传感器技术在中学物理实验教学中的应用_汤跃明

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传感器在高中物理实验中的应用

传感器在高中物理实验中的应用

传感器在高中物理实验中的应用摘要:新课改背景下,物理学习对物理实验的要求越来越高,强调要让学生真正接触实验,并从中学会知识的应用。

因此,信息技术越来越多地被运用到实验教学中,尤其是传感器。

传感器能展示教师无法亲自演示的实验,也可以减少实验的误差。

同时,传感器的使用能让学生获得更好的实践体验,提升学生的综合素质。

关键词:传感器的应用;高中物理实验;小球碰撞实验引言物理实验中引入传感器的测量方法已势在必行,这不仅成为信息技术与物理课程融合的需求,也为教育手段的现代化提供了契机。

与此同时,传感器进入物理实验中能对学生创造性思维能力的培养有一定的帮助作用。

1.传感器传感器是一种非电量与电量间的转换和检测的装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点有:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。

通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和P未敏元件等十大类。

由此可见传感器应用的范围很广,因此在物理实验教学领域,其技术手段也需要不断更新,如:力、热、声、光、磁转换成便于测量的电学量,并能放大、传输、储存、显示或做出必要的控制输出信号。

2.高中物理教学的不足2.1物理教学的资源欠丰富随着新课改的不断深入实施,物理教材也同步在更新,而且不同地方所使用的物理教材也有所不同,并且也有一些不足。

从物理教材所涉及的知识面来看,受到一定限制,教学资源并不十分丰富。

2.2学生的主体地位并没有充分显现出来受传统教学模式的影响,在物理课堂上教师仍然是以自我为中心开展教学,一味地进行知识的灌输与“填鸭”,导致学生的学习处于被动状态,并没有真正做到自主学习、自主探究。

被动接受知识不利于学生的思维发展,由此也降低了学生的学习效率,导致学生对物理学习产生一定的畏难情绪。

传感器技术在中学物理实验教学中的应用

传感器技术在中学物理实验教学中的应用

传感器技术在中学物理实验教学中的应用
近年来,随着人们对物理实验教学的重视,传感器技术也逐渐得到了广泛的应用。

传感器
的出现,大大改善了物理实验中测量变量的准确性,简化了实验流程,提高了实验的可靠
性和及易用性。

首先,传感器技术使得测量变量的准确性得到了大大的提高,特别是测量极其微小的物理量,而传感器可以准确地获取变量,而不会降低测量精度。

其次,传感器能够改善物理实验中的流程,由于传感器可以自动收集实验数据,大大减少了实验时间,节省了学生的实验时间。

再次,传感器技术改进了实验的可靠性和及易用性,由于传感器技术正在发展,而且它们可以根据应用场合进行调整,所以实验组可以轻松调整参数,以有效地完成实验。

此外,传感器技术在物理实验中还可以分析和衡量实验中发生的现象,从而更好地理解这
些现象。

如重力,电场,热学等现象就是通过传感器技术来检测物理量的。

使用传感器,
学生可以以一种更加精确、方便地方式来理解物理实验。

总之,传感器技术在中学物理实验教学中的应用可以大大提高实验可靠性和测量精度,帮助学生更好地理解物理实验,掌握物理实验中的知识。

值得一提的是,使用传感器不仅可
以节省实验时间,而且可以全面提升物理实验教学水平。

传感器在高中物理实验教学中的应用共4页文档

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传感器在高中物理实验教学中的应用传感器是能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号的装置。

它能感受力、热、光、电、声等多种信息,并将它们换成便于测量的电学量,再进行放大、传输、储存、显示或做出必要的控制输出,便于我们数据处理。

电流传感器、电压传感器、力传感器、温度传感器等代替传统实验常用测量器材有电流表、电压表、弹簧秤、水银温度计等。

与传统实验仪器相比,传感器具有数据可靠优点,可以节约时间,提高课堂教学效率。

传感器与数据采集器、计算机相结合,并辅以教学软件,构成了数字化信息系统实验室(简称DISLab),通过数字化信息系统实验室(简称DISLab)突破一些传统实验室中不能做、难观察的实验。

