基于傳感器的高中物理教學研究

1、1基于傳感器的高中物理教學研究基于傳感器的高中物理教學研究香港教育學院天津市實驗中學蔣昊明（香港教育學院教育研究學院，天津市實驗中學物理組，300202）【摘要】計算機輔助教學已經(jīng)在中學教學中得到了很廣泛的應用。尤其在新課程實施過程中，計算機輔助教學已經(jīng)從多媒體方面的應用，逐漸轉向了更為專業(yè)的數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等方面的應用，從而成為了研究性學習、探究式教學的有李輔助。傳感器作為一種新興教輔器材，在實際教學中逐漸得到了開發(fā)。本文就以傳感器

2、和計算機共同作為輔助設備，開發(fā)了一些中學物理教學中的實例?！娟P鍵字】傳感器、實驗教學、探究式學習、計算機輔助教學【作者簡介】蔣昊明（1980），男，天津市人，研究員，物理教師，碩士，學習科學與技術研究、物理學科課程與教學研究、國際教育比較研究、教育管理。作者郵箱：j_hm@一、傳感器輔助教學的現(xiàn)狀所謂教育技術【1】是運用各種理論及技術，通過對教與學過程及相關資源的設計、開發(fā)、利用、管理和評價，實現(xiàn)教育教學優(yōu)化的理論與實踐。20世紀80年

3、代末，全世界的教育教學迎來了一次巨大的革命，隨著計算機多媒體技術的誕生，一種新型教學手段既計算機輔助教學（ComputerAssistedInstructionCAI)逐漸發(fā)展壯大。AECT2004定義【2】表明:(1)界定的概念名稱是“教育技術“(EducationalTechnology).而不是“教學技術“(InstructionalTechnology).(2)教育技術有兩大領域:“研究“和“符合道德規(guī)范的實踐“.(3)教育技術

4、有雙重目的:“促進學習“和“改善績效“.(4)教育技術有三大范疇:“創(chuàng)造““使用““管理“.與AECT94定義比較相當于將94定義中的五大范疇整合為2004定義中的三大范疇.其對應關系是:將94定義中的“設計““開發(fā)“兩個范疇合為一個范疇“創(chuàng)造“將94定義中的“利用“范疇改成了一個較簡單的詞“使用“將94定義中的“管理“與“評價“兩個范疇化為“管理“一個范疇.(5)教育技術有兩大對象““過程“和“資源“.與94定義中的“學習過程““學習

5、資源“有一定區(qū)別.2004定義中的“過程“和“資源“之前有一個限定詞“適當?shù)募夹g性的“過程與資源.(6)教育技術的主要特征在于其技術性.這種新興的教育教學手段是將計算機技術運用于課堂教學、實驗教學、學生個別化教學（人－機對話式）及教學管理等各教學環(huán)節(jié)。并且在這些環(huán)節(jié)中將教學質量和效率大大提高，滿足了知識快速、準確、高效傳遞的要求。而隨著科技發(fā)展，各種新材料、新技術的涌現(xiàn)又為計算機輔助教學提供了強有力的支持，傳感器便是其中應用空間最大的一

6、種。對于傳統(tǒng)教學，它是有力的補充，特別是在物理、化學、生物的實驗教學中（以下簡稱計輔實驗）尤其明顯。早在20世紀70年代，美國PO公司就開發(fā)與研究了一系列傳感器類型的實驗儀器，并將這些儀器引入教學當中，非常有效的提高了實驗教學效果，并改進了很多實驗方法，而后，計算機多媒體的誕生，有將傳感器帶入了一個更高的境界，從而更進一步促進了教學效果的提高。然而在我國，計算機普及相對較晚，而且由于成本原因，在開始階段的普3彈簧振子的運動可以通過力學傳

7、感器和運動學傳感器對其運動進行采集數(shù)據(jù)，最后我們通過DataStudio軟件（計算機輔助），在電腦屏幕上可以得到簡諧運動物體的Ft、st、at、vt等圖象，如圖3示：圖3即作簡諧運動的物體回復力F、振子離開平衡位置的位移S、加速度a、速度v、都是關于時間的正余弦函數(shù)，并且周期、頻率、振幅一目了然。另外我們還可以通過變化橫縱坐標的物理量得到如圖4、5：圖4圖5簡諧運動的力學特征：F回=—Kx運動學特征：速度是關于位置的橢圓規(guī)律變化（即動能