为了让实验过程更具趣味性，使数据处理更直观、便捷，笔 者引导学生与时俱进应用信息化技术辅助幵展实验探究。
一些教师已应用Tracker影像分析软件幵展物理实验，实践证明这是一个很好的方法。
Tracker是一款建立在幵源物理（Open Source Physics,OSP )Java框架下的视频分析和建模工具软件。
它可以通过对运动物体的影像文件进行逐巾贞分析，自动追踪物体运动轨迹，并对影像文件中指定物体的位移、速度和加速度等运动参数进行分析，对相关物理量之间的关系进行拟合运算。
机械能守恒定律是力学中的一条重要定律。
该定律的内容是：在只有重力或弹力对物体做功的情况下，物体的动能与势能可以相互转化，机 械能的总量保持不变。
考虑到通常研究的是仅有重力做功的情况，对于机械能守恒定律，人们可以用式1或式2表达：—mvf+mgh^= —mv2+mgh2(1 )或者A£k=_A E p(2)机械能守恒定律的学习非常重要。
无论是《普 通高中物理课程标准（实验）》，还是《普通高 中物理课程标准（2017年版）》均将验证机械能守恒定律列为必做实验之一。
对于验证机械能守恒定律这一内容，我国现行各种高中物理教材均有介绍，人教版、教科版、沪科版和鲁科版等版本教材都给出了类似图1中左图所示的装置验证的实验方法（引自人教版高中物理必修2)，粵教版和沪科版还提供了借助DIS装置验证摆球运动过程中机械能守恒的方法（图1中右图引自 沪科版高中物理共同必修2)。
Tracker软件在物理实验教学中的应用
Tracker软件在物理实验教学中的应用作者：徐忠岳余杰曾裕来源：《中国教育信息化·基础教育》2014年第06期摘要：Tracker软件通过分析物理实验视频，追踪研究对象的运动轨迹，以简洁高效的数据分析手段揭示物理规律。
Tracker软件可广泛应用于物理演示实验教学和学生课外研究性学习，有利于丰富物理课程资源、突破教学难点、提高教学质量。
关键词：物理实验；Tracker；视频分析中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）12-0075-04一、引言随着生活水平的提高和科学技术的发展，数码相机、手机和网络摄像头等数码产品已进入寻常百姓家，而大部分上述产品都有视频拍摄功能，根据需要拍摄一段视频已是举手之劳。
由于视频是对物理过程的真实记录，在课堂上向学生展示生动的感性材料，相比虚拟的动画更具表现力和感染力，更能充分调动学生视、听觉感受，从而有利于活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣，启迪他们的思维，加深学生对物理知识的理解，提高物理教学效果。
[1]应用视频分析软件可使视频的教学功能锦上添花，其中Tracker软件是由美国卡布里洛大学的道格拉斯.布朗教授开发并维护，可通过分析物理实验的视频片段，追踪选定研究对象的运动轨迹，以简洁高效的数据分析手段揭示物理规律，并且允许用户建立自己的动力学或运动学模型进行模拟实验。
该软件已经成功用于运动学、动力学甚至是光谱分析等领域的教学与研究。
[2]目前，该软件在国内尚未得到广泛的应用，在为数不多的公开发表的论文中，所采用的实例皆来自于Tracker软件的开放资源库。
二、Tracker软件的特点1.精确和人性化的设置方式（1）提供了比例标度的设置功能为了提供真实的分析处理，Tracker软件提供了比例标度的设置功能。
只要在视频场景中找到一个已知尺寸的物体，将标度移到该物体并设置好它的真实长度，在后面的视频分析中软件将自动按照该比例标度将物体在屏幕上移动长度转化为真实场景的尺寸，从而能够还原真实的运动过程。
phyphox软件在中学物理教学中的应用
phyphox软件在中学物理教学中的应用phyphox是一款物理实验软件，可以将手机转化为实验仪器，通过手
机传感器采集数据，实现各种物理实验。
在中学物理教学中，phyphox可
以作为一种实验辅助工具，用于帮助学生理解物理知识和实验原理，提高
学生的实验能力和科学思维。
具体应用包括：
1.验证物理定律和公式。
通过phyphox可以进行多种物理实验，如测
量加速度、力、质量等物理量，验证牛顿定律、动能定理、万有引力定律
等物理公式。
2.探究物理现象和规律。
通过phyphox可以进行光电效应、光谱分析、声音波形分析等实验，深入探究物理现象和规律。
3.提高学生实验能力。
phyphox可以帮助学生了解物理实验的基本操作，提高学生实验技能和数据处理能力。