1.运用传感器可以使实验现象更加明显直观物理是一门实验学科,许多物理概念规律的推导都需要借助实验获得,帮助学生理解。

进入高中阶段后,物理知识更加抽象,实验更复杂,所用仪器多,处理数据过程繁琐。

电流、微电流、电压、压强、温度、声波、位移、力、磁、光电门等多种传感器可以代替传统测量元件,完成力、热、光、电、磁等多种物理量的测量。

摩擦力是生活中常见的一种力,学生很容易认识它,教师在讲解时多采用弹簧秤拉静止在水平面上的物体,让大家认识静摩擦力的大小,通过弹簧秤匀速拉动物块测滑动摩擦力的大小,但是在讲解静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系时,传统实验用弹簧秤很难观察,因为由静摩擦力变为滑动摩擦力的过程,力的大小变化并不明显,学生不易观察。

但是通过传感器,再连接数据采集器,可以直接把摩擦力变化输入电脑,并绘制成图像,使所有学生都清晰地认识到:最大静摩擦力大于滑动摩擦力。

又如学习《简谐运动》这一节时,传统处理模式是教师直接告诉学生弹簧振子的振动图像,并不是学生直接观察到的,学生只能默默接受。

新课标的理念强调发挥学生的主观能动性,让学生发现新知识。

如果我们将传感器技术直接运用于本实验,将位移传感器接收模块固定在支架上,连接到数据采集器第一通道;将位移传感器发射模块两端的金属环与弹簧振子实验器上的水平弹簧相连,并用软线将其垂直悬吊在实验器的垂直杆上。

传感器在高中物理实验中的应用

传感器在高中物理实验中的应用

传感器在高中物理实验中的应用摘要:物理实验教学是新学科的要求,也是物理教学的重要阶段。

在这一过程中,不仅培养学生学习物理的兴趣,而且培养学生的认真观察,培养自己的分析比较、判断、总结和提高自身综合素质的习惯,都是有益的。

因此,实验物理教学在实施注重培养学生创新精神和实用技能的优质教育方面发挥着独特和不可替代的作用。

关键词:传感器;高中物理实验;应用策略引言随着新客户的到来,物理学习越来越多,强调了学生真正参与实验和学习知识应用的重要性。

因此,信息技术越来越多地用于实验教学,特别是在传感器中。

传感器显示教师自己无法进行的实验,并降低误差率。

传感器的使用使学生能够改善体验,提高学生的素质。

一、高中物理实验教学的现状(一)没有得到足够的重视从实际情况来看,虽然很多教师都知道物理实验教学的重要性,知道实验对学生物理学习能力提升有很大的帮助。

但是,在应试教育理念的影响下,还是有部分学校和教师过于关注学生的物理卷面成绩。

因此,在日常教学过程中,就会过多地去关注学生对于课本理论知识的理解和掌握,却没有在课堂教学中充分重视实验教学。

这样一来就导致学生的实践能力无法得到提升,使学生对于物理实验操作不是很理解,就会在很大的程度上影响到学生的物理学习情况。

(二)教学方法单一我国当前的教育环境普遍存在教师教学风格沉闷、教学方法单一的情况,导致课堂氛围枯燥无趣。

高中生的学业压力较大,枯燥乏味的课堂学习更无法吸引学生的兴趣,教师要把握好学生的青春发育阶段,利用学生的兴趣和活泼好动的特点,加强引导,提高学生的自控力,学生对一些未知的事情充满好奇,教师如果不能加强引导,学生的课堂注意力难以集中,导致听课效率不高,也影响着教学效率,不利于学生夯实基础,为今后的物理学习埋下隐患。

物理作为连续性学习很强的学科,需要打好基础,由浅入深。

除此之外,一些教师没有多角度思考问题,只是一味地注重知识的灌输和讲解,没有考虑学生的听课效果和理解程度,更没有针对学生学习情况改变教学技巧,这是忽略学生作为课堂主体的一种表现。

