数字化探究实验室简介 (数字化探究实验:弹簧振子的简谐运动)

admin 2024-11-15 51 0

本文目录导航:

数字化探究实验室简介

在当前我国中小学课程改革的热潮中,强化自主探究性学习成为了核心理念。

实验教学在理科教学中的地位愈发凸显,要求学生通过亲身探究来发现科学知识和规律,而非被动接受。

然而,传统理科实验室存在的问题,如低分辨率仪器导致探究结果不精确、手工记录数据精度有限、以及学生数据分析能力不足,都制约了这一理念的实施。

为解决这些问题,数字化探究实验室应运而生。

与传统实验室相比,数字化实验室具有显著优势。

首先,它采用高分辨率传感器进行数据采集,如在物理实验中,力传感器的分辨率远超传统弹簧测力计,精确度提升显著,为科学规律的再发现提供了更精准的工具。

其次,数字化平台具备自动数据采集功能,采样频率高,能有效解决快速变化量的实验难题,保证实验结果的精确度。

最后,其强大的数据处理功能,使得学生能自主分析实验数据,真正实现知识的发现和技能的培养,符合新课程改革的核心理念。

发达国家如发达国家早已将数字化探究实验室视为基础教育的标配,我国在课程改革的推动下,上海作为试点地区,早在2002年就将数字化实验室引入高中物理教学,标志着我国基础教育开始推广这一先进工具。

2003年,教育部在国家新课程标准中正式承认其地位,数字化探究实验室在基础教育中的应用逐渐普及。

目前,全国多地已将其纳入教育装备标准,作为理科实验室发展的未来方向,得到了教育专家的广泛认可。

数字化探究实验室简介 (数字化探究实验:弹簧振子的简谐运动)

寻求初中物理实验室建设方案什么?

物理探究实验室,也可称为物理数字化实验室,在今天的中小学校并不少见。

随着人工智能时代来临,信息化的探究实验室成为了适应未来的实验室的建构方向,各学科的探究实验室也逐渐被升级或建造,那物理探究实验室方案配置有什么标准呢?接下来,我们将以初中物理学科为例做简要分析。

2019年,教育部发布了《JY T 0619-2019 初中物理教学装备配置标准》,该标准结合物理学科的特点,对初中物理实验设备配置提供了指导,其中包括物理探究实验室方案配置要求,从计算机到数据采集器再到传感器、实验器,都有了较为具体的关于规格、品名、教学性能、配置数量、执行标准等的要求。

标准所列,物理探究实验室方案配置数据采集器相关要求为,能“与计算机USB接口通讯或无线通讯,支持有线连接的四通道并行数据采集,建议配置数量为1~13台”; 实验数据采集处理软件应为“中文简体界面,数据采集器接入计算机后能自重识别数据采集器及其状态,实时显示实验数据或曲线,具备多种对实验数据与图线的数据处理与分析工具,实验数据可以导出为表格或文本格式(可参见↓威成亚数字化软件截图)”。

初中物理探究实验室方案配置应包含计算机、数据采集器、软件、传感器及配套附件,其中传感器和附件种类较多,建议配置数量一般为:传感器1~13个,如力传感器、微力传感器、温度传感器、表面温度传感器;实验器(附件)13~25套,如摩擦力实验器,或1~25套,如液体内部压强实验器;展示器(附件)1~2套,如浮力原理展示器、流体压强与流速关系展示器等。

需要注意的是,物理探究实验室方案配置的附件参数须满足标准要求,比如摩擦力实验器,要求“提供同一种材料3种不同粗糙程度的摩擦面,同种材料、相同粗糙程度的不同面积的摩擦面,”且对摩擦板和摩擦块的大小、平面度误差、电机拉动速度等均有合格范围规定。

威成亚数字化附件——摩擦力实验器

近年来,威成亚与清华大学研究中心达成了研发合作,专注创新数字化实验设备,可为学校提供科学的物理探究实验室方案配置服务,为学校培养中学生科学探究的意识、方法、技能、创新精神、思维能力、合作意识提供助力,进而促进学生全面发展。

数字化实验是不是虚拟实验

数字化实验是虚拟实验。

数字化实验操作由实验器材、实验传感器、数字采集器、电脑、显示屏五个部分组成,其中,实验仪器是物理实验操作所必备的器械;传感器用来采集物理学的光、热、力等非电学信号;数据采集器是连接传感器和计算机设备的信号转换设备;计算机是对信息进行处理的设备。

数字化实验在应用计算机、传感器等现代信息技术的情况下能够进一步提升物理实验的精准性。

由于无需现实设备实验,故数字化实验又属于虚拟实验。

高中数字化实验与传统实验的对照:

1、信息的获取和变换功能。

数字化实验获得的信息密度大、速度快、灵敏度高、受外界环境干扰小、计量单位能够随意变换。

传统物理实验仪器获取信息的灵敏度和密度较低,且受外界环境的干扰大。

2、信息运算和保存功能。

数字化实验具备较强的信息运算和管理功能,在使用的时候能够实时的保存连续信息。

传统物理实验仪器则是以人力计算为主要形式,且只能对简单的“点”信号进行记录和存储。

3、信息的显示和操作功能。

数字化实验系统信息显示具有表格、图像、数值等多种呈现形式,显示功能强大,记录便利、完整。

传统实验仪器则是一种模拟显示方式,操作动作较慢,在使用的时候具有滞后性和不完整的缺陷。

评论(0)