4.实现数字化物理教学。
利用phyphox可以将传统的物理实验数字化，实现在线教学和远程教学，为学生提供更多的学习机会和资源。
5.培养科学思维和创新能力。
通过phyphox可以开展一些创新性实验，激发学生的创造力和科学思维，培养学生的创新意识和能力。
视频分析软件在物理实验中的应用
视频分析软件在物理实验中的应用视频分析软件是一种能够对视频素材进行编辑和分析的工具。
与传统的视频软件相比，它能够帮助用户对视频中的数据进行量化、分析和统计，并利用分析结果对实验数据进行分析和验证。
在物理实验中，视频分析软件具有广泛的应用，下面就对其主要应用作一简要介绍。
1. 运动学分析运动学分析是视频分析软件在物理实验中最常用的应用之一。
通过观察视频素材中的运动情况，用户可以利用视频分析软件进行分析和统计，从而获取实验中所需的运动数据。
例如，用户可以利用视频分析软件计算出实验材料所需的加速度、速度、位置、运动时间等参数，从而进一步研究和探究运动学规律。
2. 能量守恒定理验证能量守恒定律是物理学中的一个重要原理。
利用视频分析软件，用户可以在进行物理实验时验证能量守恒定理的成立。
例如，用户可以在实验中记录下小球的起始位置和终止位置，以及所需的时间，从而计算出小球的势能、动能，并进而验证其等于总能量。
这种方式大大提高了实验结果的准确性和可靠性。
3. 波动定律探究利用视频分析软件还可以进行波动定律的研究和探究。
例如，用户可以将一端固定的绳子一次性猛拉，利用视频分析软件可以记录下绳子上不同位置的波峰和波谷的位置和时间，从而计算出波长、频率和波速等参数。
这项技术不仅提高了实验数据的准确性和可靠性，还简化了实验过程和时间成本。
4. 力学模拟视频分析软件还可以被用来进行力学分析和模拟。
例如，用户可以将一台计算机连接到实验室的数据采集器上，并利用视频分析软件分析和处理采集的数据。
通过这种方式，用户不仅可以提高实验的效率，还可以准确地获取物体的动态、击打力度等信息，以进一步探究力学定律。
总之，视频分析软件在物理实验中有着广泛的应用。
它不仅能够提高实验结果的准确性和可靠性，还可以帮助科学家和研究人员更好地了解物理规律和定律。
在未来的物理教育和研究中，视频分析软件将会发挥更加重要的作用。
Tracker软件在高中物理教学中的应用研究
Tracker软件在高中物理教学中的应用研究Tracker软件在高中物理教学中的应用研究摘要：随着科技的不断发展，利用计算机软件辅助教学已经成为高中物理教学的一种趋势。
Tracker软件作为一款强大的物理学习工具，能够帮助学生在实践中感受物理规律的奇妙，提高学习效果。
本文通过实验研究，探讨了Tracker软件在高中物理教学中的应用，结合实际案例分析了Tracker软件的有效性和优势，并提出一些建议，希望能对高中物理教学的改进有所启示。
一、引言物理学是一门以实验为基础的学科，而物理教学却往往停留在黑板上的理论知识讲解，这导致学生对物理学的兴趣和学习效果低下。
而Tracker软件的出现为物理教学带来了新的希望。
Tracker软件是一款基于视频追踪技术开发的物理学习工具，它通过分析视频中运动物体的轨迹，提供了更加直观且可视化的实验数据，同时也可以辅助学生进行实验设计和数据处理，提高学习效果。
二、Tracker软件在力学实验中的应用1. 运动物体轨迹分析Tracker软件可以通过导入视频文件，自动识别出视频中的物体轨迹，并生成相应的数据表格。
学生可以通过观察运动物体在不同条件下的轨迹变化，定量分析速度、加速度等物理量的变化规律，加深对力学概念的理解。
2. 实验数据采集与处理Tracker软件还可以通过帧间距、像素测量等功能，帮助学生进行实验数据的采集和处理，实现真实实验中无法实现的高精度测量。
通过与理论分析的对比，学生能够更好地理解实验中存在的误差来源和改进方法。
三、Tracker软件在光学实验中的应用1. 光的传播路径演示Tracker软件可以通过追踪光源的位置，生成光的传播路径动画，帮助学生直观地理解光的传播规律和光的折射、反射等现象，提高学习效果。
2. 物体成像与透镜焦距的测量通过使用Tracker软件，学生可以拍摄凸透镜和凹透镜成像的视频，并通过轨迹分析功能测量物体和像的位置，进而计算透镜的焦距。
STEAM教育理念下高中物理实验设计--以Tracker探究单摆运动规律为例