浅谈传感器技术在初中物理实验教学中的应用

浅谈传感器技术在初中物理实验教学中的应用
(一 )呈 现 数 字 化 的 实 验 手 段 通过物理实验教学的成功实例可以 表 明,可 视 化 物 理 现 象及规律,在实验中成功的关键是让学 生“看 到 现 象”。 物 理 虽然作为一门以实验为基础的科学,在中 学 实 验 室 中 无 法 演 示全部的实验。这时数字化传感信息系统提供的先进技术 手段就起了非常重要的作用。例如:相 互 作 用 力 的 效 果 是 生 活中的常见现象,双 手 击 掌,两 手 都 疼;人 站 地 上 不 掉 下 去, 是受到重力和支持力。如何从物理学的规律出发更好的认 识相互作用力的 特 点,却 是 一 个 教 学 难 点。 两 个 力 大 小,方 向的特点 ,传统实验装备只能用弹簧测力 计 测 量 水 平 方 向 力 的大小关系,在竖直 方 向 上 由 于 有 重 力 的 影 响,结 果 存 在 的 误 差 比 较 大 ,不 能 给 学 生 提 供 有 分 析 价 值 的 数 据 。 数字化传感器此时的优势就显示出 来 了,将 传 感 器 引 入 相互作用力 的 教 学,学 生 在 实 验 中 手 持 力 传 感 器 往 两 边 拉 动,就可以在很短的时间内清楚地记录下 两 个 力 随 时 间 变 化 的 图 像 ,及 其 运 动 过 程 中 两 个 力 的 关 系 。 在实验技术和进步的实验手段的有 机 结 合 下,学 生 不 仅 看到了物理现象,总 结 出 了 物 理 规 律,学 生 对 物 理 学 的 兴 趣 也被唤起,而学生在科学探索的道路上能 走 多 远 的 关 键 因 素 正是由这种兴趣来决定的。 (二 )将 抽 象 的 东 西 ,具 体 化 ,可 视 化 。 在《声》这一章的学习中,难点在于 怎 样 让 学 生 了 解 和 掌 握声音三个特性。这个问题在教学中 出 现 声 传 感 器 时,问 题 一下就变得非常简 单 了,声 音 的 增 强、减 弱 过 程 声 可 以 被 传 感器直接检测到,这一过程也可以在计算 机 上 被 清 晰 地 观 察 到。伴随音叉振动形成 的 “波 形 ”现 象 还 可 以 利 用 声 传 感 器 检测到,读出每秒 钟 “波 形 ”的 个 数,就 是 该 声 的 频 率。 由 于 传感器技术的独特的作用,使实验的微观 现 象 被 极 大 地 扩 展 和可视化, (三 )突 破 局 限 ,弥 补 不 足 在电磁学实验教学中的一个难点是,电 磁 学 看 不 到 摸 不 着,学生没法观察到现象,一切靠想象,可 能 还 会 在 心 中 形 成 电磁学的“晦涩、难 懂 ”的 印 象,而 失 了 物 理 学 习 的 信 心。 电 磁学一章中,例如,在 利 用 导 体 切 割 磁 感 线 产 生 感 应 电 流 的 实验中,使用单根导线进行切割是最 理 想 的 实 验 设 计。 学 生 对结构简单的单根导线来切割磁感线,产 生 感 应 电 流 不 存 在 认知困难。但用单根导线切割磁感线 的 电 流 相 当 微 弱,如 果 用传统实验仪器,只能测毫安级,电流 太 弱,灵 敏 电 流 计 指 针

传感器在高中物理实验教学中的应用

传感器在高中物理实验教学中的应用

传感器在高中物理实验教学中的应用作者:周亚金来源:《新课程·下旬》2018年第12期摘要:在经济快速发展的今天,信息技术的发展也称得上是飞速了,同时国家新一轮课程改革也在进行同步的推进。

物理实验室中对于传感器的引进也势在必行,这不仅成为信息技术与物理课程融合的要求,也将成为教育手段现代化的一个新的突破口。

与此同时,传感器进入物理实验室对学生物理创造性思维能力的培养也非常重要。

所以,传感器对于高中物理实验室的作用是不可替代的。

对传感器在高中物理实验教学中的应用进行了相关分析,希望可以为广大一线物理教师提供一些帮助。

关键词:高中物理;传感器;物理实验教学物理实验教学是目前新课标的要求,同时也是物理教学所必不可少的步骤。

在这个过程中,不但可以培养学生学习物理的兴趣,对于培养学生敏锐的观察力也是大有帮助,另外还可以培养学生自己进行分析对比、判断推理、归纳总结的习惯,并提升其自身的综合素质。

