传感器技术在中学物理实验教学中的应用
传感器技术应用于中学物理实验的案例研究
传感器技术应用于中学物理实验的案例研究物理学是以实验为基础的科学，物理教学中怎样体现这一学科特性是课程标准理念下中学物理改革的重要内容。
数字技术正在改变人们的工作方式、思维方式和教育方式，如何发挥数字技术在课程改革中的作用，也是当前课程改革研究的一个重要问题。
笔者就这两个基本问题及两者联系谈谈看法。
长期以来人们往往把物理实验分成两种基本形式，一种是演示性实验，一种是学生分组实验。
前者定位于培养观察能力，后者着眼于培养操作技能和验证物理原理。
这种基本思想和教学目标决定了实验的性质和基本教学方式。
在演示实验中，教师做、学生看，教师讲、学生听，体现了以教师为中心的传统物理教学模式。
学生分组实验虽然是学生动手，但实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告全部由教师预先设计好，学生仅仅是熟悉仪器，进行连接，然后按步骤进行操作、观察，记录和分析实验数据，得到结果。
在这种实验中，学生是完全按教师设计好的方案进行，与工人在车间中“照图施工”非常相似，缺乏学生自主的独立思考和创造性活动。
因此，学生做完实验印象不深，兴趣也不太大，久而久之对实验也就不太重视。
导致传统物理实验教学这种局面的原因就是多方面的，首先，过去的物理教学大纲没较好的彰显以“实验为基础”的学科特征，只是对非常有限的十几个学生分组实验并作了规定。
那个时代，对物理实验的教育功能缺少根本性的重新认识，只指出科学知识就是显然的，仅仅把实验看做就是一种技能训练，没有能够认识到实验在科学知识、能力、方法、情感态度价值观等综合科学素质教育中的关键促进作用，没有认识到物理实验在培育科学素质方面具备无可替代的独有功能。
另一方面就是考试指挥棒的影响，长期以来笔试占到绝对统治者地位，实验教学在升学考试内容中一直缺少理应的地位，所以评价方式也就是引致人们对实验缺少足够多注重的关键原因。
改革开放后，随着教育改革的逐步深入，人们对物理实验的重要性、教学目的、结构和内容逐渐有了新的认识，逐步突破了传统框架。
传感器在高中物理实验中的应用
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。
传感器在物理教学中的应用案例研究
学 习方式 学生 并不 陌 生 ，但 是整 堂课 都 以学 生为 主要活 动对 象 ，全部研 究 问题 由学 生 自己来 决 定并解 决而 且还 要 用语 言表 述 出来 的教 学方 式在 高 中物理 教学 中并 不常 用 ，因此本 节课 教 学 中教师采 取 了循 序善 诱地 给学 生适 当的引 导及发 言总 结与 点评 。 这样 的设 计使 得前 面课 堂上 所将 的 内容有 了 实验做 支撑 ，让学 生能 从实 验 中体会 知 识的 真实性 ，从 而 达到
满足 教师 们在 日常 教学 过程 中 “ 随心所 欲 ”做 实验 的要 求 。其 实 ，只要 我们 能 细心观 察 ，巧妙 设计 ，我们 可 以 把许 多我们 经 常使用 的物 理仪 器和 传感 器搭 配在 一起 ，
只要对 软件 原有 的模 板 内容稍 加添 、减 ，就 可 以完成 很 多我们 想要 进行 的实 验 。笔者 以高 一力 学 中的一 节 习题
２ １ 年第１期 ０１ ４
总 １期 第２ ６
中 观戒苏 装 国 备
ＩＮ６ －Ｔ ＳＮ ４９９４／ ８ Ｃ１７１ Ｓ１ ２４ １ ３
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传 感器在物理教 学 中的应用 案例研究
田海 霞
随着科 学技 术 的不断 发展 ，教 师用 以辅助 教 学的技 术 手段 的不断 更新 ，传 感器 因其 能迅 速地 采集 数据 ：便 捷地 以图像 、表格 、拟 合公式 等 多种 形式 ，客 观地 展示
培养 学 生实 事求 是 的研究 态度 并培 养 学生动 手 能力 、逻 辑 思维 能力及 分 析 问题 、解决 问题 的 能力 。学 生在探 究 和实 践知 识 的过程 中，不 仅掌握 了知识 ， 同时学 习 了应 用先 进 的信息 技术 方法 即传 感器 技 术来研 究 不易 测量 的 临界值 、受力 情况及 能量转 化等 问题 ，促 进 了学 生探 究 物 理 知识 的兴 趣和 热情 。 同时 ，借助 学 习知识 的过 程 ， 通 过合 作学 习 的方式 ，培 养 学生 处理 实 际问题 的 能力 、
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
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。
传感器在初中物理实验中应用
传感器在初中物理实验中应用摘要：随着现代社会的发展，科技也在不断的进步，而实验是物理教学中不可或缺的一部分。