中学物理 V〇1.39 N〇.052021年3月ST EA M教育理念下高中物理卖验设计—以T m c k e r探究单摆运动规律为例许文龙(浙江省瑞安中学浙江瑞安325200)摘要：以Tracker软件探究单摆运动规律,跨学科综合运用物理、技术、工程和数学知识，对数据进行拟合处理，并对结果作简要分析，在STEAM教育理念的指导下，通过多学科的整合，以学生为主体，充分发挥学生的主动性培养学生 的创新思维和实践能力，对基础教育物理实验的改革起到抛砖引玉的作用.关键词：STEAM教育；Tracker;单摆中图分类号:G633. 7 文献标识码：B文章编号：丨008 -4134(2021)05 -0045 -03目前世界各国正在进人新一轮的竞争，纷纷出台了各种国家战略，以应对新技术发展与产业革命.在这种竞争中谁能胜出，关键在于人才.世界各国非常重视人才的培养，尤其是STEAM人才的培养，各国均站在国家发展战略的高度来看待STEAM教育的重要性.物理实验是基础教育的重要组成部分，它影响学生的实践能力和科学观的培养,影响新课程核心素养理念的落实.基础教育物理实验教学急需新教育理念的引领，而STEAM教育正顺应了这样的需求.1STEAM教育理念STEAM教育在原有STEM教育基础上加入了艺术（Art),是科学（Science)、技术（Technology)、工程(Engineering)、艺术（Art)和数学（Mathmatics)英语首字母的缩写.STEAM将原本分散的五门学科集合成一个整体,分别代表着五类素养，分别是科学素养、技术素养、工程素养、艺术素养和数学素养.它有助于学生从更多视角认识不同学科间的联系，提高自身综合运用知识解决现实问题的能力.作者简介:许文龙（1977 -)，男，浙江瑞安人，硕士，中学高级教师，研究方向：物理课程与教学、物理竞赛.今〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜感，在问题的一一化解中，体验到了学习的乐趣，感受到了成功的喜悦.笔者还欣喜地看到，伴随着问题的提出与探讨，同学们积极思考，主动探究，尊重事实，不断质疑，深入探寻问题的本质，表现出良好的科学素养.一名中学生能在学习中提出有价值的原始问题,既体现学习的主动性和对事物的洞察力，还反映出学生的学习潜质与创造能力，这标志着学生学习能力到了一个新的层次.在学习中生成原始问题是一种良好的学习品质，发现、提出和解决这些问题不仅具有实际价值，还对学生的未来发展具有长远意义.鉴于原始物理问题在中学物理教学中的重要作用，教师应当鼓励学生发现和提出原始问题，不断加强学生的问题意识.为此，教师需要调整教学思路，课前需要做精心的教学设计，课上要营造民主自由的课堂氛围，适时做出巧妙而合理的引导，其中最重要的是创设具体的物理问题情境.创设物理问题情境有很多方式，在需要建立真实的问题情境时，实验教学具有明显的优势，因为基于真实的实验场景，有具体的任务引导，学生能够身临其境，在边学边做中原始物理问题应运而生.教师可以充分利用实验教学这个良好的机会，来促进学生自然地生成原始物理问题.参考文献：[1] 人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材开 发研究中心.普通高中教科书物理（必修第三册）[M].北京:人民教育出版社,2019.[2] 阎元红.基于开阔背景下的原始物理问题探析[J].教 学与管理,2003(19) :60-61.[3] 杨蕾，胡银泉.论中学物理教学中引人原始问题的重 要性[•!].物理教学探讨,2015(09) :9 - 10 + 13.[4] 邢红军，石尧.原始物理问题教学:一个本土化教学理 论的创生[J].教育学术月刊,2016(09) :83 - 90.[5] 王兴乃，张诚，陈准，何振华.中学物理仪器的使用与 检验[M].福州：福建教育出版社，1984.(收稿日期:2020 -11 -26)•45 •2021年3月Vol . 39 No . 05 中学物理S T E A M 教育主要以基于项目的学习、问题的学 习为主要教学（学习）的方式认识世界，以综合创新的 形式改造世界，培养学生解决问题的创新能力，引导 学生通过合作与实践，完成主题项目和解决生活中遇 到的难题.作为一种超越传统的教育模式，它引导学 生适应不断更新的专业知识和快速变化的社会生活.