所以,物理实验教学在实施以培养学生创新精神和实践能力为核心的素质教育中有着独特的不可代替的作用。

一、高中物理实验教学概况与功能1.高中物理实验教学概况在新课改中,对于高中物理实验的要求主要就是提高全部学生的基本科学素养,在授课的过程中重视学生对于物理基础知识的整体感受和把握。

在教师实施教学时,重视培养学生自主学习的能力,使课堂多元化、多样化。

高中物理实验通常有以下两种:第一种是根据实验组织形式的不同,将实验分为教师演示实验、学生边学边实验、学生分组实验和学生课外实验等;第二种是根据实验的特性分类,主要分为验证性实验、探索性实验、应用性实验等。

2.物理实验的教学功能高中物理的实验教学主要有以下功能,首先就是实验能培养高中生学习物理的兴趣,其次是实验能创造学生学习物理基本知识和掌握物理规律的环境。

在进行物理实验的过程中践行教学的方式有助于学生加深对所学知识的理解。

让学生自己动手做实验对提高学生探索问题和解决问题的能力会有很大的帮助。

传感器在高中物理实验中的应用研究

传感器在高中物理实验中的应用研究

传感器在高中物理实验中的应用研究摘要:随着科学技术不断进步,教育改革不断深入,教育工作者也应当不断思考,如何能够提高教学效率,提高学生学习兴趣,让他们学习到的知识能够很好地内化。

本文以高中物理实验为例,探讨传感器在其中的运用,希望对于高中物理实验教学的创新也能够有一定启发。

关键词:传感器;高中物理实验;运用思路将传感器技术融入到物理实验教学中已经在现实中被尝试、探索,通过教学结果可以看出,该技术与实验课程的融合可以更加有效的解决教学中的一些难题,对于学生的思维能力、探索能力和创新能力也是一个推动因素。

那么如何让其更加便捷、高效的运用于物理实验教学是一个依然值得探讨的问题,这是教育责任使然,更是教学效果提升的必然要求。

一、传感器概述传感器是一种转换装置,也是一种检测装置,可以实现电量和非电量之间的沟通,同时还能够感受到被测量对象的相关信息,将其转换为电信号或者其形式,从而让信息得以储存、显示、处理、控制。

从特点来看,传感器的特点是多元化的,诸如数字化、智能化、网络化、系统化等,通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件等几类。

由此可以看出,正是因为它的特性和功能使然,该技术对于物理实验中的知识点理解和操作都是一种推动力。

例如,对于测量碰撞过程中速度大小来说,如果老师一味地讲解方法,然后进行分析,学生只能被动接受、半信半疑,如果可以利用传感器进行辅助,学生的理解能力会大幅度提升。

二、传感器在高中物理实验中应用的意义分析经过上面的分析可以看出,在高中物理实验教学中运用传感器可以有效提高课堂效率、实验引导价值以及课堂氛围,那么,其具体意义如何呢?本文结合工作经验对此做出梳理,具体如下:首先,在高中物理实验中引入传感器可以让很多实验现象被更加清晰的感知到,将实验过程的微妙过程予以体现、保留,让学生更好的感悟物理知识以及知识点之间的内在联系。

传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究

传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究

传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究研究生姓名:余耀军入学时间:2006年5月导师姓名:呼力雅格其副教授专业(方向):学科教学(物理)年级:2006级现工作单位:内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗世纪中学2008年12月传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究中文摘要:传感器技术是一种与现代科学密切相关的实用技术,具有便捷、直观、实时、准确等特点。

在中学物理实验教学中引入传感器技术,不仅使某些在当前条件下无法实现的实验成为可能,提高中学物理实验教学绩效,还能促使学生了解先进的科学技术,获得科学的学习方法,形成正确的学习态度。

