數(shù)字化實驗室在教學(xué)中的作用

解決了教學(xué)難題 很多傳統(tǒng)的實驗設(shè)備，具有簡單、直觀、易于操作等優(yōu)點。但是其用途往往單一，而且需要人工讀數(shù)和記錄，難以觀測快速變化的過程，也不便于研究復(fù)雜的問題。而數(shù)字化實驗室通過、高速度的數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崟r記錄實驗的每一個過程，把轉(zhuǎn)瞬即逝的實驗數(shù)據(jù)記錄下來，、直觀，便于學(xué)生仔細(xì)觀察，加深理解，從而輕松解決教學(xué)中的難題。探究實驗室組建原則：主體性原則數(shù)字化實驗室需以學(xué)生為主體，創(chuàng)設(shè)能讓常規(guī)學(xué)科驗證型實驗轉(zhuǎn)化成探究型實驗，學(xué)生是開展課題研究的主體，在教師的引導(dǎo)下自主選擇探究課題，自主實施探究實驗。

實現(xiàn)了理科實驗教學(xué)及考試的信息化

目前全國各省級教i育部門組織的高中會考中，理化生實驗考試是必考的內(nèi)容，每年有458萬名考生參加。在全國各地市組織的中考升學(xué)考試中，物理、化學(xué)實驗操作考試也是作為必考加分內(nèi)容，每年全國大概有2085萬初中畢業(yè)班生參加。（數(shù)據(jù)來源《教育統(tǒng)計年鑒》） 但是，在目前進(jìn)行的上述理科實驗考試中，存在著兩大問題。在全國各地市組織的中考升學(xué)考試中，物理、化學(xué)實驗操作考試也是作為必考加分內(nèi)容，每年全國大概有2085萬初中畢業(yè)班生參加。

第i一、考試效率問題。由于實驗考試主要考察學(xué)生實際動手操作能力，同時又必須在短時間內(nèi)完成考試，這就必須實行一個教師監(jiān)督幾個學(xué)生完成實驗的考核方式。每次考試一般學(xué)校一個年級有上百人參加，多的可到上千人，教師的工作量極大，考試效率極低。

第二、考試信度問題。由于需要大量監(jiān)考老師，有些地方不得已請本校其他學(xué)科教師甚至請大學(xué)生來參與監(jiān)考，這些監(jiān)考教師對于考試標(biāo)準(zhǔn)的理解千差萬別，把握的尺度各有差異，由此給出的考試成績自然信度極差，絕大部分都一次通過，流于形式，沒有起到真正的作用。數(shù)字化實驗室在教學(xué)中的作用培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和研究精神數(shù)字化實驗室的開放性和易操作性，提供了一種良好的環(huán)境，激勵學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，自主提出感興趣的研究課題，自主進(jìn)行實驗研究。

數(shù)字化探究實驗室的特點

實驗過程“可視化”

      實驗過程可視化包括實驗過程空間可視性和實驗過程時間可視性。這是學(xué)生學(xué)習(xí)物理過程分析，建立物理概念，理解物理規(guī)律的認(rèn)知基礎(chǔ)，是學(xué)會處理物理問題的關(guān)鍵所在。

      物理實驗中，空間上細(xì)微過程人眼難以觀察，一般借助于顯微鏡可以實現(xiàn)細(xì)致的觀察。時間上細(xì)微過程難以捕i捉，難以記錄，是物理實驗的一個難點，瞬間變化的可視化尤其是難點。例如彈簧振子F-t、x-t關(guān)系，電容充、放電電流i-t關(guān)系，碰撞過程研究等等，這類實驗以往一般只能定性講述，或者用多媒體軟件進(jìn)行模擬演示。數(shù)字化實驗室的出現(xiàn)徹i底解決了理化生學(xué)科的數(shù)字化試驗問題，可以通過傳感器來完成。

      怎樣突破這個難點呢？總之，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、動手能力以及探索精神可以得到極大的提高。傳統(tǒng)的實驗儀器由于人眼觀察與手工記錄的斷續(xù)性，確實難解決這個問題。數(shù)字化實驗通過與計算機(jī)連接的傳感器實時采集數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了時間上細(xì)微過程的實驗過程數(shù)據(jù)自動記錄，相當(dāng)于用傳感器和計算機(jī)代替人眼、手、紙和筆記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄的時間連續(xù)性，實現(xiàn)了瞬間變化“可視化”。例如將傳感器技術(shù)引入超重、失重教學(xué)，就可以在很短的時間內(nèi)清晰地記錄下壓力隨時間變化的圖像，具體再現(xiàn)超重、失重的過程，便于總結(jié)超重、失重現(xiàn)象的特點和條件，符合歸納法教學(xué)的要求。

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數(shù)顯傳感器特點：

1、先進(jìn)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)和智能濾波算法，在滿量程的情況下仍可保證輸出碼的穩(wěn)定。2、可行的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，保證模塊參數(shù)不會丟失。3、良好的電磁兼容性能。4、傳感器的性能采用數(shù)字化誤差補償技術(shù)和高度集成化電子元件，用軟件實現(xiàn)傳感器的線性、零點、溫漂、蠕變等性能參數(shù)的綜合補償，消除了人為因素對補償?shù)挠绊?，大大提高了傳感器綜合精度和可靠性。在物流企業(yè)應(yīng)用中，還要考慮EAN128碼、三九碼、庫德巴碼等。