数字化探究实验室产品应运而生,为中学理科实验教学提供的解决方案。对比传统实验室,数字化探究实验室在上述几个方面都拥有巨大的优势:首先数字化实验室采用传感器作为采集实验数据的工具,其分辨率远远高于传统实验仪器。以物理实验室中简单、常用的测力工具为例,传统实验室大多用弹簧测力计作为测力工具,其分辨率一般为0.1N,而数字化探究实验室采用力传感器作为测力工具,其分辨率一般可达到0.0
物理探究实验室
数字化探究实验室产品应运而生,为中学理科实验教学提供的解决方案。对比传统实验室,数字化探究实验室在上述几个方面都拥有巨大的优势:首先数字化实验室采用传感器作为采集实验数据的工具,其分辨率远远高于传统实验仪器。以物理实验室中简单、常用的测力工具为例,传统实验室大多用弹簧测力计作为测力工具,其分辨率一般为0.1N,而数字化探究实验室采用力传感器作为测力工具,其分辨率一般可达到0.005N,精
i确度远高于传统测力工具。数字化探究实验平台采用各种类型的高分辨率传感器作为实验数据采集工具,精
i确度大大优于传统实验室,为科学规律的再发现提供了的工具;其次,数字化探究实验平台具有实验数据自动采集的功能,采集频率一般在10kHz以上。数字化实验室在教学中的作用培养了学生的动手能力和研究精神数字化实验室的开放性和易操作性,提供了一种良好的环境,激励学生进行研究性学习,自主提出感兴趣的研究课题,自主进行实验研究。
数字化探究实验室主要组成部分:1.传感器 :传感器的作用是把实验中测量的各种非电信号(例如:力、位移、光强、PH值等)转换成标准的电信号,并把这些电信号传递给。2.:是传感器与计算机的接口。它的作用是把实验中各种传感器输出的电信号转换成数字信号并输入到计算机中。启发学生i发现问题,使探究实验仪器与问题有联系,突出研究内容。常见的有:MGA图形数据 、D2数据 。
数字化实验室在教学中的作用
实现了理科实验教学及考试的信息化
目前各省级教
i育部门组织的高中会考中,理化生实验考试是必考的内容,每年有458万名考生参加。在各地市组织的中考升学考试中,物理、化学实验操作考试也是作为必考加分内容,每年大概有2085万初中毕业班生参加。新课程改革的核心理念,就是要强化学生的自主探究性学习,让学生通过自主探究性学习来获得新的知识,掌握新的技能。(数据来源《教育统计年鉴》) 但是,在目前进行的上述理科实验考试中,存在着两大问题。
第
i一、考试效率问题。由于实验考试主要考察学生实际动手操作能力,同时又必须在短时间内完成考试,这就必须实行一个教师监督几个学生完成实验的考核方式。每次考试一般学校一个年级有上百人参加,多的可到上千人,教师的工作量极大,考试效率极低。
第二、考试信度问题。由于需要大量监考老师,有些地方不得已请本校其他学科教师甚至请大学生来参与监考,这些监考教师对于考试标准的理解千差万别,把握的尺度各有差异,由此给出的考试成绩自然信度极差,绝大部分都一次通过,流于形式,没有起到真正的作用。面对这种情况,许多企业都要求引进一套计算机管理系统,但引进了计算机系统之后,才发现只解决了问题的一半,因为有了计算机软件的支持,只可以解决有条件放置计算机的工作场合,而无条件放置计算机的工作环节中的手工抄写状况仍不能解决。
探究实验室可由学生自己设计实验步骤,进行实验得出结论。显然,探究实验室所进行的实验活动更能体现学生主体性,增加学生的参与度,既有利于学生基本知识技能的形成,又有利于培养学生的科学态度和精神。目前课改下的探究实验室,则是提供各种各样的探究设备和工具,包括各种传感器,创设一个面对真实事物进行探究的环境。在探究实验室里,学生自己设计实验步骤,进行实验,得出结论。在微处理器和传感器变得越来越便宜的今天,全自动或半自动(通过人工指令进行高层次操作,自动处理低层次操作)系统可以包含更多智能性i功能,能从其环境中获得并处理更多不同的参数。因此,探究实验室进行实验活动更能体现学生主体性,增加学生的参与度,既有利于学生基本知识技能的形成,又有利于培养学生的科学方法和精神,是我国新课改推崇的探究式教育的衍生物。
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