为了推进传感器技术在中学物理教学中有效应用,本文以现代教育理论为基础,结合传感器技术的特点,分析了应用传感器技术进行中学物理实验教学的优势。

从实验效率,效果和教学效益三方面与传统实验进行了比较。

利用传感器技术对传统实验进行改进,不仅使实验过程中的变化更为明晰、现象更为清楚,而且从定量的角度反映实验过程中的变化,改变传统的教学模式及学习方式,使教学更加有效,提高学生实验素质和信息素养,反思与评价更加全面。

研究表明传感器技术不仅弥补了传统实验工具的缺陷,而且革新了物理实验仪器与方法,拓展了物理实验的内容。

将传感器技术应用于探究性学习,可以取得传统实验无法达到的良好效果。

此外,笔者对教师和学生使用该技术进行教学的有效性和可操作性进行了分析和总结。

但是传感器技术在中学物理教学中的应用远远不止这些,还需要在今后长期的研究中不断摸索和总结经验。

关键字:传感器技术,物理实验,中学物理,实验教学,物理教学。

英文文摘:目录(暂缺)第一章绪论1.1选题背景1.1.1问题的提出物理学是以实验为基础的科学,物理教学必须以实验为基础。

随着教学改革的发展,实验教学得到逐步加强,但是总体来说,在中学物理教学中,实验仍然是薄弱的环节,它极大地影响着物理教学质量的提高,与时代发展对人才的要求很不适应。

