數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室管理制度

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室管理制度為確保數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室安全、高效、正常運(yùn)行，特制定本制度：一、實(shí)驗(yàn)室要專人管理。未經(jīng)許可，外人不得擅自動(dòng)用儀器、設(shè)備。二、實(shí)驗(yàn)室要科學(xué)管理。儀器/器材等物品都應(yīng)登記造冊，擺放整齊。三、實(shí)驗(yàn)室器材、儀器，不準(zhǔn)借出室外，特殊需要時(shí)，外借需經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。四、實(shí)驗(yàn)室要有嚴(yán)格帳目管理制度，按要求記好儀器總帳、明細(xì)帳。五、實(shí)驗(yàn)員要注意防火、防雷電、防盜、防塵、防潮、防毒、防蛀、防破裂等，對各類儀器設(shè)備要經(jīng)常維護(hù)，確保始終處于完好備用狀態(tài)。室內(nèi)定期打掃，保持環(huán)境整潔美觀。六、調(diào)進(jìn)或調(diào)出實(shí)驗(yàn)室，要辦好交接手續(xù)，帳目清楚，實(shí)物點(diǎn)清，以保證實(shí)驗(yàn)室工作正常進(jìn)行。七、實(shí)驗(yàn)前，任課教師除對學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)要求和儀器使用方法等知識外，還必須講解安全要求和事故預(yù)防措施。八、學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)要保持良好秩序，按實(shí)驗(yàn)小組順序就座，實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵守紀(jì)律，不準(zhǔn)喧嘩、打鬧。未經(jīng)實(shí)驗(yàn)員同意不得將外來軟盤隨意帶入實(shí)驗(yàn)室使用；嚴(yán)禁擅自搬動(dòng)、私自拆卸儀器；嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)玩各種游戲。九、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，仔細(xì)分析思考，實(shí)事求是做實(shí)驗(yàn)記錄。不經(jīng)教師允許，不得做規(guī)定以外的實(shí)驗(yàn)。十、師生要愛護(hù)室內(nèi)一切設(shè)施和用品，未經(jīng)允許不得擅自動(dòng)用，要保持實(shí)驗(yàn)室的清潔，不要亂扔碎紙和雜物，實(shí)驗(yàn)課后值日，打掃衛(wèi)生。十一、做好安全防范工作，定期檢查漏電保護(hù)器、滅火器等安全設(shè)備。望實(shí)驗(yàn)室各相關(guān)人員嚴(yán)格遵照執(zhí)行。石門鎮(zhèn)中學(xué)數(shù)字實(shí)驗(yàn)室學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則一、上課前預(yù)備鈴響后，由班長、課代表在教室外整好隊(duì)，得到任課教師認(rèn)可后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。二、學(xué)生不得帶軟盤或光盤進(jìn)入數(shù)字實(shí)驗(yàn)室，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)予以沒收銷毀，并給予紀(jì)律處分。三、學(xué)生按號入座，座位固定。四、在數(shù)字實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，學(xué)生的一切行動(dòng)聽從教師的安排；得到教師的許可后，方能使用計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)儀器。五、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，按要求正確使用設(shè)備并愛護(hù)設(shè)備。六、遇到問題或設(shè)備發(fā)生故障，學(xué)生無權(quán)自行處理，應(yīng)立即停止使用并及時(shí)報(bào)告教師，由教師進(jìn)行處；七、下課前，認(rèn)真填寫使用記錄。八、因不正當(dāng)使用造成設(shè)備損壞，將追究肇事者，給予處分并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償。九、數(shù)字實(shí)驗(yàn)室是學(xué)習(xí)的場所，請不要隨地亂扔垃圾，決不允許在桌椅上刻、劃、涂、寫等不文明的舉止。十、對違反以上條例的學(xué)生，學(xué)校將對其進(jìn)行教育、批評、給予處分。教務(wù)處

