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普及数字技术,提升科学素养——用数字传感器探究高中物理实验活动
发布日期:2023-11-11 来自:本站

数字化传感实验系统作为一种全新的软硬件一体化的实验系统,它具有多类型的传感器、多通道的数据采集器、多样化的自主操控平台以及强大的函数图像处理系统,实现了实验手段数字化、测量呈现实时化、现象规律可视化、操作测量简单化。随着数字传感技术的发展,传感器以其精确、智能、易于操作等优势,将替代部分传统器材应用于科学探究实验中。

物理学作为以一门实验为基础的学科,对于一些抽象的物理概念和重要的物理规律,传统的实验手段往往只能进行定性的探讨,使用数字化传感系统,可以精确快速的处理实验数据,减小不必要的误差,大大提高了科学探究实验的有效性。同时让学生体会到科学发现与探究的无穷乐趣,实现了理论与实验的完美结合,从而可以激发学生学习兴趣,培养学生科学思维,提升学生科学素养。格物学生社团借此开展了用数字传感器探究系列高中物理实验的活动。

一、活动参与人员

格物社辅导教师刘彩蕾和高一高二年级格物社社员。

二、活动地点

活动地点安排在物理实验室3,也是高中物理课程与教研中心。高中物理实验室的走廊里,挂满了物理组创建“青年文明号”活动的展板,活动室黑板两侧是高中物理省一级学科基地的旗帜,展示着高中物理组一路走来的辉煌。同学们一走进实验室,就能感受到物理学科的文化氛围以及我校高中物理组的强大实力,从而激发学习物理的热情和兴趣。

物理实验室3

三、活动时间

活动时间安排在11月10日周五晚上,高一高二学生刚刚期中考试完,通过参加社团活动,既丰富学生物理学科知识,锻炼了学生动手实验操作能力,又使学生身心得到了放松。

四、活动内容

首先刘老师对本学期新加入格物社的同学们表示了热烈的欢迎,接着向同学们讲解了格物社的起名缘由,以及格物社的社团性质、社团宗旨、社团理念、社团成员、社团活动、社团管理等。

刘老师在向新社员介绍社团

接下来进行的是用数字传感器探究高中物理实验活动。刘老师给学生讲解了传感器的相关理论知识,在学生熟悉传感器的基本操作后,再让学生动手实践。

刘老师在讲解传感器理论知识

在刘老师的引导下,学生首先完成了第一个实验探究——用力传感器探究作用力和反作用力的关系。明确实验目的和实验原理后分三部分进行。第一部分:实验器材介绍及实验场景搭建;第二部分:实验操作及实验数据记录;第三部分:实验数据分析并得出实验结论。并且刘老师还引导学生对数字传感系统和传统实验器材弹簧测力计相比较后得出:使用静力传感器调零后,能实时显示并记录受力值,并描绘出“力一时间”图线,并通过数字曲线的实时变化和不同颜色曲线的对比,直观地显示了对拉、挤压、变速运动过程中作用力与反作用力的关系。

学生实验探究活动一

刘老师对学生进行实验指导

接下来同学们自主探究了用位移传感器测速度和加速度。实验过程中学生使用位移传感器把测量数据、收集数据、分析数据一并完成,大大提高科学探究实验的有效性,也深刻的感受到数字传感系统在数据处理方面的优越性。实验探究过程中学生热情度很高,态度认真,同学之间配合得也很默契,有分工有合作。刘老师随时对学生做出指导,各组学生都顺利完成了探究实验。

学生实验探究活动二

刘老师对学生进行实验指导

最后刘老师总结说,传感器虽然有优势,但也有局限性,一是价格昂贵,二是用传感器做实验需要借助它的实验软件平台。学生不可能在课余时间或在家中利用传感器进行实验。而传统实验器材更加贴切生活实际,学生也可以利用身边的物品自制器材来探究实验,这样更具亲和力且不受高科技的限制。数字实验的登台并不意味着传统实验方式的谢幕,只有两者有机结合,取长补短,才能相得益彰。

刘老师和参与活动的学生合影留念

五、活动总结

通过本次活动,激发了学生物理实验探究的兴趣,提升了学生的科学素养,锻炼了学生的学习、理解、应用物理的能力,培养了学生的动手实践能力及数字化技术技能,为以后的高中物理学习打下了良好的基础。由于时间关系,本次活动没有把更多的数字传感器都展示出来让学生探索,学生感觉意犹未尽。以后格物社会开展更加丰富多彩的社团活动,丰富学生的课余生活,扩展学生的知识视野,开发学生的创新能力,让社团活动更上层楼,让社团成员伴随着社团活动而快速成长!为物理学科基地建设增添新力量!

六、学生感言

本高二21班唐睿:

在格物社的实验活动中我将课本中学到的知识在实验仪器上映照了出来,切实的感到了课本中的定理确实是在现实中真实存在的,这种学习方式让我感受到了理论与实践的紧密结合。实践本身就是学习的重要一环,正所谓“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”格物社的活动给予了我实践的机会,我非常期待与格物社的老师同学们一起研究,一同进步!

本高二21班王锦鹞:

我十分荣幸成为了格物社的一名成员,也非常感谢此社团为我们组织各种各样的活动,让我们在每次的活动中有不同的经历和许多的收获。格物社是探究物理实验和了解物理知识的有趣又富有涵养的活动。

高中的社团生活百花齐放,更是对我们性格的一次锤炼,参加有意义的社团活动就如同读一本好书,清新淡雅,沁人心脾。我第一次参加格物社活动,我们用计算机和数字传感器探究了力的相互作用和用分体式一体式位移器测加速度。在高中的社团中参加社团活动必不可少,每次参加社团活动我都会非常的认真的对待,因为每次的社团活动都会带给我许多惊喜,学到很多知识,社团活动是我们融入高中生活的一条必经之路,在这里你会学着怎样与人相处,怎样齐心合力完成任务,在这里你的能力会得到提高,你的想法会更加成熟,你会试着真正的成长,在活动中,你会会遇到一群志同道合的伙伴,在社团里,你可以培养与人交际的能力,你可以激发自己的潜能,你可以忙忙碌碌的生活每一天,让每一天都过得有意义,在社团里,你会遇到从来没做过的事,你会见过从来没见过的风景,你也会遇到从来没遇到过的人。各种各样的活动引导着我们接触、了解物理,增强了我们对物理的认知和探究,也同样加强了我们的劳动观念,帮助我们树立正确的人生观,价值观和世界观,同时也培养了我们的竞争意识和开拓进取的精神。                                 


撰稿:刘彩蕾 王锦鹞 
摄影:吴  叶 苌可欣 冯兰婷