传感器实验在高中物理教学中的作用与意义__
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传感器在高中物理实验中的应用摘要:新课改背景下,物理学习对物理实验的要求越来越高,强调要让学生真正接触实验,并从中学会知识的应用。
因此,信息技术越来越多地被运用到实验教学中,尤其是传感器。
传感器能展示教师无法亲自演示的实验,也可以减少实验的误差。
同时,传感器的使用能让学生获得更好的实践体验,提升学生的综合素质。
关键词:传感器的应用;高中物理实验;小球碰撞实验引言物理实验中引入传感器的测量方法已势在必行,这不仅成为信息技术与物理课程融合的需求,也为教育手段的现代化提供了契机。
与此同时,传感器进入物理实验中能对学生创造性思维能力的培养有一定的帮助作用。
1.传感器传感器是一种非电量与电量间的转换和检测的装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的特点有:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和P未敏元件等十大类。
由此可见传感器应用的范围很广,因此在物理实验教学领域,其技术手段也需要不断更新,如:力、热、声、光、磁转换成便于测量的电学量,并能放大、传输、储存、显示或做出必要的控制输出信号。
2.高中物理教学的不足2.1物理教学的资源欠丰富随着新课改的不断深入实施,物理教材也同步在更新,而且不同地方所使用的物理教材也有所不同,并且也有一些不足。
从物理教材所涉及的知识面来看,受到一定限制,教学资源并不十分丰富。
2.2学生的主体地位并没有充分显现出来受传统教学模式的影响,在物理课堂上教师仍然是以自我为中心开展教学,一味地进行知识的灌输与“填鸭”,导致学生的学习处于被动状态,并没有真正做到自主学习、自主探究。
被动接受知识不利于学生的思维发展,由此也降低了学生的学习效率,导致学生对物理学习产生一定的畏难情绪。
传感器技术在中学物理实验教学中的应用
近年来,随着人们对物理实验教学的重视,传感器技术也逐渐得到了广泛的应用。
传感器
的出现,大大改善了物理实验中测量变量的准确性,简化了实验流程,提高了实验的可靠
性和及易用性。
首先,传感器技术使得测量变量的准确性得到了大大的提高,特别是测量极其微小的物理量,而传感器可以准确地获取变量,而不会降低测量精度。
其次,传感器能够改善物理实验中的流程,由于传感器可以自动收集实验数据,大大减少了实验时间,节省了学生的实验时间。
再次,传感器技术改进了实验的可靠性和及易用性,由于传感器技术正在发展,而且它们可以根据应用场合进行调整,所以实验组可以轻松调整参数,以有效地完成实验。
此外,传感器技术在物理实验中还可以分析和衡量实验中发生的现象,从而更好地理解这
些现象。
如重力,电场,热学等现象就是通过传感器技术来检测物理量的。
使用传感器,
学生可以以一种更加精确、方便地方式来理解物理实验。
总之,传感器技术在中学物理实验教学中的应用可以大大提高实验可靠性和测量精度,帮助学生更好地理解物理实验,掌握物理实验中的知识。
值得一提的是,使用传感器不仅可
以节省实验时间,而且可以全面提升物理实验教学水平。
··现代信息化技术加持下,如何利用智能手机传感器进行高中物理实验设计与实践研究是一项重要的教学工作内容。
通过对智能手机传感器的应用,可实现对物理实验数据的实时采集和分析,提高实验的效率和准确性。
通过实验设计和实践研究,验证了智能手机传感器在高中物理实验中的可行性和有效性。
智能手机传感器作为一种便捷、经济、易操作的实验工具,为高中物理实验的教学提供了新的可能性,对于推动高中物理实验教学的创新和发展具有重要意义。
一、研究的背景(一)智能手机的迅速普及现阶段,智能手机在我国高中生群体中迅速普及。
高中生普遍能够熟练应用智能手机,为应用智能手机传感器开展高中物理教学奠定了良好的基础。
(二)各种教学App 的兴起众多物理教学App 的出现能帮助教师带领学生对各种物理实验进行有效模拟。
同时,App 还在不断地改进和更新,研发出了各种模拟实验场景,为学生带来更好的体验,更好地帮助高中生掌握复杂的物理知识点。
(三)学生的迫切需求高中物理学的知识点在课改后更加丰富,考查方式更加多样,与生活的联系也更加紧密。
所以,学生迫切需要一种新型有效、易于操作、更为直观的实验方式。