實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究小組組長：趙立副組長：李剛李立靜張艷麗組員：張艷麗薛建新顧維霞唱金榮趙連君郭志峰一、名人名言1、科學(xué)的真理不應(yīng)該在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的理論中去找?！だ?、實(shí)驗(yàn)室和發(fā)明是兩個(gè)有密切關(guān)系的名詞，沒有實(shí)驗(yàn)室，自然科學(xué)就會枯萎；科學(xué)家一經(jīng)離開了實(shí)驗(yàn)室，就變成戰(zhàn)場上繳了械的戰(zhàn)士。——巴斯德3、自然科學(xué)的理論不能離開實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)?！皠谛恼咧稳耍瑒诹φ呤苤斡谌恕钡闹乩碚?、輕實(shí)驗(yàn)的落后思想，對發(fā)展中國家的科學(xué)青年有很大的害處。——丁肇中4、我不喜歡那種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，因?yàn)闅w根到底所有的科學(xué)進(jìn)展都是從實(shí)驗(yàn)開始的。——奧斯特5、一切推理都必須從觀察與實(shí)驗(yàn)得來?！だ?、自己動(dòng)手，自己動(dòng)腳，用自己的眼睛觀察這是我們實(shí)驗(yàn)工作的最高原則。——巴甫洛夫7、從實(shí)驗(yàn)中獲得知識，知識就是力量——培根二、掛圖內(nèi)容：大膽探索，反復(fù)實(shí)驗(yàn)、手腦雙全，是創(chuàng)造教育的目的耳聞不如目見，目見不如實(shí)踐、知之者不如行之者三、室訓(xùn)：手腦并用得真知，數(shù)字相連育英才實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基本情況登記表時(shí)間基本情況備注歷年教學(xué)儀器經(jīng)費(fèi)表時(shí)間名稱數(shù)量單價(jià)備注管理員基本情況表時(shí)間姓名性別出生年月學(xué)歷任教學(xué)科備注 任課教師登記表時(shí)間姓名性別出生年月學(xué)歷任教學(xué)科備注2008—2009學(xué)年教學(xué)研究小組名單組長：祖炳禮副組長：趙立王立軍成員：李剛趙軍生趙連君顧維霞唱金榮2009—2010學(xué)年教學(xué)研究小組名單組長：趙立副組長：王立軍李立靜成員：李剛趙軍生張艷麗趙連君薛建新薛江紅孟慶蕊馬運(yùn)順2010—2011學(xué)年教學(xué)研究小組名單組長：趙立副組長：李立靜李剛成員：趙軍生張艷麗郭志峰薛建新顧維霞唱金榮2011—2012學(xué)年教學(xué)研究小組名單組長：趙立副組長：李立靜李剛成員：張艷麗郭志峰趙連君薛建新顧維霞唱金榮教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃表時(shí)間教學(xué)內(nèi)容備注具體工作安排時(shí)間內(nèi)容備注活動(dòng)記錄日期參加人活動(dòng)內(nèi)容使用記錄時(shí)間班級項(xiàng)目備注數(shù)字化實(shí)驗(yàn)真正走入備課組通過本學(xué)期理化生數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)，我校理化生教師對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備已有很好的操作能力和講解能力，這使數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室成為我校數(shù)字化校園特色之一奠定了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用，大大開拓了師生的視野，激發(fā)了學(xué)生的積極性，提高了教學(xué)效率，使信息技術(shù)與中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)了整合，但是，這種新型的教學(xué)儀器如何真正走入課堂，如何融入到正常的教學(xué)內(nèi)容中，成為許多專家和教師重點(diǎn)關(guān)注的問題。我校物理備課組全體老師以《串聯(lián)電路中的電流》為研究課題，將物理統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)玫綌?shù)字化實(shí)驗(yàn)室里跟學(xué)生一起進(jìn)行探究、探討，取得了良好的效果。本次活動(dòng)，學(xué)校物理備課組采用我校備課組活動(dòng)最常用的“前沿后續(xù)”式活動(dòng)形式，活動(dòng)分為以下幾個(gè)步驟：第1步，備課組的集體討論，確認(rèn)活動(dòng)的方案第2步，由組內(nèi)相對年長的郭老師先上示范課，并在課堂上做數(shù)字化演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，學(xué)生反映良好，課堂氣氛活躍，學(xué)生興致非常高。第3步，備課組其他組員帶領(lǐng)學(xué)生到數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室做學(xué)生實(shí)驗(yàn)，全體物理教師和全體同學(xué)參加數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用于課堂教學(xué)的嘗試與探究。第4步，活動(dòng)總結(jié)。物理備課組再次進(jìn)行活動(dòng)討論，備課組對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備走入課堂得出如下共識點(diǎn)：一是直觀的數(shù)據(jù)和圖形有利于學(xué)生的記憶；二是對教師本身來講既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)；三是學(xué)生對傳感器技術(shù)很好奇很感興趣；四是學(xué)生對傳感器技術(shù)接受能力比較強(qiáng)，主要是基于學(xué)生的現(xiàn)代信息技術(shù)基礎(chǔ)。我們相信，今后數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備會更多地走入課堂。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種用于實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的智能化系統(tǒng)，它主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)及配套軟件構(gòu)成。運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn),是現(xiàn)代信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)整合的有益嘗試，有利于幫助學(xué)生理解物理學(xué)中概念形成、規(guī)律發(fā)現(xiàn)、理論建立的過程，有利于實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)過程“可視化”、抽象問題“直觀化”、暫態(tài)現(xiàn)象“凝固化”和科學(xué)探究“深入化”。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種多功能、智能化測量系統(tǒng)，它以真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過各種傳感器替代傳統(tǒng)的儀表，通過數(shù)據(jù)采集器將采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖線分析，借助計(jì)算機(jī)平臺更直觀地顯示物理現(xiàn)象，更深刻地揭示物理規(guī)律。早期的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是借助計(jì)算機(jī)先進(jìn)的硬、軟件技術(shù)，在教學(xué)過程中的使用僅局限在計(jì)算機(jī)“模擬”實(shí)驗(yàn)方面。譬如，用計(jì)算機(jī)展示虛擬實(shí)驗(yàn)、采集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、在網(wǎng)上發(fā)布相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料和信息等。