现阶段人类对信息获取方式发生了翻天覆的变化，传感器在现代信息技术中应用越来越广泛，而物理学是一门与实验紧密相连、联系密切的学科。
本文通过介绍物理实验室测微原理和仪器设备在初中物理教学中运用情况及检测结果分析等方面进行简单阐述，并对该装置系统实现功能模块、电源电路以及显示界面进行了详细说明。
关键词：传感器；初中教学；物理实验引言：物理学是一门以实验为基础的学科，通过观察物理现象来研究和学习，从而使学生掌握科学探究方法、探索规律，因此传感器在初中物理教学中具有广泛的应用空间。
在初中物理实验中，传感器的应用是非常广泛，其主要作用就是将一些物理学习或生活中有用价值和实用性都可以进行测量、转化及分析等。
本文以传感器技术为切入点，介绍了初中物理实验中的应用现状及问题，并通过对其进行分析与研究。
一、传感器简介在初中物理实验中传感器的应用是一个重点和难点。
随着时代的发展，科技水平也在不断进步，我们生活中所需要用到的传感器种类越来越多了，其中以单片机为基础芯片设计制作而成。
它可以实现对各种物理量进行测量与控制、数据采集和处理等等功能，通过使用单片机能完成多种实验操作如测定电阻变化、电压比较等功能，还能将温度显示出来并且能够根据不同要求调节电流大小等一系列物理现象，使人们从繁琐的学习生活中解脱出宝贵时间[1]。
传感器是一种检测装置，它的作用就是将自然界中的物理量转换成可用信号。
我们可以用各种传感器材来进行测量、控制和处理，例如激光测距仪在工业生产中被广泛运用着，热像探测器可作为温度探测器使用，或直接用于研究温度变化对器件性能影响问题等方面。
从广义上讲就是能感受到外界信息而不被干扰或破坏，狭义上来讲是指能够感知外部世界条件变化、状态发生变化（如温度）等过程物体内部和环境间相互作用所提供各种信息输出装置及相应处理仪器的总称。
传感器应用归纳总结初中
传感器应用归纳总结初中传感器是一种能够感知和测量现实世界中各种物理量的装置，其应用十分广泛。
在初中的学习中，我们也接触了一些常见的传感器，并学习了它们的原理和应用。
本文将对初中阶段常见的传感器进行归纳总结。
一、光敏传感器光敏传感器是一种能够感知光强度的传感器，常见的有光敏电阻和光敏二极管。
光敏传感器可以应用于自动控制灯光的系统中，当周围光线强度发生变化时，传感器会检测到光线的变化并发出信号，从而控制灯光的开关和亮度。
二、温度传感器温度传感器是一种能够感知温度的传感器，常见的有热敏电阻和温度传感器模块。
温度传感器可以广泛应用于温度测量和控制系统中，如气象站、温室控制、空调等。
通过温度传感器，我们可以准确地测量环境的温度，并对温度进行相应的控制。
三、声音传感器声音传感器是一种能够感知声音信号的传感器，常见的有声音传感器模块和麦克风。
声音传感器可以应用于声音识别、噪声监测以及语音控制等领域。
通过声音传感器，我们可以将声音信号转化为电信号，并进行相应的处理和分析。
四、压力传感器压力传感器是一种能够感知压力变化的传感器，常见的有压敏电阻和压力传感器模块。
压力传感器可以应用于气体或液体的压力测量和控制系统中，如汽车胎压监测、液位监测等。
通过压力传感器，我们可以实时地监测物体的压力变化，并进行相应的反馈和控制。
五、触摸传感器触摸传感器是一种能够感知触摸信号的传感器，常见的有触摸开关和触摸传感器模块。
触摸传感器可以应用于触摸屏、智能家居以及电子设备中的触摸控制等领域。
通过触摸传感器，我们可以实现对物体的触摸操作，并转化为相应的电信号进行处理。
六、运动传感器运动传感器是一种能够感知物体运动的传感器，常见的有红外线传感器和加速度传感器。
运动传感器可以应用于安防监控、智能门禁等系统中，通过检测物体的运动，我们可以进行相应的预警和控制。
总结：传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色，它们能够感知并测量不同的物理量，并将其转化为电信号进行处理。
利用压强传感器测握力
中学物理实验设计、创新实验设计论文08物理B班蔡文光084090056摘要：通过一学期的中学物理实验设计、创新实验的学习，认识了力、光电门、声、温度、电压、电流、微电流、磁、位移、光强、G-M（计数）、压强这12种传感器。
在此利用压强传感器作一个小的实验设计。
利用压强传感器测握力一、实验原理介绍压强传感器能直接将绝对压强转换为采集器可以接受的电压值。
通过数据采集器传给计算机系统，通过计算机系统转化后，以数字形式显示在计算机。
这时可以直接读出压强值。
我们知道压强传感器又可以叫做压力传感器，主要是因为压力作用在物体上以后产生压强，使物体发生形变。
所以只要知道产生的压强值P和所受力的面积S,我们就可以计算所施力F的大小。
其大小为：=（1）F∙PS至此，我们测出的是所施力的大小，而我们平时体检所测出的握力大小则是用质量表示（即为多少kg），所以我们还得将力转化为质量的表示法。
