【浅谈“传感器”在物理教学中的作用】 物理传感器

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【浅谈“传感器”在物理教学中的作用】 物理传感 器
物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学〞的探究过程,来实现科学 素养的培育。
提起传感器,许多人都会说没见过,很生疏。其实不然,在我们现实的
一、借助先进技术改良原来做不出的试验
生活中,到处可以见到传感器的应用:当你在超市购物结账的时候,收银员 用光电传感器对准条形码,就把商品的名称、价格记录到计算机内。台秤 其实就是一个力传感器。货物放在秤上,传感器接收到压力(或者拉力)的 改变,将它转换成电信号输入到计算机中,最终在荧光屏上显示货物的重
关系的图线,提高了试验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器试验 改变图像印证学生分析推理的正确与否。在这个过程中学生由被动地听讲
不受物体运动状况的限制,学生还可以讨论做非匀加速运动物体的加速度 变成了主动参加,在主动地对话沟通的过程中加深了对自感现象本质的理
(条件:物体受到的外力不恒定),使学生很简单理解牛顿第二运动定律的 解。这样不但解决了传统试验仪器不能够直观反映出更本质现象的弊端,
借助数字化试验室提供的先进技术手段突破传统试验手段的限制,大 幅度改良原来做不出、做不好的试验,变“不行见〞为“可见〞,由“抓不 住〞到“抓得住〞,将“不好做的〞转变为“好做的〞。
量和金额。 传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的
二、变“不行见〞为“可见〞
分析和处理。随着信息技术的飞速进展,原来仅仅用于高精尖领域的传感 器,走入了平常百姓家。例如电子表就是把时间的测量最终转换成电信号, 用液晶屏显示出来。传感器进入中学物理试验室,成为信息技术与物理课 程整合、教育手段现代化的一个新的突破口。过去试验测量工具器材是水 银温度计、打点器、天平,如今则是用力的传感器、温度传感器、电磁传 感器来探测物理量,显示物理试验数据,运用计算机强大的计算功能探究
理和动能定理。而公式中所涉及到的冲量、功、动量和动能等概念则是生 或关心学生制造试验条件,指导学生试验过程。沟通讨论成果,形成讨论报
硬地塞给学生的。
告。学生完成课题讨论,形成讨论报告,组织学生互相沟通,教师点评课题,
在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程中,教师鼓舞学生 提出建议或展望,将学生的优秀课题讨论成果,在学校展出。
充分利用试验创设的真实情景,在试验的全过程中主动地进行探究、学习;
教师则加强对学生问题的了解,并加以适当的指导,尽可能调动学生的主
动性;同学们在解决问题时商量、切磋、互助、合作,通过处理试验的一系
列数据,“发觉〞新规律,“定义〞新的物理量。
五、在讨论性学习中应用传感器
激发学生兴趣,确立学习动机。教师为学生预备一系列以传感器为试 验手段的趣味试验,学生亲自动手操作,观看试验现象。通过亲身体验,激 发学生兴趣,感受传感器的作用,并为以后的自主命题讨论开阔思路。
引入力的传感器,便解决了这个问题。
记录为图像,使学生直观地看到了自感对电流的影响,关心学生认识了自
利用力的传感器和位移传感器设计试验,直接测量出了物体运动过程 感现象的本质。在这个基础上,老师又启发学生从电磁感应的理论出发来
受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出了力和加速度一一对应 分析断电时自感现象中电流的改变状况,并利用电流传感器实时记录电流
容,它是在学生学习过牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律基础上,对
组织学生自命讨论课题,沟通课题讨论方案,开展课题讨论。由学生自
力和运动状态改变关系作进一步的学习。在这一单元的教学中,以往的传 主命题,提出自己关心的问题,设计试验方案。学生充分沟通各自的试验方
统教学方法是利用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式推导出动量定 案,互相提出建议和质疑,修改试验方案。教师在现有条件下,为学生提供
瞬时性,很快突破了难点。这个教学设计方案被推举为北京市物理教学设 增添了教学效果,并加强了学生的主动参加,大大、应用传感器做探究式学习
三、将电流传感器用于自感现象试验
在教学试验中,我们注重通过试验再现科学发觉的过程,从而让学生
在自感现象试验教学中,闭合开关通电出现了一个灯泡先亮一个灯泡 体验到“猜测―验证―归纳〞的科学探究过程,初步把握科学讨论的方法。
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变。而且在课堂中演示超重失重所经受的时间又很短暂,学生根本就看不 电流改变的状况,只能被动接受老师的分析,头脑中很难有形象的物理情
清弹簧测力计示数,更谈不上记录下数据,提供给学生作为分析的根据。而 景作支撑,形成了教学中的一个难点。我们引入电流传感器,将电流的改变
后亮的现象。这是由于电磁感应引起通过两个灯泡的电流不同产生的自然 传感器的应用大大提高了这种探究过程的实效。
现象。以往老师只能通过理论分析电流的改变状况,学生无法直接观看到
高中一年级物理中的动能定理、动量定理是中学物理教学中的重要内
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超重失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中游览时航 天员失重现象学生们都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来 认识超重、失重的根由,却是一个“剪不断理还乱〞的教学难点。缘由是 学生看不到超重、失重的过程中压力的改变。超重、失重现象发生在物体 变速运动的过程中,根据传统的试验装备只能用弹簧测力计测量压力的改
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