近年，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域技術(shù)手段的不斷更新，新課程改革的深入，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的內(nèi)涵也隨之改變。今天的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由傳感器、接口設(shè)備和數(shù)據(jù)處理器組成。傳感器相當(dāng)于人類的五官，傳感器包括力傳感器、位移傳感器、聲波傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、微電流傳感器、溫度傳感器、壓強(qiáng)傳感器、磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器、光電門傳感器、光強(qiáng)傳感器等，它能夠快速、高精度的適時(shí)采集物理實(shí)驗(yàn)中力、熱、聲、光、電、位移、磁感強(qiáng)度、輻射等各種變化著的物理量數(shù)據(jù)；接口設(shè)備主要接受來自傳感器的數(shù)據(jù)并輸入計(jì)算機(jī)，能夠同步記錄模擬和數(shù)字信號；數(shù)據(jù)處理器是整個(gè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的核心，具有數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、分析和結(jié)果展示等功能。

一般而言，數(shù)據(jù)處理器都具有智能工具、曲線擬合、計(jì)算器、選定統(tǒng)計(jì)、坐標(biāo)變換、設(shè)置值、任務(wù)清除、數(shù)據(jù)/圖形、智能儀器顯示等功能。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)作模式可簡單表示為：真實(shí)實(shí)驗(yàn)—傳感器—接口設(shè)備—數(shù)據(jù)處理器—實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對改進(jìn)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的具體作用

1.實(shí)驗(yàn)過程“可視化”

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)一般都是靠學(xué)生的肉眼觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、手腦記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象靠肉眼來不及觀察或者根本觀察不到，即使能夠讀數(shù)，也可能由于數(shù)據(jù)處理繁瑣，容易造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差，從而給實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步分析、處理帶來困難。由傳感器和計(jì)算機(jī)組成的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以檢測物理實(shí)驗(yàn)中信號量的微小變化和瞬間變化，并能以數(shù)字、圖像、表格、視頻等多種形式呈現(xiàn)給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)過程“可視化”。

例如在彈簧振子的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生很難觀測到回復(fù)力、位移在振子振動(dòng)過程中的大小和方向。若利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，直接將運(yùn)動(dòng)發(fā)射傳感器作為彈簧振子固定在演示裝置上，并與位移接收傳感器位置相對，就可以獲得振子振動(dòng)過程中力—時(shí)間圖像，讓學(xué)生“看到”力。

2.抽象問題“直觀化”