为加强高中物理实验教学,《普通高中物理课程标准(实验稿)》中明确指出:“物理实验是高中物理教学中的重要内容”。

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传统实验教学整合的数字化实验室应运而生。本文就中学物理实验中应用传感器技术的优点作一简单论述, 期待这
一新的知识、技术能早日并广泛地应用于物理教学, 为传统的物理实验教学注入新的活力。
关键词: 信息技术; 传感器; 物理实验; 整合
中图分类号: G434
文献标识码: A
一、引言
人类的发展和进步是建立在工具和手段的进步 之上的。时代在变化, 科学在进步, 应用于教学领域 的技术手段也在不断更新, 人们不断地运用各种工 具和仪器延伸着自己器官的感知范围和准确度, 传 感器就是其中的一种。传感器担负着信息采集的任 务, 相当于人类的“五官”, 在物理实验中, 能够将感 受到的物理量, 如: 力、热、声、光转换成便于测量的 电学量, 并能放大、传输、储存、显示或做出必要的控 制输出。传感器进入中学物理实验室, 不仅成为信息 技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新的 突破口, 而且还能突出物理学科重实际、重应用的特 点, 对培养学生实践动手能力, 激发学生学习科技的 兴趣, 提高综合素质和发展创新思维有着重要的作 用。与传统的实验仪器相比, 传感器更具有品种多、 技术新、功能强、发展快、性能可靠等优势。过去实验 测量器材有电流表、电压表、弹簧秤、水银温度计等, 现 在 则 可 用 电 流 传 感 器 、电 压 传 感 器 、力 传 感 器 、温 度传感器等来测量物理量, 根据测得的实验数据, 再 运用计算机强大的信息处理功能探索物理规律。学 生在这种环境下体验“做科学”的探究过程, 从而实 现科学能力和科技素质的培养。
图3
图4
在弹簧振子的振动实 验 中 ( 图 3) , 直 接 将 运 动 发射传感器作为弹簧振子固定在演示装置上, 并与 位移接收传感器位置相对, 使之水平振动, 就可以观 察到振动图像( 图 4) 。所以, 这个实验不仅能让学生 “看到”力, 还能够“看到”位移。这意味着实验技术和 实验手段的进步不仅让学生“看到”了物理现象, 帮 助他们总结出了物理规律, 还唤起了学生对物理学 的兴趣, 而这种兴趣正是决定学生在科学探索的道 路上能走多远的关键因素。
提供了新思路, 体现了信息技术对物理教学的整合。
图7
在暂态现象实验中引入传感器, 可以把一个个 物理过程的瞬间变化凝固下来让学生仔细观察和分 析。而“看到”物理现象, 正是理解和认识物理规律的 第一步。
4.利用传感器技术, 学生可以进行探究式学习, 培养创新思维
探究式教学是以探索物理规律为出发点, 以实 验活动为中心, 以学生的探究能力的培养为根本的 一种教学方法。在信息技术的支持下, 探究式教学模 式可以发挥更大的作用。物理学习是一个贯穿了实 验、观察、归纳和抽象的过程。在实验教学中, 我们注 重通过实验再现科学发现的过程, 从而让学生体验 到“猜想— ——验证— ——归纳”的科学探究过程 , 初 步 掌握科学研究的方法[5]。传感器的应用大大提高了这 种探究过程的实效。对传统实验进行“再挖掘”, 改变 传统实验条件, 开发其潜在的教育和教学功能。中学 物理中的动能定理、动量定理和冲量定理是中学物 理教学中的重要内容, 而传统的教学方法使学生从 理论推导上得到了合乎逻辑的结论, 然而在实际中 什么是动量, 什么冲量, 什么是动能, 为什么动能的 定义要有一个 1/ 2 的系数? 学生是没有感性认识的。 在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程 中, 教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景, 主 动地进行探索、学习; 通过处理实验的一系列数据 , “发现”新规律,“定义”新的物理量, 让学生在研究和 归纳的过程中感性地理解物理变化及其规律。这样 学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象, 而 且可以掌握学习物理的一种能力, 即独立思考、大胆
3.运用传感器技术可使暂态现象凝固化 在电磁学实验教学中, 实验现象抽象, 再加上受 限于传统的实验手段和方法, 使一些物理现象不能 够清晰展现, 影响了学生对物理规律的认识, 甚至因 为电磁学的“艰深、晦涩”而失去了学习物理的信心, 形成了教学中的一个难点。如果将电流传感器引入 自感实验中, 就可使这种状况大大改观[4]。先将实验 进行改进, 然后教师引导学生对电流的变化过程进 行分析研究, 学生直接看到了实验现象, 并将电流随 时间的变化记录为图像。在此基础上, 老师又启发学 生通过对通电瞬间、通电后、断电瞬间和断电后四个 阶段的观察、分析, 并利用电流传感器电流随时间变 化图像印证学生分析推理的正确与否。在这个过程 中学生由被动地听讲变成了主动参与, 在积极的对 话交流过程中加深了对自感现象本质的理解。这样 不但消除了传统实验仪器不能够直观反映出更本质 现象的弊端, 促进了学生积极地参与, 引导学生由被 动学习走向主动学习, 大大提高了课堂教学的效果。 自感实验现象的“暂态”特征突出, 实验难度大, 对观察和分析手段的要求很高。自感现象实验的关 键, 在于让学生对通电、断电之后, 两个支电路电流 的变化情况及产生原因有一个明确的感性认识。以 往的教学过程中, 一般采用在电路中串接小灯泡的 方法, 实验可靠性较差, 现象不明显, 很难把实验做 深、做透; 改进后的实验电路图如图 5 所示, 选用两 只电流传感器, 分别替代传统实验电路里的小灯泡 或电流表( 图 6, 配套使用朗威(r)EXB 系列电学实验 板) 。利用计算机软件, 即可得到两条清晰展示通电 自感与断电自感现象全过程的图线( 图 7, 其中细曲 线代表电阻的支路, 粗曲线代表自感的支路) 。学生 对自感现象的本质也就了然于胸了。