如果力与受力面垂直，则我们可以等效看做是桌面受到垂直向下的压力，等效于物体对桌面的正压力，而物体对桌面的正压力就是由于物体受到重力而产生的，即桌面受到的压力等于物体本身受到的重力。
即：G F = （2）物体受到的重力G 由质量m 和当地重力加速度g 决定，为:m g G =（3）所以测出压力要转化为质量只需知道当地重力加速度即可。
所以，所测握力为：gF gG m == （4）二、 学习目的和要求 1、 加强对压强传感器的认识和掌握其使用方法；2、 利用压强传感器制作的握力计测量握力的大小。
三、 实验仪器DISL 实验室、压强传感器、注射器（尾部为圆形）、计算机（硬件和软件）、电源。
四、 实验内容1、 连接实验仪器，检查仪器的完好性；2、 连接压强传感器，打开电源和应用软件；3、 测出大气压强0P ；4、 连接注射器和压强传感器，测量握力产生的压强1P ；5、 测量注射器尾部的面积S 。
五、 实验数据处理 由压强公式S FP =得到压力：S P F ∙= （5）而01P P P -=。
DISLab在新课程高中物理教学中的应用
ＤＩＳＬａｂ在新课程高中物理教学中的应用◇广东龙川县第一中学叶伟俊【摘要】【关键词】传感器和信息技术相结合的数字化实验应用于物理教学是一次教学模式的革新，具有非常独到的优点，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合。
而数字化实验对教师的素质提出了新的要求，形成一个不断自我学习和改进的压力。
只要我们充分认识和克服数字化实验的缺陷，使传统实验与数字化实验在教学中取长补短，物理实验课堂将更加魅力四射，大放光芒。
传感器数字化实验应用传感器是一种能把各种非电信号，如力、热、声、光、物质成分等转换成标准电信号的设备。
传感器与信息技术的结合可以实现自动化控制，这种技术已经在生活、工业、农业、军事等各个领域广泛应用。
笔者在教学中对传感器的应用做了一些探索，下面谈几点体会。
数字化实验系统是由传感器＋数据采集器＋计算机（安装实验软件包）构成的一种专门应用于教学的实验系统，简称ＤＩＳＬａｂ。
在物理课堂教学中引入数字化实验系统进行演示，可以实现信息技术与物理教学的整合，与传统的演示实验相比有许多优越性：１．可以实时动态地采集实验信息，因而在分析物理动态变化问题上有着不言而喻的优势。
２．用传感器测得的数据比较精确，实验误差较小，这就使物理学规律的发现或验证更有严谨性和可信性。
３．可以使抽象的物理过程和概念具体化，有利于优化课堂教学结构，突破重点难点。
４．可以使微观现象直观化，把微观的物理过程生动、形象地展示在学生面前，使学生认识加深，更易形成概念。
５．实验数据由计算机处理，可自动生成图表，简便、快速，节省时间。
６．可以活跃课堂气氛，激发学生学习的兴趣，促进学生主动记忆，认真思考，努力探索，积极参与教学，优化教学过程，提高课堂教学效率。
例如，在牛顿第三定律一节的教学中要演示作用力和反作用力的关系，传统做法是利用两个弹簧秤相互钩住向相反方向拉。
通过弹簧秤的示数说明作用力与反作用力的关系。
由于弹簧秤的精确度太低，力的微小变化测不出来。
应用手机传感器的线上物理教学案例
应用手机传感器的线上物理教学案例发布时间：2023-02-16T08:46:45.878Z 来源：《中小学教育》2023年第486期作者：何奇芳[导读] 线上教学是一种利用电脑、宽带网络、手机等硬件为载体，依托专业的网络教学平台，实现异地、实时、同时、互动教学和学习的新的教学模式。
北京市怀柔区第一中学101400摘要：随着信息技术的发展，以及新冠疫情的影响，线上教学和线上线下融合教学成为了教育界关注的焦点。
如何更好地开展线上教学，特别是对提倡实验探究与体验感的物理学科，如何调动学生参与到线上课堂中，专注、认真并投入地开展学习是目前我们面对的难题。
本文阐述了利用手机传感器的高中物理“向心加速度”线上教学课例，主要从线上物理教学的实践问题入手，介绍应用手机传感器的“向心加速度”线上教学设计、实施与成效，希望为后续在线物理教学研究提供可借鉴的实践素材。
关键词：手机传感器高中物理线上教学一、线上物理教学的实践问题线上教学是一种利用电脑、宽带网络、手机等硬件为载体，依托专业的网络教学平台，实现异地、实时、同时、互动教学和学习的新的教学模式。
在疫情期间，众多学校开始组织学生进行线上学习，同时一些不容忽视的在线教学问题也暴露出来：学生注意力难以集中、缺乏有效的监控、缺乏师生间有效的互动、教学方法和手段受环境限制等。
对于讲求实验探究、理论分析与逻辑推导的物理学科而言，在线教学面临的尖锐实践问题有：实验器材取材不便、知识抽象化难表达、学生参与度不高、学习效率较低。
为了解决这些问题，就需要教师勇于舍弃传统教学的授课模式，大胆创新，重整教学设计与思路，关注时下学生们的生活和学习习惯，尝试引入信息化的手段来辅助在线物理教学。