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，由于有些實(shí)驗(yàn)過程相對應(yīng)的物理概念、規(guī)律比較抽象，加上傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、技術(shù)落后等，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程中顯示的抽象概念規(guī)律，理解起來十分困難。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)抽象問題“直觀化”。

例如動(dòng)力學(xué)中的超重、失重現(xiàn)象發(fā)生在物體變速運(yùn)動(dòng)過程中，按照傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，只能用彈簧測力計(jì)測量壓力的變化，學(xué)生很難讀出物體變速運(yùn)動(dòng)過程中彈簧測力計(jì)的示數(shù)，無法直觀的理解超重、失重狀態(tài)下壓力變化的情況。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中手持吊有砝碼的力傳感器在豎直方向先靜止不動(dòng)，然后突然加速下降一段高度，再突然加速上升，即可獲得“力—時(shí)間”圖像。根據(jù)圖像學(xué)生不僅可以直觀理解超重、失重的內(nèi)涵，還可以探索超重、失重與加、減速運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

3.暫態(tài)現(xiàn)象“凝固化”

自感現(xiàn)象發(fā)生在通電和斷電瞬間，“暫態(tài)”特征突出，實(shí)驗(yàn)難度大。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)一般采用在電路中串聯(lián)小燈泡的方法，實(shí)驗(yàn)可靠性較差，現(xiàn)象不明顯。選用兩只電流傳感器，分別替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路中的小燈泡，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，即可得到通電、斷電瞬間自感現(xiàn)象中“電流—時(shí)間”圖像，把物理過程的瞬間變化凝固下來讓學(xué)生仔細(xì)觀察和分析。

4.科學(xué)探究“深入化”

科學(xué)探究既是一種教學(xué)模式，也是一種創(chuàng)造性的活動(dòng)。它以探究科學(xué)規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，以學(xué)生的探究活動(dòng)為中心，以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力為目標(biāo)，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究“深入化”。

例如在牛頓第三定律實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法是采用兩個(gè)測力計(jì)相互對拉，測出幾組瞬時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而驗(yàn)證牛頓第三定律（兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等方向相反，作用在一條直線上）。兩個(gè)測力計(jì)對拉的過程中很難讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，學(xué)生也無法看到該過程中的拉力的變化情況，因此傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法“物體間相互作用力總是大小相等、方向相反”的規(guī)律難以清晰展現(xiàn)，且學(xué)生很難理解定律中“總是”這兩個(gè)字的含義。

為了深入地理解牛頓第三定律，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究的“深入化”，可以運(yùn)用多功能、智能化的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行如下一系列的探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)到“做科學(xué)”的探究過程。

首先讓學(xué)生兩手各持一只力傳感器，保持兩傳感器的手柄平行，讓兩傳感器的測鉤互相勾住，兩手用力拉，得兩條“力-時(shí)間”組合顯示圖線，引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)兩條圖線基本重合，得出兩力大小相等。選中其中一條圖線設(shè)為“鏡像顯示”，對兩力的方向加以區(qū)別，鏡像顯示的圖線與另一條圖線以x軸呈上下對稱，說明兩力方向相反；其次讓兩只力傳感器的測鉤正對,相互敲擊，獲得兩條以x軸呈上下對稱的圖形，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析得出物體相互碰撞時(shí)相互作用力的大小相等、方向相反；再次在力傳感器的測鉤上固定好磁鐵，保持兩傳感器的手柄平行，并保持適當(dāng)?shù)囊欢尉嚯x，慢慢靠近或分開兩傳感器（但兩傳感器不接觸），獲得磁鐵間吸引力或排斥力的以x軸呈上下對稱的圖形，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析得出磁鐵間的相互作用力的大小相等、方向相反；最后向?qū)W生說明，物體間相互作用的方式多種多樣，它們之間的作用力與反作用力的關(guān)系，大家可以積極動(dòng)腦思考，運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，完成探究活動(dòng)。

學(xué)生運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對牛頓第三定律進(jìn)行的這一系列定量的科學(xué)探究，無疑提高了科學(xué)探究的水平，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)探究的深入化。