将S T E A M 教育理念融人基础物理实验教学中， 可以有效改善常态基础物理实验教学的弊端.STEAM 教育理念下的基础物理实验教学需要在教学过程中 渗透基于物理学的技术应用和工程建模、注重数学运 算、联系物理学前沿动态以及现代技术等，对教学内 容进行适当重组和扩展，引导学生将物理与技术、工 程、艺术及数学进行有机整合，提高学生的综合素养.2 S T E A M 教育理念下物理实验教学的改进利用Tracker 探究单摆运动规律是高中物理基本实验的拓展，它对学生通过单摆运动图像深化理解单 摆的运动规律和培养学生实验创新意识、数字化实验能力有很好的辅助作用.本文以S T E A M 教育理念为 切人点，结合基于Tracker 探究单摆运动规律实验案 例，探讨如何在S T E A M 教育理念指导下开展物理实 验课程教学的创新设计.利用Tracker 深度探究单摆 运动规律，突出体现S T E A M 教育的综合性、探究性、 自主性、互助性、实践性和创新性等特征.2.1传统实验装置及其不足传统实验利用漏斗一边来回摆动一边勻速拉动 漏斗下方的硬纸板，观察漏斗所漏出的细沙在硬纸板 上留下的痕迹来研究单摆的运动规律.实验原理是用 硬纸板的匀速运动的位移等效代替单摆运动的时间， 用漏斗左右摆动表征单摆的位移，如图1所示.图1使用沙漏演示单摆运动规律的方法虽然简单易 操作，但其精确度不够，适合半定量探究，其误差主要 来源于“漏沙”过程中沙粒运动的影响及难以控制的 硬纸板匀速前进.这种装置和实验方法不利于培养学 生运用跨学科知识分析解决问题的能力，难以有效落 实新课程理念下的核心素养目标.2.2改进实验培养学生的综合素养用手机拍摄单摆运动视频，利用Tracker 软件分析摆球运动拟合出单摆运动的图像.Tracker 是一款视 频分析软件，是由美国卡里洛大学的道格拉斯•布朗 教授开发，Tracker 通过分析所拍摄的视频，追踪选定 对象的运动轨迹，就可以快捷地进行数据分析，归纳 物理规律，并允许用户建立自己的运动学或动力学模 型进行模拟实验.Tracker 已成功用于运动学、动力学， 甚至光谱分析等领域的实验研究.软件界面如图2所 示，所用到的器材有手机（相机）、直尺、小球和细 绳等.f lr«ck wM l «M «矚（U l •«!■薦d m -a xa «U4-i♦.必C i.■ S Ojt-vBiriamtma -MttMMiMI图2该实验方法充分体现了学科知识的整合取向，实 验过程要求学生综合运用物理、数学、工程、技术等学 科知识处理数据得出规律，培养学生的科学素养、技 术素养、工程素养和数学素养.S T E A M 教学以准确的 科学原理为依托，掌握各学科基础知识仍然是开展 S T E A M 教学的前提，因此在这一实验中，学生必须提 前了解单摆运动的相关知识，这也说明了 S T E A M 教 学设计很重要.2.3 实验步骤及数据拟合处理在纯色背景墙上确定好标尺，比如黑板面上，学 生用手抓住细绳上端，细绳长25c m ,绳下端系住一个 小球，用手机拍摄小球在竖直面内摆动的短视频，通 过微信、Q Q 、A P P 等将短视频发送到电脑，在电脑上 运行Tracker 软件，点击左上角菜单：文件一打开，载 入短视频进行分析处理.具体步骤如下：(1 )单击Tracker 软件:新建一定标杆.将此标杆 上的数字改成0.25单位为m ，并将标杆锁定隐藏.(2)单击直角坐标轴.按住坐标轴拖动它，将坐标轴的原点拖到摆球运动的最低点，作为描绘单摆运动 的坐标原点，锁定并隐藏坐标轴.移动黑三角形（▲)选择跟踪的视频范围.(3) 单击按钮创建一质点，创建•个“质量A ”，单 击菜单中的自动追踪，根据提示将红色方形虚线框缩• 46•中学物理 V〇1.39 No.052021年3月小到刚好容纳小球的大小,单击搜索按钮，追踪分析 视频得到结果如图3所示.(4)在图3右侧上方波形上点鼠标右键，选择“分 析”一“拟合”，选择拟合曲线为+/1+ C),设置合理参数后得到图4所示的拟合结果.从 图4看出拟合曲线与实际测量数据点吻合得相当好，其初始位移偏差％ =3.086 x 10_3m,相位C = 1. 136, 振幅4 =3.261 x 10 2m.从图4波形中得出其周期r =Is.根据单摆周期公式，摆长25c m的单摆,其周期为T=2t图33 S T E A M教育理念下实验结果分析改进后的实验比原先的更能体现综合性和新颖 性，需要学生运用多学科素养才能开展探究,体现跨 学科特性.实验数据的采集由计算机完成，精度高，误 差小，实验结果直观.在实验设计方面，基于STEAM 教育理念，结合工程、信息技术及数学知识进行设计 并开展探究，所涉及的S T E A M知识见表1.