本人在准备“向心加速度”一节内容时，通过查阅相关资料了解到“phyphox”手机传感器软件，这个软件是专为物理实验开发的，内部有29种功能，如加速度传感器、光学传感器和压力传感器等，可进行光学、声学、力学、磁学等实验。
传感器在初中科学实验中的应用探析
传感器在初中科学实验中的应用探析【摘要】本文阐述和分析了传感器在初中科学实验中的应用背景、意义、内容、操作措施和目标，探讨了可能存在的问题，以期提高应用效果。
【关键词】传感器;初中科学实验;应用;意义;内容;措施一、现实背景及意义初中科学是集物理、化学、生物和自然地理于一体的综合性课程，目前全国范围内仅在浙江省全省施行。
科学课程“以提高学生的科学素养为宗旨”，[1]实验活动是科学课程实现其教学目标的重要载体，也是学生掌握方法，体验过程和感受科学精神不可或缺的途径。
信息技术的迅猛发展，迫使学校的传统教学随之变革，如此才能使我们的学生紧跟时代步伐，做到与时俱进。
早在1997年2月美国总统克林顿就提出：“给我们的孩子最好的教育，我们必须帮助他们利用强大的技术。
”随着科技竞争的日益激烈，以计算机为核心的ICT（Information and Communication Technology）与教育的整合已经成为当前教育改革的一种重要趋势，而传感器技术的发展成熟，恰恰给教学带来了这样的变革机遇。
“从上世纪80年代开始，传感器技术就在国外发达国家尤其美国的中学理科教学中得到广泛应用。
” [2]西方国家的学校在过去20多年里已经投资大量资金应用于ICT方面。
现在ICT已经成为一种被应用在学习过程中的教育工具。
国内这方面的起步要晚些，“到上世纪90年代中期，北京、上海的部分中学已经开始在教学实验中使用自制的传感器实验设施。
”[3]从应用的地区和年段来看，也主要集中在经济较发达地区，如北京、上海，且在高中数学、物理、化学和生物等课程中有所应用，初中科学实验中应用传感器尚处于起步阶段，只零星体现在教师教学比赛及教师实验创新比赛中。
因此，我们急需追上时代的步伐，让学生在初中阶段就能接触到科学与计算机课程的整合，并由此鼓励学生对常见的科学实验进行创新，推动学生的发明创造。
传感器可把自然界中的各种物理量和化学量等变量精确地变换为电信号，再经电子电路或计算机进行处理，从而对这些量进行检测或控制。
传感器在高中物理新课程实验教学中的应用与思考
且 对 学 生物 理 创 造 性 思 维 能 力 的培 养起 到 了重要 的作 用 。 文 结 合 教 学 实 例 ， 传 感 器 在 高 中物 理 新 课 程 实验 教 学 中 本 对
Ｖ ｏ ． ９ Ｎｏ． ０ １２ ４ ６ （ ） ２ ２ １ ． ０ Ｓ ． ０ １ ７
第 ２ ９卷 总 第 ４ ６期 ０
２１ ０ １年 第 ２期 （ 上半 月）
传感器在高中 物理新课程实验教学中的应用与思考
余 雪 妹
浙 江省 温州 第 二 高 级 中学 ， 江省 温 州 市 ３ ５ ０ 浙 ２０７
能够感 受 诸 如 位移 、 度 、 力 、 度 、 度 、 速 压 温 湿 流 量 、 强、 声 光照 度等非 电学 量 ， 能把 它们按 照 一 并
图 Ｉ
２ ２ 使 暂 态现 象 凝 固化 ， 于 学 生理 解物 理 ． 利
本 质
定 的规 律转换 为电压 、 电流 、 电阻等 电学量 ， 能 并 放大、 传输 、 储存 、 显示 或做 出必 要的控 制 。
学
｛ ３
信息 技 术 正 在 改变 人 们 的生 活 方 式 、 维 思
顺利 完成 ， 大大 激发 了学 生 的兴 趣 ， 活跃 了课 堂 气 氛 ， 高了教 学效 率 。 提
２ １ 使 实 验 过 程 可 视 化 ， 于 学 生 理 解 物 理 ． 利
概 念 ’
方式 如何 发挥 信息 技术 在课 程改 革 探 和教育方 式 ，
到现 象”是实 验成 功 的关 键 。 当传 统 的实验 难 以
中学物理教学中运用传感器测定平抛运动轨迹的探索与实践
中学物理教学中运用传感器测定平抛运动轨迹的探索与实践传感器在物理实验中的应用越来越广泛。
本文旨在探索和实践如何运用传感器来测定平抛运动的轨迹，以提高中学物理教学的实践性和趣味性。
一、实验目的本实验的主要目的是通过运用传感器测定平抛运动物体的轨迹，使学生更好地理解平抛运动的物理原理，并提高他们的实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理平抛运动是物理学中的基础概念之一，它是指物体在没有任何外力作用下，沿着水平方向以一定初速度进行匀速运动，而在垂直方向上受重力的作用而产生自由落体运动。
通过测量物体在不同时间点的位置，可以绘制出其运动轨迹。
三、实验仪器与材料1. 传感器：可以选择光电门、加速度传感器或光栅传感器等；2. 弹球：用于进行平抛运动实验；3. 平面水平桌面：提供实验平台；4. 计算机：用于连接传感器并进行数据记录和分析；5. 实验室计时装置：用于测量时间，以获得物体的速度。