三、結(jié)束語

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生探究物理概念規(guī)律的欲望，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)、積累實(shí)踐性知識，擴(kuò)大科學(xué)探究的廣度、挖掘科學(xué)探究的深度，使學(xué)生在掌握物理基礎(chǔ)知識和技能的同時(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力、探究問題的能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與物理教學(xué)的有效整合。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)踐與思考問題的提出隨著全球信息化的飛速發(fā)展，加速推進(jìn)了我國教育現(xiàn)代化的步伐，教育的信息化是教育現(xiàn)代化的重要特征之一。《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》指出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。”2004年11月在湖南召開的全國第六屆物理青年教師教學(xué)大賽上，上海和深圳選手將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室引入比賽現(xiàn)場，讓我第一次看到數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的方式和效果，親身感受了信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的新型教學(xué)模式。關(guān)注、引領(lǐng)物理教學(xué)的前沿是教研員的責(zé)任，2005年3月起，在我縣教研活動(dòng)中用錄象課、請傳感器公司來人示范等方式廣泛宣傳數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步激發(fā)了老師們實(shí)驗(yàn)的熱情。從2008年10月起引領(lǐng)老師們將傳感器應(yīng)用于初中物理教學(xué)的教改實(shí)驗(yàn)中。對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備和結(jié)果的簡介（如下圖）1．傳感器：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的核心部件?！案小睂⑽锢砹哭D(zhuǎn)化成電信號；“傳”將電信號傳遞到數(shù)據(jù)采集器裝置和計(jì)算機(jī)平臺。教學(xué)中常用的傳感器包括力傳感器、位移傳感器、熱傳感器、電流電壓傳感器、光傳感器、聲傳感器等等，圖中是一個(gè)位移傳感器。2．?dāng)?shù)據(jù)采集器：采集傳感器感知的數(shù)據(jù)，并傳給計(jì)算機(jī)，可以說是傳感器與計(jì)算機(jī)連接的轉(zhuǎn)換器。3．實(shí)驗(yàn)儀器：完成某一物理實(shí)驗(yàn)需要的儀器，如小車、導(dǎo)軌、燈泡、電源、開關(guān)、線圈、磁鐵等。4．計(jì)算機(jī)及其內(nèi)部處理由傳感器傳遞的數(shù)據(jù)的軟件。5．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)中采集的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，通過計(jì)算機(jī)顯示器直接顯示以數(shù)學(xué)方式展現(xiàn)的圖表和圖像，物理現(xiàn)象和規(guī)律通過數(shù)學(xué)的圖像和圖表呈現(xiàn)。由此可知，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是將傳感器、計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)合，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展和數(shù)據(jù)處理的科學(xué)化，呈現(xiàn)的是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理上更嚴(yán)謹(jǐn)，規(guī)范。應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)典型課例分析——《摩擦力》《摩擦力》是初中物理最重要的概念之一，新課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)的要求之一是通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識滑動(dòng)摩擦、靜摩擦，并能分析影響滑動(dòng)摩擦力的因素。實(shí)驗(yàn)原理是讓木塊勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用二力平衡的知識用拉力來反映摩擦力。傳統(tǒng)教學(xué)中采用如圖2的裝置，用彈簧秤水平拉一個(gè)放在水平長木板上的木塊，學(xué)生通過觀察木塊從不動(dòng)到運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧秤示數(shù)的變化，來認(rèn)識摩擦力。但由于儀器較粗糙，數(shù)據(jù)的變化不易看得很清楚，本實(shí)驗(yàn)大多情況下作為了一種模糊的定性研究。