傳感器在高中物理新課程教學(xué)中的應(yīng)用

鄒磊

摘要：隨著科技信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，怎樣將信息技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中，成為了全國(guó)教學(xué)共同關(guān)注的話題。在我國(guó)公布的高中物理新課標(biāo)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中，提出了運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行物理教學(xué)的新要求和新標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)傳感器的應(yīng)用，作為現(xiàn)代信息技術(shù)中發(fā)展較為迅速和成熟的一門(mén)技術(shù)，與物理有著密不可分的聯(lián)系，將其應(yīng)用到物理教學(xué)中，既符合了高中物理新課程的要求，又可以跟上時(shí)代的步伐。

關(guān)鍵詞：傳感器;高中物理;新課程;教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B????文章編號(hào)：1672-1578（2020）03-0200-01

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“突出物理學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用，物理實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)中的重要內(nèi)容。教師應(yīng)該積極開(kāi)發(fā)適合教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分利用實(shí)驗(yàn)資源做實(shí)驗(yàn)。鼓勵(lì)教師將計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)以及傳感器應(yīng)用到高中物理教學(xué)當(dāng)中?！痹诟咧形锢碚n堂教學(xué)中，許多物理實(shí)驗(yàn)是瞬時(shí)完成的，現(xiàn)象較為單一，學(xué)生很難觀察清楚，一部分實(shí)驗(yàn)受條件限制，現(xiàn)象不夠清晰或者不能在課堂上進(jìn)行，然而往往在這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中包含著很多信息和深刻的物理規(guī)律，對(duì)學(xué)生知識(shí)的構(gòu)建有著重要作用。傳感器進(jìn)入到高中物理教學(xué)中，不僅能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)與物理知識(shí)相結(jié)合，還能成為現(xiàn)代化教育手段的突破口，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和發(fā)展創(chuàng)新思維有著重要作用。

1.什么是傳感器

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教育的不斷深化改革，傳感器作為一種新的教學(xué)儀器，一種新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法走進(jìn)高中物理課堂。傳感器是一種可以把物理量或者化學(xué)量轉(zhuǎn)變成方便利用的電信號(hào)器件。傳感器就相當(dāng)于人類的“五官”，擔(dān)負(fù)著重要的信息采集任務(wù)。在高中物理實(shí)驗(yàn)中，傳感器可以感受例如，位移，速度，壓力，溫度，濕度，聲強(qiáng)，光照，流量等非電學(xué)量，并可以把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電壓，電流和電阻等電學(xué)量，并且能夠放大，傳輸，儲(chǔ)存，顯示或者作出必要的控制。

2.傳感器在高中物理新課程教學(xué)中應(yīng)用的策略

2.1?應(yīng)用傳感器可以讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀。

物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，很多物理概念規(guī)律的探討和推導(dǎo)都需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，幫助學(xué)生理解和掌握。進(jìn)入高中階段后，物理現(xiàn)象更加抽象，實(shí)驗(yàn)更加復(fù)雜，會(huì)使用很多的儀器，處理數(shù)據(jù)的過(guò)程也更加繁瑣。例如，學(xué)習(xí)《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，傳統(tǒng)的處理模式只是教師直接的告訴學(xué)生彈簧振子的振動(dòng)圖像，學(xué)生并不可以直接觀察到的，學(xué)生只是默默的接受。新課標(biāo)的理念強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，并且可以理解和掌握。若教師直接將傳感器技術(shù)應(yīng)用到這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將位移傳感器接收模塊固定在支架上，連接到數(shù)據(jù)采集器第一通道;將位移傳感器發(fā)射模塊兩端的金屬環(huán)與彈簧振子實(shí)驗(yàn)器上的水平彈簧相連，并用軟線將其垂直懸吊在實(shí)驗(yàn)器的垂直桿上。此時(shí)，位移傳感器發(fā)射模塊將作為彈簧使用。將位移傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，就可以在電腦上出現(xiàn)圖像。因此，傳感器技術(shù)的應(yīng)用使微觀現(xiàn)象直觀化，而且積極的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)興趣。

2.2?應(yīng)用傳感器可以節(jié)約課堂時(shí)間，更快更精準(zhǔn)的完成實(shí)驗(yàn)。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中測(cè)量數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)都比較麻煩，所以一般實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)都要用一節(jié)課的時(shí)間，甚至是一節(jié)課都做不完一個(gè)實(shí)驗(yàn)。但是傳感器的應(yīng)用讓數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的過(guò)程簡(jiǎn)單了，提高了實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效率。例如，在教學(xué)《測(cè)小燈泡的伏安特性曲線》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，連接好電路后，需要調(diào)節(jié)滑變記錄小燈泡的電壓、電流大小，再根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，如果讀數(shù)不準(zhǔn)確或者作圖不規(guī)范，都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。利用DlSlab只需要將電流傳感器和電壓傳感器接入電路，在連接數(shù)據(jù)采集器，就可以直接采集電壓電流的數(shù)據(jù)，并且輸出計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)教學(xué)軟件的處理，就可以直接將小燈泡的伏安特性曲線圖繪制出來(lái)。這讓學(xué)生們節(jié)約了更多的時(shí)間，有更多的精力去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究和分析實(shí)驗(yàn)，用于驗(yàn)證和修改假設(shè)，有利于學(xué)生間進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，更快更精準(zhǔn)的完成實(shí)驗(yàn)。

2.3?應(yīng)用傳感器可以提高學(xué)生的自主探究能力。

若想讓學(xué)生通過(guò)自主探究學(xué)到知識(shí)，那么探究的主要形式就是利用實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。自主探究是“猜想—驗(yàn)證—?dú)w納—總結(jié)”的過(guò)程，讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。高中物理的向心力、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒都是重要的知識(shí)，但是傳統(tǒng)的教學(xué)理念只能從理論上概括出其規(guī)律，學(xué)生不能得到驗(yàn)證。應(yīng)用傳感器，教師可以創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，提高物理實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的實(shí)效性，讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，自己提出猜想，利用實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以自己總結(jié)發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高學(xué)生獨(dú)立思考和自主探究的能力。

3.結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用傳感器來(lái)進(jìn)行高中物理教學(xué)是教學(xué)手段的改革，是教育技術(shù)的進(jìn)步。怎樣在物理教學(xué)中發(fā)揮傳感器的最大優(yōu)勢(shì)，還值得教師在今后的教學(xué)中不斷探索和創(chuàng)新。在教育理念上，為教育今后的發(fā)展提供新的思路，體現(xiàn)了信息技術(shù)對(duì)高中物理教學(xué)的整合。

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