四、实验步骤1. 实验准备：- 将水平桌面放置在实验室中央的稳定位置；- 连接传感器与计算机，并安装相应的数据采集软件。
2. 实验操作：- 确定实验开始的初始位置，并记录该位置的坐标；- 准备弹球，调整弹球的初始速度和角度；- 按下计时装置开始计时，同时释放弹球；- 传感器会自动记录弹球在不同位置的坐标，并将数据传输到计算机上；- 当弹球着地后，停止计时。
3. 数据处理：- 将传感器记录的数据导入计算机，并进行数据分析；- 根据时间和位置数据，绘制弹球的运动轨迹曲线；- 通过轨迹曲线，计算弹球的初速度、运动时间、运动距离等数据；- 结合物理公式，验证平抛运动的理论知识。
五、实验结果与讨论通过对实验数据的处理与分析，可以得到弹球的运动轨迹曲线。
根据该曲线，我们可以得到弹球的初速度、运动时间、运动距离等物理数据。
在实验过程中，可能会出现一些误差和不确定性。
例如，弹球的初始速度、角度及实验环境的影响等都可能导致实验结果的偏差。
因此，需要在实验中进行重复测量，并对数据进行平均处理，以提高实验结果的准确性和可靠性。
传感器与中学物理实验整合的策略研究
与的氛围， 充分调动学生参与实验探究教学的积极性 １ 案例为多， 而且实验的类型多以验证性实验或测量性
够精密准确地探测、 感受外界信号， 并将之转变成电 ｝ 理想价值。 信号 ， 教学使用的传感器具有操作简便、 数据图像准 １ 因此 ， 我们应该系统地对传感器与中学物理实验
求。例如在选修 １ － １ 的“ 电磁技术与社会发展” 部分 Ｉ 开展探究教学— —改变传统 实验教学方式 中明确 提出 “ 了解常见传感 器及其应用 ， 体会传 感器 开展探究教 学策略是指在传感 器与 中学 物理实 的应用给人们带来的方便。 知道温度传感器具有将温 ｝ 验整合过程 中 ， 以传感 器为操作平 台， 以探究 为教学
多中学一线教师在开展实验探究的过程中往往会遇 ｌ 少。 这在很大程度上限制了中学物理教师参与传感器 到实验器材或技术上的困难， 因此， 将传感器应用于 Ｉ 研究的工作， 也无法为广大中学物理教师提供系统而
物理实验探究教学是一个行之有效 的策略 。 传感器能 ： 足够的示范 ， 无法达到传感器应用于 中学物理实验的
学 的魅力 ， 获得科学 的学习方法 ， 形成正确 的思维方 Ｊ 我们认为 ， 在传感器教学过程中的策略主要包括利用
式。 我 国在物理新课程改革的过程 中也非常重视传感 ｝ 传感器开展实验探究 ， 针对中学物理实验 内容开展全 技术、 信息技术、 计算机技术等在物理实验中的应用， ｝ 面系统的研究 ， 开展 中学物理实验设计 以及结合传感 强调将传感器应用于物理学科 ， 并且在《 物理课程标 ： 器和 中学物理实验开展教研活动等几个 方面。 有效 的 准》中使用了诸如 “ 了解” 、 “ 知道” 、 “ 列举” 、 “ 分析” 、 Ｊ 策略将会对 传感 器与 中学物理实 验整合 的研究 起到 “ 调查” 、 “ 制作” 等词汇来描述对传感器及其教学的要 Ｊ 积极的促进作用 。
用力学传感器对摩擦力进行的实验研究
3 滑动摩擦曲线平滑性研究
通过仔细观察 ,发现在实验过程中 ,木块总有 些摆动 。该摆动是否对力的测量带来影响 ,摆动 的原因是什么 ? 通过分析 ,笔者认为是木块的底 面较宽 ,接触面的不均匀使得摩擦力的分布不均 匀 ,其合力与绳子拉力经常不在同一直线上 ,使得
实验仪器 :除传感器和需要的相关软件 、电脑 之外 ,还需要木块 、绳子 、长木板 、砝码 、玻璃板等 。
图1
2 两种实验装置的实验结果及比较
(1) 图 1a 装置的实验结果 (见表 1 和图 2)
表 1 ( 材料 :木块与木板)
正压力 最大静摩擦力 滑动摩擦力 摩擦因数 μ
ΠN
ΠN
ΠN
1
9100
表3
正压力 最大静摩擦力 滑动摩擦力 摩擦因数μ
ΠN
ΠN
ΠN
1
5100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
211
112
0124
2
5100
214
113
0126
(2) 改变接触面的形状 笔者把木块侧立起来 ,用呈长条状的侧面作 为摩擦面 ,表 4 是实验效果 。图 5a 是未加控制的 图像 ,图 5b 是加以控制的图像 。应该说图 5b 的 效果是较为满意的 。在实验过程中 ,当缓慢拉动 木块时 ,其摆动也相对小一些 。为了更加详细地
对于摩擦力实验还有很多的内容值得我们研
究 ,本文仅是利用传感器研究中学实验问题的一 个例子 ,供大家参考与讨论 。
本实验在实验过程中得到北京师范大学物理 系李春密教授的倾心指导 ,也得到集美中学物理 组全组教师们的帮助 ,还得到北京师范大学 2005 级物理系教育硕士们的大力支持和帮助 ,一并表 示感谢 。
对物理传统实验与传感器整合论文
对物理传统实验与传感器整合的探讨摘要：物理传统实验存在诸多的不足，在实际教学过程中遇到不少的难题。
以传感器技术和数字电路为基础，结合计算机软件，对传统实验器材进行优化、改进。