合理使用各类物理教学App 能帮助教师解决学生的学习痛点。
学生通过简单的操作,就可以观察到实验效果,理解复杂的物理原理,减轻学习负担。
二、智能手机传感器简要介绍(一)重力传感器重力传感器是将被测量物体的重力变化转变为电信号,从而影响手机屏幕图像方向等功能的一种元器件,对于力学方面知识的教学具有一定帮助。
日常生活中手机屏幕横竖状态的改变就是此类传感器应用的具体体现。
(二)光线传感器光线传感器是将光能转换成电信号的一种元器件。
这种感应器可以自动感应外界环境的亮度,从而调节手机屏幕的亮度。
在日常生活中,智能手机自动调节屏幕亮度的功能就是应用了这一传感器的缘故。
(三)温度传感器智能手机中的温度传感器是一种用于测量环境温度的传感器。
它通常位于手机的主板或其他适当位置,并通过内置的电路和软件来测量周围环境的温度。
智能手机传感器在高中物理中的应用研究引言:随着科技的不断进步,智能手机已经成为人们生活中必不可少的一部分。
除了人们常用的通信功能外,智能手机内置的各种传感器也使其具备了测量和检测的能力。
这些智能手机传感器可以被广泛应用于不同的领域,包括高中物理教学与实验。
本文将重点探讨智能手机传感器在高中物理实验与教学中的应用研究。
一、智能手机传感器简介智能手机通常内置了多种传感器,主要包括加速度传感器、陀螺仪、磁力计、光线传感器、压力传感器和温度传感器等。
不同的传感器可以测量和检测不同的物理量,为物理实验与教学提供了很大的便利。
二、加速度传感器的应用加速度传感器可以测量物体在三个方向上的加速度,特别适用于研究物体的运动。
在高中物理实验中,我们可以利用加速度传感器测量自由下落实验中物体的加速度并验证重力的存在。
通过将智能手机固定在物体上,可以非常准确地测量该物体在下落过程中的加速度,并结合相关公式计算出重力加速度的值。
三、陀螺仪的应用陀螺仪可以测量物体绕着三个方向上的旋转角速度,可以帮助学生更好地理解与学习力矩的概念。
在高中物理实验中,我们可以利用陀螺仪测量不同物体的转动惯量。
通过将智能手机固定在旋转体上,可以记录下旋转的角度与时间的关系,通过计算可以得到旋转体的转动惯量。
四、磁力计的应用磁力计可以测量物体上的磁场强度,被广泛应用于物理实验与教学中的电磁学领域。
在高中物理实验中,我们可以利用磁力计测量电流产生的磁场强度,验证安培定律的正确性。
通过将智能手机放置在电流通路附近,可以测量到由电流所产生的磁场强度,并通过安培定律进行相关计算。
五、光线传感器的应用光线传感器可以测量物体周围的光照强度,可以用于研究光学实验与教学。
在高中物理实验中,我们可以利用光线传感器测量灯光的强度与距离的关系,验证光强与距离平方的关系。
通过将智能手机固定在不同距离处,测量到的光照强度与距离的关系,可以进行线性拟合并计算出相关的参数。
六、压力传感器的应用压力传感器可以测量物体的压力,在研究压力和体积的关系时发挥重要作用。
传感器在高中物理实验教学中的应用传感器是能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号的装置。
它能感受力、热、光、电、声等多种信息,并将它们换成便于测量的电学量,再进行放大、传输、储存、显示或做出必要的控制输出,便于我们数据处理。
电流传感器、电压传感器、力传感器、温度传感器等代替传统实验常用测量器材有电流表、电压表、弹簧秤、水银温度计等。
与传统实验仪器相比,传感器具有数据可靠优点,可以节约时间,提高课堂教学效率。
传感器与数据采集器、计算机相结合,并辅以教学软件,构成了数字化信息系统实验室(简称DISLab),通过数字化信息系统实验室(简称DISLab)突破一些传统实验室中不能做、难观察的实验。
1.运用传感器可以使实验现象更加明显直观物理是一门实验学科,许多物理概念规律的推导都需要借助实验获得,帮助学生理解。
进入高中阶段后,物理知识更加抽象,实验更复杂,所用仪器多,处理数据过程繁琐。
电流、微电流、电压、压强、温度、声波、位移、力、磁、光电门等多种传感器可以代替传统测量元件,完成力、热、光、电、磁等多种物理量的测量。
摩擦力是生活中常见的一种力,学生很容易认识它,教师在讲解时多采用弹簧秤拉静止在水平面上的物体,让大家认识静摩擦力的大小,通过弹簧秤匀速拉动物块测滑动摩擦力的大小,但是在讲解静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系时,传统实验用弹簧秤很难观察,因为由静摩擦力变为滑动摩擦力的过程,力的大小变化并不明显,学生不易观察。