用傳感器參與本實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理不變。但圖2中的彈簧稱換為力傳感器效果也不好。于是我們想到用圖3的裝置，將力傳感器固定，感知力的一端通過一段彈性不大的細(xì)繩與木塊連接做本實(shí)驗(yàn)，這樣木塊始終與地保持相對靜止。拉動(dòng)木板，在剛加拉力時(shí)木塊與木板有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，木塊與木板間有靜摩擦力，木板運(yùn)動(dòng)起來，木塊與木板有滑動(dòng)摩擦力，由于木塊始終相對靜止，因此各個(gè)時(shí)刻的拉力就反映了對應(yīng)的摩擦力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，木塊抽動(dòng)過程中拉力的變化以圖4中的紅線形式展示。這樣木塊由不動(dòng)到運(yùn)動(dòng)中摩擦力的變化就通過拉力變化的圖線清楚的呈現(xiàn)給學(xué)生。對圖象做進(jìn)一步分析看出圖中的①表明木塊還未受到拉力時(shí)完全靜止的一個(gè)過程，木塊受拉力為零，因此摩擦力為零。圖中②體現(xiàn)木塊與木板相對靜止時(shí)在不動(dòng)到要滑動(dòng)的過程中靜摩擦力隨拉力的增大而增大，圖中③是物體動(dòng)與不動(dòng)的分界點(diǎn)，此時(shí)的摩擦力是最大靜摩擦力，圖中④體現(xiàn)的是物體的運(yùn)動(dòng)過程，圖中清楚顯示滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力，且在運(yùn)動(dòng)中保持一個(gè)定值。所以通過圖4的完整圖線很好的反映了學(xué)生認(rèn)識摩擦力的第一個(gè)層次——感知摩擦力。第二層次是在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究正壓力和接觸面的粗糙程度對滑動(dòng)摩擦力的影響。圖5對應(yīng)的是木塊放在毛玻璃表面，圖6是木塊放在包裝紙的表面。兩圖表格中的“平均”顯示的是在毛玻璃表面分別施加三個(gè)壓力和在包裝紙表面分別施加同樣的三個(gè)壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)中對應(yīng)的拉力大小，也就反映了各次滑動(dòng)摩擦力的大小。測量木塊重1.5N，在木塊上依次加250g砝碼，使正壓力依次為1.5N，4N，6.5N。再將得到的數(shù)據(jù)用excel處理得到的如圖7的圖、表，這樣處理本實(shí)驗(yàn)既分析出滑動(dòng)摩擦力與正壓力間的正比例關(guān)系，又知道這個(gè)比例系數(shù)由接觸面的粗糙程度決定，更可以算出相應(yīng)的動(dòng)摩擦因數(shù)，且控制變量法也一目了然。由以上分析可以看出，傳感器的介入提升了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的層次。圖像的展示進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和分析能力，讓教師無須語言的贅述，學(xué)生對摩擦力的認(rèn)識通過理性的數(shù)學(xué)分析得出，使學(xué)生認(rèn)知水平得到提升，將教學(xué)內(nèi)容由過去的粗糙豐富為嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。在熱學(xué)中選取課例是《內(nèi)能的改變熱量》圖11展示的是用熱傳感器反映氣體內(nèi)能變化的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的主要器材是一根被改制的自行車內(nèi)胎，即用緊箍和一段玻璃管與車胎組成密閉容器，將溫度傳感器伸入到玻璃管中，以便學(xué)生能夠觀察到傳感器。圖12是得到的數(shù)據(jù)圖，當(dāng)用手握住玻璃管部分，由于熱量的傳遞，管內(nèi)溫度升高通過氣體傳給傳感器，圖線中①反映了這一過程，圖線中②反映移開手后的降溫過程，圖中①、②共同反映了熱傳遞改變內(nèi)能的過程。而圖中③部分是對車胎放氣顯出的溫度變化，④是放氣過程結(jié)束，溫度向室溫恢復(fù)。當(dāng)用打氣筒給車胎打氣，圖中⑤明顯反映了對氣體做功引起物體內(nèi)能增大，溫度升高。這樣不易感知的溫度變化通過圖線帶給學(xué)生深刻的感受。對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)入物理教學(xué)的思考一、轉(zhuǎn)化教師觀念，正確理解信息技術(shù)與物理學(xué)科整合的內(nèi)涵實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，每一個(gè)物理概念和規(guī)律都是建立在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由于儀器的落后以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，很多物理實(shí)驗(yàn)只能做定性分析，教師讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生對現(xiàn)象進(jìn)行推理、分析最后得出正確的結(jié)論。