利用实时的数据、图像，更加直观呈现实验结果，揭示物理规律，使实验教学过程取得更好的效果。
关键词：传统实验传感器整合1.背景物理学是一门以实验为基础的科学。
从某种意义上说，实验教学的效果直接影响物理教学的质量。
目前大多数中学的实验器材都是使用几十年的老式设备。
虽然经过不断的改进，但传统的实验器材还是存在诸多先天的不足。
首先，实验精度有限，测量误差较大，数据测量实时性差，实验现象观测存在困难，使得很多实验的开展受到限制。
不少传统实验主要以验证性为主，只做定性的分析，实验的可信度低，很多探究性实验无法实际深入开展。
其次，每个传统实验往往需要由多种器材组合使用，操作繁琐，实验过程较长，实验数据需要由学生进行复杂的数学运算才能得到结论。
往往没有足够的时间对实验进行分析、评价、拓展，实验的教学效果受到一定的影响。
2.传感器技术的优势传感器技术作为当今世界令人瞩目的一种高新技术，是当代科学技术发展的一个重要标志。
传感器技术面向教育领域的应用也成为一种趋势。
传感器技术的出现使得传统实验的改革有了可能。
目前传统实验过程中测量的物理量对应的传感器技术是比较成熟的。
比如弹簧秤可以使用电阻应变式力传感器替代，位移测量可以采用超声波测距传感器，加速度测量也有可以直接测量的加速度传感器……利用传感器技术对传统实验进行改进，测量精度、测量范围大大提高，实现了实时测量，还可以测量许多传统器材无法实现的物理量。
使实验过程中的变化更为明晰、现象更为清楚，而且从定量的角度反映实验过程中的变化，改变传统的教学模式及学习方式。
基于传感器技术和数字电路能把简单、机械的实验操作过程交由仪器自动完成。
实验过程节省了大量时间，大大减少人工操作带来的实验误差。
丰富的传感器类型，便捷的操作手段使实验有更多拓展的空间。
物理实验技术中的实时监测与自动控制方法
物理实验技术中的实时监测与自动控制方法在物理实验中，实时监测与自动控制方法是至关重要的。
它们能够帮助实验人员准确地获取数据、控制实验过程，并提高实验效率和精度。
本文将介绍几种常见的物理实验技术中的实时监测与自动控制方法。
一、传感器技术传感器是实现实时监测的重要设备之一。
传感器可以将物理量转化为电信号，通过测量电信号的大小来获取物理量的信息。
在物理实验中，常用的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
例如，在材料强度测试中，可以使用应变传感器来测量材料的变形情况，实时监测其受力状况。
二、数据采集仪数据采集仪是将传感器采集到的数据进行处理和存储的设备。
数据采集仪能够实时接收传感器的信号，并将其转化为数字信号进行处理。
通过数据采集仪，实验人员可以实时监测传感器的输出，并可以对数据进行分析和处理。
例如，在材料力学实验中，数据采集仪可以将传感器采集到的力和位移数据保存下来，供后续分析和评估。
三、相机技术相机技术在物理实验中具有广泛的应用。
相机可以实时记录物体的运动轨迹、形状变化等，通过对图像进行分析和处理，可以获取物理量的信息。
例如，在运动学实验中，使用高速相机可以记录高速物体的运动过程，并通过图像处理算法计算出物体的速度和加速度等参数。
四、自动化控制技术自动化控制技术可以在实验过程中实现自动化的控制和调节。
通过设定合适的控制算法，实验人员可以实时监测实验参数，并通过调节控制参数来使实验过程保持在合适的状态。
例如，在温度控制实验中，可以使用PID控制算法来控制加热装置的功率，使实验温度保持在设定值附近，从而保证实验结果的准确性。
五、远程监测与控制技术随着互联网技术的发展，远程监测与控制技术在物理实验中的应用也越来越普遍。
通过远程监测与控制技术，实验人员可以通过网络实时获取实验数据，并进行远程控制和调节。
这对于实验设备的远程维护和管理，以及多地协同实验具有重要意义。
综上所述，物理实验技术中的实时监测与自动控制方法对于实验数据获取、实验效率提高和结果准确性保证等方面起到了重要的作用。
物理实验中的实时监测技术
物理实验中的实时监测技术一、引言物理实验是科学研究中不可或缺的一环，它的结果直接影响着我们对自然规律的理解和应用。
然而，在物理实验中，我们需要准确地收集和监测各种实验数据，以确保实验的可靠性和准确性。
因此，实时监测技术在物理实验中扮演了至关重要的角色。
二、传感器技术与实时监测传感器技术是实时监测中的核心组成部分。
它以传感器为核心设备，借助先进的技术手段，能够实时地采集和记录各种实验数据。
在物理实验中，我们常常使用温度传感器、压力传感器、力传感器等不同类型的传感器，以实时监测实验环境中的各种物理量。
这些传感器能够将检测到的信号转化为我们能够理解和分析的数字信号，并将它们传输到数据采集设备中。
三、数据采集与处理数据采集设备是物理实验中不可或缺的一部分。
它能够接收传感器传输的数据，并将其转化为我们可以理解和分析的形式。
数据采集设备通常搭载有高性能的微处理器和存储器，以确保高速、高效的数据处理能力。