但是通过传感器,再连接数据采集器,可以直接把摩擦力变化输入电脑,并绘制成图像,使所有学生都清晰地认识到:最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
又如学习《简谐运动》这一节时,传统处理模式是教师直接告诉学生弹簧振子的振动图像,并不是学生直接观察到的,学生只能默默接受。
新课标的理念强调发挥学生的主观能动性,让学生发现新知识。
如果我们将传感器技术直接运用于本实验,将位移传感器接收模块固定在支架上,连接到数据采集器第一通道;将位移传感器发射模块两端的金属环与弹簧振子实验器上的水平弹簧相连,并用软线将其垂直悬吊在实验器的垂直杆上。
传感器在高中物理实验中的应用摘要:物理实验教学是新学科的要求,也是物理教学的重要阶段。
在这一过程中,不仅培养学生学习物理的兴趣,而且培养学生的认真观察,培养自己的分析比较、判断、总结和提高自身综合素质的习惯,都是有益的。
因此,实验物理教学在实施注重培养学生创新精神和实用技能的优质教育方面发挥着独特和不可替代的作用。
关键词:传感器;高中物理实验;应用策略引言随着新客户的到来,物理学习越来越多,强调了学生真正参与实验和学习知识应用的重要性。
因此,信息技术越来越多地用于实验教学,特别是在传感器中。
传感器显示教师自己无法进行的实验,并降低误差率。
传感器的使用使学生能够改善体验,提高学生的素质。
一、高中物理实验教学的现状(一)没有得到足够的重视从实际情况来看,虽然很多教师都知道物理实验教学的重要性,知道实验对学生物理学习能力提升有很大的帮助。
但是,在应试教育理念的影响下,还是有部分学校和教师过于关注学生的物理卷面成绩。
因此,在日常教学过程中,就会过多地去关注学生对于课本理论知识的理解和掌握,却没有在课堂教学中充分重视实验教学。
这样一来就导致学生的实践能力无法得到提升,使学生对于物理实验操作不是很理解,就会在很大的程度上影响到学生的物理学习情况。
(二)教学方法单一我国当前的教育环境普遍存在教师教学风格沉闷、教学方法单一的情况,导致课堂氛围枯燥无趣。
高中生的学业压力较大,枯燥乏味的课堂学习更无法吸引学生的兴趣,教师要把握好学生的青春发育阶段,利用学生的兴趣和活泼好动的特点,加强引导,提高学生的自控力,学生对一些未知的事情充满好奇,教师如果不能加强引导,学生的课堂注意力难以集中,导致听课效率不高,也影响着教学效率,不利于学生夯实基础,为今后的物理学习埋下隐患。
物理作为连续性学习很强的学科,需要打好基础,由浅入深。
除此之外,一些教师没有多角度思考问题,只是一味地注重知识的灌输和讲解,没有考虑学生的听课效果和理解程度,更没有针对学生学习情况改变教学技巧,这是忽略学生作为课堂主体的一种表现。
传感器高中物理
传感器在高中物理课程中的重要性
传感器是一种能将某种信息变化转换成为电能变化形式的器件,是检测、测量、分析实际物理量的设备。
它们构成了一个闭环控制系统,能够测量各种物理量,比如压力、温度、电流、电位、光、声等,并将测量结果传输到被控制单元,用在各种计算机控制系统中。
因此,传感器在高中物理课程中具有重要意义。
首先,传感器是实现物理实验探究活动的重要设备,它能够实现信息的采集、量化和存储。
例如,学生可以使用温度传感器来观测物体的温度变化,使用光敏电阻传感器来测量物体的反射率等。
在进行实验研究的同时,传感器可以实现信息的采集和记录,从而提高实验的准确性。
其次,传感器可以使学生们更好地了解物理本质。
如果学生们使用传感器可以更直观更清楚地观测各种物理量的变化,从而引起学生的学习兴趣,提升学习效果,以期获得更好的物理学习成绩。
此外,传感器也可以用来实现更加精确的测量,以此解决低级物理实验研究中量测存在的不准确因素。
传感器的精确度可以大大提高测量精度,当研究物理实验中涉及到物理量的精确测量时,学生们可以使用传感器来解决,从而更深入地了解标准物理量的定义,进而更好地观察物质的物理性质和现象。
总之,传感器在高中物理课程中具有重要意义。
传感器可以实现物理实验活动,能够让学生直观的观察物质的变化,提高学生的学习
兴趣,实现实验精度的提高,从而更好地掌握物理定律。
传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究的开题报告一、研究背景及意义随着科技的发展,传感器技术已广泛应用于各种领域。