与传统基 于“沙漏”的实验相比，学生花费更多时间进行自主思 考与探究，培养了学生的创新能力、数字化实验能力，图4激发了学生的学习热情，调动学生学习的积极性.改 进后的实验方案简单易行，可让学生在课堂合作探 究:一个学生拿着单摆在黑板前摆动，另一个学生用 手机（相机)拍摄短视频，然后由学生导人电脑进行数 据拟合，处理过程与结果直接通过多媒体展示给全班 学生.真正实现了信息技术与传统实验技术的整合, 培养学生合作探究精神和能力，有利于学生将理论知 识的学习与实践探究更好地结合.表1实验中用到的STEAM学科知识科学(S)技术(T)工程(E)艺术(A)数学(M)简谐振动规律:动力学知识视频传输和导入；Tracker视频追踪软件的数据拟合处理摆球和摆绳的选择;黑板上标尺的刻画;控制好单摆在平行于黑板的面内摆动；短视频的拍摄设计实验课的宣传海报;实验报告的规范设计等根据实验测得的数据点的分布规律选择恰当的数学函数进行拟合，并根据拟合结果分析运动规律基于S T E A M教育理念的物理实验在课程设计和 教学质量上均有明显优势，但改进后的物理实验，课 程任务周期长，占用教学时间多，而且需要教师和学 生熟悉技术和工程方面的知识，这使得S T E A M教育 理念在当前阶段难以得到广泛应用，因此，可将其作 为综合实践类和探究类物理实验课程开设.4结束语基于S T E A M教育理念的物理实验与传统常态物 理实验不同，它不再限于学科本身，而是将技术、工 程、艺术和数学与高中物理相结合.S T E A M理念不仅体现在实验方案的选择、实验装置的设计上，也体现在实验过程中，鼓励学生通过合作与交流进行探究，把学生的学习和跨学科课程设计相结合，为探究基础物理实验教学的创新和改革提供新思路与新方向.参考文献：[1]段雨薇.探索ST E A M教育项目样态助推科技教育创新变革[J].中学物理，2019,37(23) :5 -8.[2]段雨薇.基于ST E A M理念的物理实验课程实践——ST E M教育视角下《超重》教学案例[J].中学物理，20〗8,36 (23) ：44 -47.(收稿日期：2020-11 -11)•47•。
物理实验技术中的实验数据分析软件推荐
物理实验技术中的实验数据分析软件推荐随着科学技术的进步，物理实验技术也在不断发展。
在过去，科学家们通常需要耗费大量的时间和精力手动处理实验数据，然后进行分析和解释。
然而，随着电脑和软件技术的日益成熟，现代物理实验室可以借助各种实验数据分析软件来处理实验数据，从而大大提高实验效率和准确性。
在众多的实验数据分析软件中，有几个被广泛认可且被物理学界所推荐。
首先，MATLAB是一款被广泛使用的实验数据分析软件。
MATLAB不仅具备强大的数学计算和统计分析功能，还具备出色的数据可视化能力。
物理学家可以使用MATLAB进行数据的滤波、拟合和噪声处理等操作，并通过绘制直观的图表和图像来展示实验结果。
此外，MATLAB还支持自定义算法和编写脚本，使得用户能够根据自己的需求进行个性化分析。
其次，Python是一门非常流行的编程语言，也被广泛用于物理实验数据处理。
Python具备丰富的科学计算库，例如NumPy和SciPy，可以方便地进行高效的数值计算和实验数据分析。
与MATLAB相比，Python是一门开源的编程语言，拥有活跃的社区和庞大的用户群体。
Python的易学易用特性使得它成为物理学界的首选，因为它既可以满足初学者的需求，也能满足专业科研人员的高级需求。
除了MATLAB和Python，还有一些专业化的实验数据分析软件。
例如，Origin是一款专门用于科学和工程数据分析、绘图和数据可视化的软件。
Origin拥有直观友好的界面和丰富的图表模板，使得科学家能够快速地进行数据分析和展示。
Origin还具备高级数据处理功能，例如非线性拟合、峰度分析和多数据集集成等，对于复杂的数据分析任务非常适用。
此外，对于一些特定的实验领域，还存在一些专业化的数据分析软件。
例如，粒子物理学领域广泛使用的ROOT，地震学领域使用的SeisWare，以及生物物理学领域使用的ProFit。
这些专业软件在各自领域内积累了丰富的经验和方法，可以帮助科学家更好地处理和分析实验数据。
视频分析方法在物理教学中的应用——用数码相机实现精细观察
作者： 罗乐[1] 项华[2] 梁婷[2] 聂榕[1]
作者机构： [1]成都石室天府中学,四川成都610041 [2]北京师范大学物理学系,北京
100875
出版物刊名： 物理教师
页码： 10-10页
年卷期： 2013年 第3期