雖然推理是物理研究的重要方法之一，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力，但教學(xué)中大量使用不僅會讓老師的動(dòng)手能力下降，學(xué)生更看不到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，難以真正理解物理的學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)使教師認(rèn)識到，教育的信息化不是簡單的把課堂搬個(gè)家，而是通過信息技術(shù)手段，使教育資源配置更優(yōu)化，教學(xué)過程更高效。信息技術(shù)不是作為輔助教師教學(xué)的演示工具，而是要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的“融合”，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會把信息技術(shù)作為獲取信息、探索問題、協(xié)作討論、解決問題和構(gòu)建知識的認(rèn)知工具。二、鞏固物理實(shí)驗(yàn)的地位，促進(jìn)教師的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治鏊降奶嵘尳萄新涞綄?shí)處傳感器只是一個(gè)傳遞信號的儀器，圖像也只是一個(gè)圖片，但教師要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識圖象，挖掘圖象的含義，這就為教師發(fā)揮自己的能力提供了廣闊的平臺。同時(shí)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)也為教研活動(dòng)開辟了新的道路。在準(zhǔn)備《摩擦力》一節(jié)時(shí)，我和參與教師都表現(xiàn)出極大的興趣，一遍又一遍在不同的接觸面上做實(shí)驗(yàn)，最后確定了接觸面分別用毛玻璃和一種包裝紙。會后引進(jìn)傳感器的學(xué)校八年級教師都用這種方法講授了這一節(jié)，完成了新課標(biāo)的要求，也在學(xué)生中引起極大的興趣，無形中提高了物理教學(xué)的實(shí)效性。用熱傳感器反映氣體內(nèi)能變化的實(shí)驗(yàn)儀器，最初是傳感器公司提供給我們的。但當(dāng)授課教師通過《內(nèi)能的改變熱量》一節(jié)展示出來的時(shí)候，教師們的驚奇和贊嘆表露無疑。課后上交的評課記錄上老師們都很深刻的寫下了對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識，青年教師更寫出了愿意多參加并參與到這樣的活動(dòng)中來提高自己實(shí)驗(yàn)和分析能力的愿望。三、深化探究教學(xué)，著眼于科學(xué)方法的教育，培養(yǎng)學(xué)生研究問題的科學(xué)習(xí)慣新課程理念之一是“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”。從《摩擦力》一節(jié)分析可知，對物理概念的建立，物理規(guī)律的形成過程需要學(xué)生揣摩的實(shí)驗(yàn)，引入傳感器會收到事半功倍的作用。同時(shí)引入傳感器可以開發(fā)課本資源，變課本習(xí)題為實(shí)驗(yàn)，深入挖掘習(xí)題蘊(yùn)涵的道理，可以改進(jìn)原來做不出的實(shí)驗(yàn)。這樣又為物理學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)提供了內(nèi)容。傳感器的引入更強(qiáng)化了用數(shù)學(xué)分析物理問題的意識，讓物理實(shí)驗(yàn)具有更高的真實(shí)性，讓學(xué)生對科學(xué)方法有了親身體驗(yàn)。物理學(xué)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)，學(xué)好高中物理更離不開數(shù)學(xué)。愛因斯坦說過，數(shù)學(xué)給予精密的自然科學(xué)以某種程度的可靠性，沒有數(shù)學(xué)，那些學(xué)科是達(dá)不到那么高的可靠性的。圖象的充分利用是強(qiáng)化數(shù)學(xué)在物理教學(xué)中的作用的一個(gè)重要體現(xiàn)。如上面所述，溫度給人們的感覺一直是親身體驗(yàn)的冷熱程度，而應(yīng)用傳感器，使學(xué)生學(xué)習(xí)到另一種感知事物的方式，那就是真實(shí)的數(shù)據(jù)同樣會令人有身臨其境的體驗(yàn)。久而久之會讓學(xué)生養(yǎng)成一種研究問題通過“現(xiàn)象——實(shí)驗(yàn)——數(shù)據(jù)”的科學(xué)習(xí)慣。四、喚起學(xué)生的問題意識，教會學(xué)生思維，大大提高科學(xué)探究過程的實(shí)效。探究式教學(xué)是以探索、研究物理規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為中心，以學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展探究能力的培養(yǎng)為根本的一種教學(xué)方法。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)“猜想—驗(yàn)證—?dú)w納”的科學(xué)探究過程。普通實(shí)驗(yàn)的定性研究和引入傳感器的定量研究相結(jié)合，教師通過對比，使學(xué)生做有知的猜測，可以鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，喚起學(xué)生對問題解決過程的認(rèn)識，有助于開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，并教會他應(yīng)對某一具體情況下可能