在教育领域中,传感器技术也逐渐得到了应用。
传感器技术可以实现对实验数据的实时监测和记录,提高了实验数据的准确性和可靠性。
在中学物理实验教学中,传感器技术的应用可以使学生更直观地了解物理现象和原理,提高他们的实验技能和科学素养。
二、研究目的本研究旨在探究传感器技术在中学物理实验教学中的应用,重点研究传感器技术对提高学生实验数据准确性和科学素养的影响,并探索传感器技术在中学物理教育中的可行性和有效性。
三、研究内容1.传感器技术的概念和原理2.中学物理实验教学现状及问题分析3.传感器技术在中学物理实验教学中的应用研究(1)传感器技术在实验测量过程中的应用(2)传感器技术在实验数据处理与分析中的应用(3)传感器技术在物理实验教学中的评价4.案例分析和实践探究(1)选取适当的传感器设备(2)应用传感器技术开展物理实验教学(3)分析传感器技术对中学生实验数据准确性和科学素养的影响5.总结与展望四、研究方法本研究采用文献阅读法、调研法、案例研究法和实践探究法,结合问题研究法和比较研究法,探究传感器技术在中学物理实验教学中的应用和影响,以期得出可行的实验教学模式。
五、研究进展及预期成果目前,已完成研究背景和意义的概述,对中学物理实验教学现状及问题进行了初步分析,并初步了解了传感器技术在物理实验教学中的应用。
下一步,将进一步深入探究传感器技术的概念和原理,对应用传感器技术开展的物理实验教学作进一步研究,设计实验方案,开展实践探究,为中学物理实验教学提供有益的经验。
预期成果为提出一种应用传感器技术的物理实验教学模式,并为中学物理实验教学提供有益的启示。
智能手机传感器在高中物理中的应用研究智能手机传感器在高中物理中的应用研究摘要:随着智能手机的普及,其内置的各种传感器开始在教育领域中起到越来越重要的作用。
本研究旨在探索智能手机传感器在高中物理教学中的应用价值。
通过实验和数据分析,我们发现智能手机传感器可以帮助学生更直观地理解物理概念,并提供了实验数据收集与分析的便利。
本文将介绍智能手机传感器的原理、在高中物理教学中的应用案例以及对学生学习成效的影响。
研究结果显示,智能手机传感器的应用能够提高学生的物理实验技能和思维能力,激发其对物理学的兴趣与学习动力。
然而,智能手机传感器的应用还面临一些挑战,包括对教师技能培养的要求、设备的依赖性等。
因此,我们强调了教师对于智能手机传感器应用的指导与引导,以及学校提供必要的技术支持和设备条件。
1. 引言随着智能手机的普及,人们的生活得到了极大的改变。
然而,智能手机除了为我们提供便利的通信和娱乐方式之外,其内置的各种传感器也为教育领域带来了新的可能性。
智能手机传感器的应用在高中物理教学中,可以有效地提高学生的学习效果和兴趣,促进他们对物理学科的深入理解。
2. 智能手机传感器的原理智能手机通常内置有加速度传感器、陀螺仪、磁力计、光传感器等多个传感器。
这些传感器可以采集周围环境的物理信息,并将其转化为电信号。
通过这些传感器,智能手机可以测量物体的运动、方向、倾斜角度、环境光强度等多个参数。
3. 智能手机传感器在高中物理教学中的应用案例3.1 加速度传感器的应用通过智能手机的加速度传感器,学生可以对物体的加速度进行实时测量。
例如,在研究物体受力和加速度的关系时,学生可以将智能手机固定在小车上,利用加速度传感器测量小车的加速度,并结合运动学公式计算所受的力大小。
3.2 光传感器的应用利用智能手机的光传感器,学生可以研究光强度与距离的关系,实验测量光的反射、折射等现象。
例如,在研究平面镜成像的实验中,学生可以利用光传感器测量物体与镜子的距离,并观察到光的折射现象。
传感器实验在高中物理教学中的作用与意义
作者:张洪明
来源:《理科考试研究·高中》2016年第03期
DIS是digital information system三个词的缩写,是数字化信息系统的简称,由传感器、数据采集器、配套软件、电脑等组成.在高中物理教学中采用数字化系统即DIS为实验手段作为信息技术与物理学科整合的载体,有助于从根本上改变传统的教学结构和模式,达到培养创新精神、实践能力的要求,与素质教育的目标结合在一起.随着信息化教育在当今社会的应用普
及和发展,基于传感器的数字化物理实验在物理教学中应用是提升教育信息化的一种必然趋势.数字化实验系统在物理教学中有很多传统实验无法比拟的优势.