通过数据采集设备，我们能够实时监测和记录实验过程中的各种物理量，如温度、压力、力等。
此外，数据采集设备还能够进行数据处理和分析，以提取有用的信息和结论。
四、数据传输与远程监测随着科技的不断发展，数据传输与远程监测技术逐渐应用于物理实验中。
传统的数据传输方式往往需要手动地将数据从数据采集设备中导出，这不仅浪费时间，还存在人为因素导致的误差。
而现代的数据传输与远程监测技术可以实现实时数据传输和监测，大大提高了实验的效率和准确性。
例如，通过使用无线传输技术，我们可以实时将实验数据传输到远程服务器中，进行远程监测和分析。
这样，即使我们离开实验现场，也能够及时了解实验的进行情况，并做出相应的调整。
五、实时监测技术的应用实时监测技术在物理实验中有着广泛的应用。
例如，在材料科学中，我们可以使用温度传感器和力传感器，来实时监测材料的热膨胀和力学性质。
在流体力学中，我们可以使用压力传感器和流量传感器，来实时监测流体的压力和流动情况。
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２００６．１１ 中国电化教育 总第 ２３８ 期
数字探究实验室
假设和严谨探索实验的能力， 从而开拓学生思维和 培养学生的创新意识。
三、结束语
丰富的传感器可以增强学生的实践体验， 信息
化的实验手段可以拓展学生探究日常生活中物理现
象的能力， 从而能激发学生探究的欲望， 强大的数据
处理能力和开放的平台有利于学生通过努力发现问
３．运用传感器技术可使暂态现象凝固化 在电磁学实验教学中， 实验现象抽象， 再加上受 限于传统的实验手段和方法， 使一些物理现象不能 够清晰展现， 影响了学生对物理规律的认识， 甚至因 为电磁学的“艰深、晦涩”而失去了学习物理的信心， 形成了教学中的一个难点。如果将电流传感器引入 自感实验中， 就可使这种状况大大改观［４］。先将实验 进行改进， 然后教师引导学生对电流的变化过程进 行分析研究， 学生直接看到了实验现象， 并将电流随 时间的变化记录为图像。在此基础上， 老师又启发学 生通过对通电瞬间、通电后、断电瞬间和断电后四个 阶段的观察、分析， 并利用电流传感器电流随时间变 化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变成了主动参与， 在积极的对 话交流过程中加深了对自感现象本质的理解。这样 不但消除了传统实验仪器不能够直观反映出更本质 现象的弊端， 促进了学生积极地参与， 引导学生由被 动学习走向主动学习， 大大提高了课堂教学的效果。 自感实验现象的“暂态”特征突出， 实验难度大， 对观察和分析手段的要求很高。自感现象实验的关 键， 在于让学生对通电、断电之后， 两个支电路电流 的变化情况及产生原因有一个明确的感性认识。以 往的教学过程中， 一般采用在电路中串接小灯泡的 方法， 实验可靠性较差， 现象不明显， 很难把实验做 深、做透； 改进后的实验电路图如图 ５ 所示， 选用两 只电流传感器， 分别替代传统实验电路里的小灯泡 或电流表（ 图 ６， 配套使用朗威（ｒ）ＥＸＢ 系列电学实验 板） 。利用计算机软件， 即可得到两条清晰展示通电 自感与断电自感现象全过程的图线（ 图 ７， 其中细曲 线代表电阻的支路， 粗曲线代表自感的支路） 。学生 对自感现象的本质也就了然于胸了。
传统实验教学整合的数字化实验室应运而生。本文就中学物理实验中应用传感器技术的优点作一简单论述， 期待这
一新的知识、技术能早日并广泛地应用于物理教学， 为传统的物理实验教学注入新的活力。
关键词： 信息技术； 传感器； 物理实验； 整合
中图分类号： Ｇ４３４
文献标识码： Ａ
一、引言
人类的发展和进步是建立在工具和手段的进步 之上的。时代在变化， 科学在进步， 应用于教学领域 的技术手段也在不断更新， 人们不断地运用各种工 具和仪器延伸着自己器官的感知范围和准确度， 传 感器就是其中的一种。传感器担负着信息采集的任 务， 相当于人类的“五官”， 在物理实验中， 能够将感 受到的物理量， 如： 力、热、声、光转换成便于测量的 电学量， 并能放大、传输、储存、显示或做出必要的控 制输出。传感器进入中学物理实验室， 不仅成为信息 技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新的 突破口， 而且还能突出物理学科重实际、重应用的特 点， 对培养学生实践动手能力， 激发学生学习科技的 兴趣， 提高综合素质和发展创新思维有着重要的作 用。与传统的实验仪器相比， 传感器更具有品种多、 技术新、功能强、发展快、性能可靠等优势。过去实验 测量器材有电流表、电压表、弹簧秤、水银温度计等， 现 在 则 可 用 电 流 传 感 器 、电 压 传 感 器 、力 传 感 器 、温 度传感器等来测量物理量， 根据测得的实验数据， 再 运用计算机强大的信息处理功能探索物理规律。学 生在这种环境下体验“做科学”的探究过程， 从而实 现科学能力和科技素质的培养。