图1
53Βιβλιοθήκη 数字探究实验室总第 238 期 中国电化教育 2006.11
图2
在弹簧振子的振动实验中, 学生对实验过程相 对应的物理规律感觉比较抽象, 理解起来十分困难。 学生很难同时观察到回复力、加速度、速度和位移四 个物理量在运动过程中的大小和方向。若利用力传 感器和位移传感器, 加上现代信息技术的优势叠加 分析性, 可方便地调节振动频率或者使其暂停, 动态 分析必将有利于学生建立起简谐运动完整的物理图 景, 取得其它教学手段难以收到的效果。下面具体介 绍一下这个实验, 如图 3、图 4 所示。
!收稿日期: 2006 年 7 月 12 日 责任编辑: 朱广艳
55
图5
54
2006.11 中国电化教育 总第 238 期
数字探究实验室
假设和严谨探索实验的能力, 从而开拓学生思维和 培养学生的创新意识。
三、结束语
丰富的传感器可以增强学生的实践体验, 信息
化的实验手段可以拓展学生探究日常生活中物理现
象的能力, 从而能激发学生探究的欲望, 强大的数据
处理能力和开放的平台有利于学生通过努力发现问
参考文献: [1] 冯容士.工具的变迁, 课改的理念— ——DISLab 综述[DB/ OL]. http:
/ / wuli.pudong- edu.sh.cn/ CenterWeb/ 532/ InfoList.asp?ColumnID= 532&BarID= 565. [2] 首都师范大学附属中学物理组.变“不可见”为“可见”— ——传感器 应用于物理教学实验的实践[DB/ OL]. http:/ / eblog.cersp.com/ userlog/ 9179/ archives/ 2006/ 35849.shtml. [3] 冯容士.DISLab 与力学实验教学[DB/ OL]. http:/ / wuli.pudong- e du.sh.cn/ CenterWeb/ 532/ InfoList.asp?ColumnID=532&BarID=565. [4] 冯容士.DISLab 与电磁学实验教学[DB/ OL]. http:/ / wuli.pudong- edu.sh.cn/ CenterWeb/ 532/ InfoList.asp?ColumnID=532&BarID=565. [5] 韩诗清.浅谈传感器的应用及发展[J].郧阳师范高等专科学校学报 2005,( 6) :49—50.
2.运用传感器技术可使微观现象直观化 在学习《声》这一章时, 不但学生学习起来比较 困难, 而且教师对教学的过程也感到束手无策。怎样 让学生了解并掌握声音规律是很多教育工作者头疼 的事情。自从声传感器出现并应用于教学后, 问题一
下就简单多了, 声传感器可以直接检测声音的衰减 过程, 在计算机上可以清晰地看到这一过程。同时利 用声传感器也可以检测到音叉振动形成的 “拍”现 象, 读出“拍”的频率, 栩栩如生, 一目了然。传感器技 术发挥了其独特的作用, 极大地扩展了实验的可视 性和重复性, 信息技术给物理量的测量带来了革命 性的变化, 不但简单方便, 而且调动了学生的主动 性, 激发了学生对物理的学习兴趣。
验 室 ( Digital Information System Laboratory, 简 称 DISLab) 提供的先进技术手段则突破了传统实验手 段的限制, 大幅度改进原来做不出、做不好的实验。 DISLab 的基本系统结构为“传感器+ 数据采集器+ 计 算机”, 以一系列传感器替代了传统的测量仪器, 能 够 完 成 力 、热 、声 、光 、电 、位 移 、磁 感 强 度 、辐 射 等 多 种物理量数据的采集。传感器数据通过四通道数据 采集器处理后上传到计算机, 由教学软件进行实时 的处理与分析。[1]超重、失重是生活中的常见现象, 电 梯升降、宇航员在太空中产生的失重现象学生们都 能一一列举出来, 然而如何从物理学的规律出发来 认识超重、失重产生的原因, 却是一个教学难点。超 重、失重现象发生在物体变速运动的过程中, 传统的 实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化, 而且 在课堂中演示实验所经历的时间又很短暂, 学生根 本就看不清楚弹簧测力计的读数, 更谈不上对数据 的记录, 不能给学生提供有分析价值的数据。
物理实验教学的成功经验表明, 把物理现象和 规律纳入学生的可视化范围[2], 让学生“看到现象”是 实验成功的关键。利用图线反映物理规律、分析物理 问题, 历来是物理教学重要的方法之一。将传感器技 术引入超重、失重教学, 就可以在很短的时间内清楚 地记录下压力随时间变化的图像[3]。如图 1 所示, 学 生在实验中手持吊有砝码的力传感器在垂直方向加 速运动, 即可获得清晰的“力- 时间”图线( 如图 2 所 示) , 从图 2 中可以清晰地观察到超重、失重现象。
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