主题词： 视频分析法 数码相机 连拍 逐帧播放
摘要：随着21世纪信息技术的蓬勃发展，科学形态在继实验与理论之后出现了第3种形态——计算（基于计算机手段）．物理科学方法中也出现了计算形态的视频分析法．本文介绍了视频分析法中常用到的获取视频资料的方法，即使用数码相机的连拍、高速摄影、预先记录（动画）、摄影和高速摄影模式拍摄照片或视频，并在电脑上利用播放器逐帧播放来实现对物理现象的精细观察．。
以电磁炮为例研究软件 Tracker在教学中的应用
以电磁炮为例研究软件 Tracker在教学中的应用摘要：随着信息技术高速发展，信息技术越来越多的被用来进行物理研究和教学。
如果能把信息技术用在传统物理教学上，二者结合后能够带来积极的影响。
本文利用视频分析软件Tracker，研究探索电磁炮炮弹运动的轨迹和规律，通过Tracker软件的视频分析功能和建模分析功能，建立模型，将电磁炮运动的轨迹分解成沿x轴和沿y轴的两个方向，记录并分析出电磁炮炮弹的运动轨迹，可以使电磁炮运动过程可视化，加深学生的直观印象。
关键词：Tracker软件；大学物理教学；电磁炮一、引言随着信息技术的飞速发展，计算机技术被广泛运用于生活的各个方面。
近年来，许多老师和学者也将计算机技术运用于物理研究与教学方面，而视频分析方法就是基于计算形态的新的科学方法之一。
视频分析软件Tracker，是一款具有视频建模和视频分析功能的软件，通过研究大量的物理实验，证明该软件可以在大学物理教学中的一些内容上进行使用，如抛体运动、圆周运动、自由落体运动和简易的二维碰撞等，使物理过程最大程度的可视化，帮助学生自主学习物理规律、研究及验证物理实验。
从而促进学生学习，有利于学生更深层次地理解，也可以增加学生学习的趣味性，提高学生学习的效率，是一种便捷有效的技术手段。
Tracker软件发明于2005年。
该软件的发明者是美国卡布里洛大学的道格拉斯﹒布朗教授。
在发明该软件后，道格拉斯﹒布朗教授就不断针对Tracker软件的使用方法以及它的视频分析功能和视频建模功能进行了介绍与讨论。
从2005年至今，道格拉斯﹒布朗教授针对Tracker软件在物理领域的应用，一共举办了6次大型研讨会议，国外很多学者在不断研究Tracker 软件在物理学习中的应用并取得了一些成就。
在我国，一些学者从2011年开始对Tracker 软件进行应用研究，目前有些在物理教学中应用的报道，但整体来说数量还比较少。
利用Tracker视频分析软件研究实验，可以随时录制研究视频，免受实验地点和实验仪器的限制，也可以使用电视、电影、网络及虚拟游戏等视频进行分析，还可以使用课本上的一些图片来进行轨迹等静态分析，调动学生们学习的积极性，从而提升教学的效率和效果。
运用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学
运用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学随着科技的不断发展，智能手机已经逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
智能手机的应用程序也在不断增加，为人们的生活带来了诸多便利。
在教育领域，智能手机的应用也愈发广泛，特别是在物理教学中，智能手机APP Oscilloscope的运用已经成为一种新趋势。
中学物理是一个极具挑战性的学科，学生常常在电学部分感到困惑。
而智能手机APP Oscilloscope便可以通过其实时波形显示和信号分析功能，直观、生动地展现电学实验现象，让学生更好地理解电路中的电流、电压、频率等概念。
今天我们就来谈谈如何通过运用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学。
智能手机APP Oscilloscope可以提高学生的学习兴趣。
传统的物理实验往往需要使用笨重的仪器设备，而且实验的过程往往比较枯燥。
而通过智能手机APP Oscilloscope，学生可以直观地看到电路中电流和电压的变化，这样的真实、生动的演示方式无疑会引起学生的浓厚兴趣，从而激发他们对物理知识的学习热情。
智能手机APP Oscilloscope可以提高实验的效率和安全性。
在传统的物理实验中，学生往往需要通过搭建电路、接线等操作来完成实验，然而这样的操作往往存在一定的安全隐患，同时实验的过程也较为繁琐。