一、数字化系统形象展示动态过程,利于理解物理概念
理解现象需要一定的情景,在情境中,学生根据情景的再现来观察事物的现象,通过现象的分析与思考,从而为建立相应的物理概念提供经验基础.传统的教学方法与实验难以再现相
关的物理现象与过程时,运用传感器实验创设问题情景,可以为学生展示物理规律的本质.例
如作用力与反作用大小相等相反,具有同时变化的特点,运用DIS数字实验系统可以直观显示出作用力与反作用力关系,还可以显示出做变速运动的物体作用力与反作用力满足的规律如图1.
二、数字化系统数据处理能力强大,利于分析物理过程
从教学实践过程来看,学生在学习物理的过程中,往往对物理过程分析不够全而、完整,众所周知分析物理过程是物理学习过程必须形成的能力之一,否则要真正学好物理是不太容易的.因此,帮助学生形成分析物理过程的能力是物理教学过程中一项重要任务.物理过程的分析是建立在对物理过程了解的基础上进行的,所以教学过程中必须向学生展现丰富多彩的物理过程,让学生在认识物理过程的过程中逐步形成分析物理过程的能力.DIS数字实验系统通过实时测量记录数据,用图象来描述瞬间量的变化过程,让学生在定性与定量的分析相结介的基础上来认识物理过程.例如将重物从静止开始向上拉升,匀速减速停止过程中拉力的变化,如图2
所显示再来分析超重与失重现象学生非常容易接受.
三、利用传感器实验进行物理课堂探究性实验教学
探究性实验教学作为现代教学的一种模式,是使学生通过类似于科学家的探究过程来获取知识、培养科学探究能力的一种教学方法,它具有诸多传统实验教学所不具备的特征.由于数字化实验系统能快速呈现物理过程,以及强大的数据处理功能,使得物理课堂实验教学可以实现实验探究.电容器是非常重要的电学元件,然而在实际教学中,教师对这部分知识的介绍多
以理论为主,对电容器的实际工作过程介绍得很少.电容器的冲、放电过程很抽象,学生难以理解,有关电容器电容的测定方法,中学物理教材中也未介绍过,而新的《普通高中物理课程标准》要求物理教学应密切联系实际,提倡教师积极组织各类实验,使学生进行探究性学习.利用数字化实验系统的电压传感器和电流传感器,可以演示电容器充放电过程中电路中电流以及电容器两端电压变化,而且教师可以带领学生在课堂上进行探究测量电容器的电容.将电压传感器并联在高电阻R两端,单刀双掷开关先置于1,给电容器充电,再打到2,电容器放电,电压传感器记录了电阻R两端电压随时间变化的图象.由于数字化实验系统具有积分功能,可快速计算出电压随时间变化的图象的积分值,除以放电电阻即为电容器极板所带电量,带入电容器的定义式就可求出电容器的电容值.完成这个实验后,教师还可继续引申,带领学生探究电容器的串并联,以及电容器在充放电斩态过程的影响因素,如图3是所显示.
四、利用传感器实验的实时显示功能解决教学中的疑难
电磁信号是看不见、摸不着的,数字化实验系统可将这些抽象信号直观地呈现出来.如传统的自感现象演示实验,通过两个灯泡亮度的对比,用两个不同的电路,分别演示通电自感和断电自感,但由于自感现象时间短,现象不明显.而且用两个电路分别演示,容易让学生产生误解,即演示通电自感的电路没有断电自感现象、演示断电自感的电路没有通电自感现象.利用数字化实验系统,可以在同一个电路中,采集通电和断电过程中的电流或电压,很容易演示自感现象. 如图4电路中,[TP3GW47.TIF,X,BP#]用数字化实验系统的两个电流传感器分别与线圈和电阻串联,在S闭合又断开的极短时间内,电流传感器记录了两支路电流的变化情况(如图4),通过电流变化,学生很容易观察到通电自感和断电自感.不仅解决了传统实验现象不明显的不足,同
五、利用数字化实验系统进行课外科学探究
探究性实验作为一种近年来崭露头角的新型实验,在激发学生学习兴趣、训练动手操作能力,特别是在培养学生创造性思维能力方而发挥着很好的作用,它是学生理解科学探究的重要途径.由于教材中探究性实验题材少,限制了学生课外科学探究活动.利用数字化实验系统,可以开发很多探究性实验题材,例如“探究通电螺线管内部磁场的影响因素” “探究柳笛发音频率的影响因素”、“电介质极化对电容的影响”等等.
【本文为宁波市2015年度教育技术研究规划课题《基于传感器的数字化物理实验实践研究》课题成果之一,课题编号NBZ1505.】。