而智能手机APP Oscilloscope则可以将实验的过程直接显示在手机屏幕上，学生无需亲自搭建电路，从而大大提高了实验的效率，同时也减少了操作中的安全隐患，为学生提供了更为安全的实验环境。
在运用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学过程中，也需注意一些问题。
教师和学生需对智能手机APP Oscilloscope的使用方法进行充分培训，以确保其能够正确地进行操作。
需要注意智能手机APP Oscilloscope的准确性和稳定性，以免因为设备本身的问题而影响实验结果的准确性。
视频分析软件在物理教学中的应用
视频分析软件在物理教学中的应用
高慧丽;熊建文
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2011(040)007
【摘要】介绍了利用视频分析软件研究物体运动过程的方法，并应用此视频分析技术探究自由落体运动的规律，进而挖掘该软件应用于物理教学的价值．
【总页数】3页(P79-81)
【作者】高慧丽;熊建文
【作者单位】华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006;华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006
【正文语种】中文
【中图分类】O4-4
【相关文献】
1.物理仿真--M atlab软件在物理教学中的应用之五 [J], 朱国强
2.求解物理方程--Matlab软件在物理教学中的应用之一 [J], 朱国强
3.绘制物理图像--M ATLAB软件在物理教学中的应用之二 [J], 朱国强
4.视频分析软件Tracker在物理实验教学中的应用——以“动量守恒定律实验”的创新改进为例 [J], 闫彩霞;程敏熙
5.视频分析软件在物理实验中的应用 [J], 李玉峰; 熊建文; 杨友源
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phyphox软件在中学物理教学中的应用
phyphox软件在中学物理教学中的应用
phyphox软件是一款非常实用的物理实验软件，它不仅可以在实验室中用来进行数据采集和曲线拟合等操作，还可以在中学物理教学中起到很好的辅助作用。
首先，phyphox软件可以帮助学生更加深入地理解物理实验的原理和过程。
通过该软件，学生可以直接观测到物理实验中各个量的变化情况，进而更好地理解实验现象和实验装置的原理。
其次，phyphox软件可以帮助学生更加直观地理解物理公式和理论。
通过该软件，学生可以将实验数据导入到软件中进行分析，从而得到各种物理量之间的关系式和公式，进而更加深入地理解物理公式和理论。
除此之外，phyphox软件还可以帮助学生培养科学实验和数据处理的能力。
通过该软件，学生可以学会如何进行数据采集、处理、分析和展示，进而提高自己的科学实验和数据处理能力。
综上所述，phyphox软件在中学物理教学中具有非常重要的应用价值，它可以帮助学生更好地理解物理实验原理和公式，提高自己的科学实验和数据处理能力，是中学物理教学中不可或缺的工具。
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视频分析软件改善物理实验教学作者：贺福
来源：《物理教学探讨》2016年第02期
摘要：实验是高中物理的基础，教学中经常要通过测量得出物体的运动学参量随时间变化的规律。
本文以Tracker软件研究平抛运动规律和验证动量守恒定律为例，展现该软件在这方面的强大功能。
另外，该软件还具有成本低、操作简单、易于推广等特点，如果在高中教学中加以利用，有助于学生在探索认识物理世界的同时，更便捷、直观地掌握物理学的基本知识和技能，体验、领悟科学研究方法，建立科学的价值观。
关键词：Tracker软件；平抛运动；动量守恒
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）2-0010-2
1 引言
当今世界人类的生活离不开高科技产品，它使我们的生活变得方便、快捷、丰富多彩，在物理教学方面同样如此。
偶然的机会接触到了视频处理软件——Tracker。
在实际教学中，人教版必修1物理教材中提到过类似的工具，但没有把它展示给学生，而且可能教师也没有接触过这个软件。
笔者经过一段时间的摸索，发现Tracker软件功能强大，物理运动学中的实验基本上都能够很方便地使用这个软件，并且不需要打点计时器、秒表和光电门等实验仪器的辅助。
下面将详细介绍该软件，并以一个实验为例，展示其在实验教学中的强大功能。
2 软件使用
打开Tracker软件（如图1所示），选择主菜单的“视频—导入按钮”，将视频加载，通过“视频—剪辑设定”对视频起始帧和终止帧进行设定，并按下列基本步骤进行分析。
1）设定参考坐标。
选择“轨迹—坐标轴—显示”建立正交的坐标轴。
2）进行参考尺寸的定标。
由于在视频中无法看出真正下落的距离，所以在视频背景中要预先设定已知长度的参照物。
3）选定研究对象。
本实验的研究对象是球，选择“轨迹—新建—质点”按钮，创建质点“Mass A”代表球。
4）进行轨迹控制。
Tracker轨迹控制的方式有两种：一种是自动追踪，按住Shift+Ctrl 键，出现1个圆圈，通过这个圆圈标示出研究的对象，在后面的视频中软件可以自动追踪研究对象的位置。
自动追踪容易出现的问题是当视频中的物体运动速度过快时，或者附近有相似颜色的物体时会出现追踪偏差。
第二种是自行打点追踪，按住Shift键，出现1个光标，选取皮球上的标示点作为研究点，点击鼠标左键，软件自动记录其位置和当前视频时间，视频会进入到下帧，依次用鼠标点击研究点连续获得其位置随时间的变化。
5）显示图像，依据获取的位置和时间坐标Tracker 可以同步绘制出其位移和速度随时间的变化曲线。
2.1 验证碰撞过程动量守恒实验
实验仪器：气垫导轨、两个碰撞用的小车，iphone6手机、标示清楚的直尺（放于视频的背景中，用于后面定标）、木头垫子两个。
用iphone6手机记录下两滑块在气垫导轨上的碰撞过程。
滑块1的质量m1=160.1 g，滑块2的质量m2=282.2 g，滑块2在碰撞前速度为零。
以下各图展示了实验的情况：
在图2中碰撞前和碰撞后的速度随时间变化的图像都是直线，这表明碰撞前后滑块都是在做匀速直线运动。
另外，从图中可以观察到碰撞后的斜率比碰撞前的斜率小，这说明碰撞后滑块的速度比碰撞前小。
两条直线应满足函数式：
y=A*t+B。
通过数据拟合得到两条直线的斜率（也就是速度大小），滑块1碰撞前的速度v1=0.467 m/s[如图2（a）中箭头部分所指A的值]，碰撞后的速度v2=0.160 m/s[如图2（b）中箭头部分所指A的值]。
同样的方法可以得到滑块2碰撞后的速度v2=0.504 m/s（如图3中箭头部分所指A的值）。
接下来验证碰撞前后系统的动量是否守恒：
碰撞前系统的总动量
P前=P1前+P2前=0.2822 kg×0.467 m/s+0=
0.131 kg·m/s。
碰撞后系统的总动量
P后=P1后+P2后=0.2822 kg×0.160 m/s+
0.1601 kg×0.504 m/s=0.126 kg·m/s。
结论：在误差允许的范围内系统的机械能守恒，也就是滑块1和滑块2组成的系统碰撞前后总动量守恒。
3 总结
从以上实验可以看出，Tracker视频分析软件在物理实验教学中有以下几方面的优势。
1）成本低、操作简单、功能强、可简化物理实验。
实验中我们不需要那么多的实验器材，“验证碰撞过程中动量守恒定律”实验中光电门系统也可以舍弃，“描绘物体速度随时间变化的图像”实验中打点计时器、纸带、电源和直尺也不需要，“验证机械能守恒”实验中铁架台、打点计时器、纸带、直尺和电源都不需要。
另外，实验操作步骤也简化了，只需要拍摄合格的录像和数据处理这两步。
2）可拓展实验范围和实验选材，使实验更灵活，更贴近生活。
比如，在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，利用Tracker软件可处理真实的汽车在马路上加速启动时速度随时间变化的规律，只需在视频的背景中放置标尺。
在讲自由落体运动时，可以用Tracker软件验证其加速度为重力加速度g。
3）学生可以自己设计实验，可以培养学生的科学研究素养。
实验辅助工具的多样化，更有利于学生主动去猜想、设计、实施和完成实验，从而总结得出具有普遍意义的物理规律。
由于Tracker成本低、操作简单、功能强，使学生自主实验操作难度降低。
这不但可以培养学生分析问题、解决问题的能力，而且更有利于提高学生的科学研究素养。
参考文献：
[1]李玉峰，熊建文，杨友源.视频分析软件在物理实验中的应用[J].实验室研究与探究，2009，28（4）：62—64.
[2]吴肖，朱道云，胡峰，吴福根.利用视频分析软件Tracker 研究皮球的弹跳[J]. 物理实验，2013（7）：40—42.
（栏目编辑赵保钢）。