参考文献： ［１］ 冯容士．工具的变迁， 课改的理念— ——ＤＩＳＬａｂ 综述［ＤＢ／ ＯＬ］． ｈｔｔｐ：
／ ／ ｗｕｌｉ．ｐｕｄｏｎｇ－ ｅｄｕ．ｓｈ．ｃｎ／ ＣｅｎｔｅｒＷｅｂ／ ５３２／ ＩｎｆｏＬｉｓｔ．ａｓｐ？ＣｏｌｕｍｎＩＤ＝ ５３２＆ＢａｒＩＤ＝ ５６５． ［２］ 首都师范大学附属中学物理组．变“不可见”为“可见”— ——传感器 应用于物理教学实验的实践［ＤＢ／ ＯＬ］． ｈｔｔｐ：／ ／ ｅｂｌｏｇ．ｃｅｒｓｐ．ｃｏｍ／ ｕｓｅｒｌｏｇ／ ９１７９／ ａｒｃｈｉｖｅｓ／ ２００６／ ３５８４９．ｓｈｔｍｌ． ［３］ 冯容士．ＤＩＳＬａｂ 与力学实验教学［ＤＢ／ ＯＬ］． ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｕｌｉ．ｐｕｄｏｎｇ－ ｅ ｄｕ．ｓｈ．ｃｎ／ ＣｅｎｔｅｒＷｅｂ／ ５３２／ ＩｎｆｏＬｉｓｔ．ａｓｐ？ＣｏｌｕｍｎＩＤ＝５３２＆ＢａｒＩＤ＝５６５． ［４］ 冯容士．ＤＩＳＬａｂ 与电磁学实验教学［ＤＢ／ ＯＬ］． ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｕｌｉ．ｐｕｄｏｎｇ－ ｅｄｕ．ｓｈ．ｃｎ／ ＣｅｎｔｅｒＷｅｂ／ ５３２／ ＩｎｆｏＬｉｓｔ．ａｓｐ？ＣｏｌｕｍｎＩＤ＝５３２＆ＢａｒＩＤ＝５６５． ［５］ 韩诗清．浅谈传感器的应用及发展［Ｊ］．郧阳师范高等专科学校学报 ２００５，（ ６） ：４９—５０．
提供了新思路， 体现了信息技术对物理教学的整合。
图７
在暂态现象实验中引入传感器， 可以把一个个 物理过程的瞬间变化凝固下来让学生仔细观察和分 析。而“看到”物理现象， 正是理解和认识物理规律的 第一步。
４．利用传感器技术， 学生可以进行探究式学习， 培养创新思维
探究式教学是以探索物理规律为出发点， 以实 验活动为中心， 以学生的探究能力的培养为根本的 一种教学方法。在信息技术的支持下， 探究式教学模 式可以发挥更大的作用。物理学习是一个贯穿了实 验、观察、归纳和抽象的过程。在实验教学中， 我们注 重通过实验再现科学发现的过程， 从而让学生体验 到“猜想— ——验证— ——归纳”的科学探究过程 ， 初 步 掌握科学研究的方法［５］。传感器的应用大大提高了这 种探究过程的实效。对传统实验进行“再挖掘”， 改变 传统实验条件， 开发其潜在的教育和教学功能。中学 物理中的动能定理、动量定理和冲量定理是中学物 理教学中的重要内容， 而传统的教学方法使学生从 理论推导上得到了合乎逻辑的结论， 然而在实际中 什么是动量， 什么冲量， 什么是动能， 为什么动能的 定义要有一个 １／ ２ 的系数？ 学生是没有感性认识的。 在运用传感器进行动能定理、动量定理的教学过程 中， 教师鼓励学生充分利用实验创设的真实情景， 主 动地进行探索、学习； 通过处理实验的一系列数据 ， “发现”新规律，“定义”新的物理量， 让学生在研究和 归纳的过程中感性地理解物理变化及其规律。这样 学生最终不仅可以更深入地理解物理学的现象， 而 且可以掌握学习物理的一种能力， 即独立思考、大胆
物理实验教学的成功经验表明， 把物理现象和 规律纳入学生的可视化范围［２］， 让学生“看到现象”是 实验成功的关键。利用图线反映物理规律、分析物理 问题， 历来是物理教学重要的方法之一。将传感器技 术引入超重、失重教学， 就可以在很短的时间内清楚 地记录下压力随时间变化的图像［３］。如图 １ 所示， 学 生在实验中手持吊有砝码的力传感器在垂直方向加 速运动， 即可获得清晰的“力－ 时间”图线（ 如图 ２ 所 示） ， 从图 ２ 中可以清晰地观察到超重、失重现象。
２００６．１１ 中国电化教育 总第 ２３８ 期 文章编号： １００６—９８６０（ ２００６） １１—００５３—０３
数字探究实验室
传感器技术在中学物理实验教学中的应用
汤跃明， 谢紫娟， 张文杰
（河南师范大学 物理与信息工程学院， 河南 新乡 ４５３００７）
摘要： 随着信息技术的迅速发展和国家新一轮课程教材改革的推进， 以传感器和计算机为基础， 实现信息技术与
验 室 （ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ， 简 称 ＤＩＳＬａｂ） 提供的先进技术手段则突破了传统实验手 段的限制， 大幅度改进原来做不出、做不好的实验。 ＤＩＳＬａｂ 的基本系统结构为“传感器＋ 数据采集器＋ 计 算机”， 以一系列传感器替代了传统的测量仪器， 能 够 完 成 力 、热 、声 、光 、电 、位 移 、磁 感 强 度 、辐 射 等 多 种物理量数据的采集。传感器数据通过四通道数据 采集器处理后上传到计算机， 由教学软件进行实时 的处理与分析。［１］超重、失重是生活中的常见现象， 电 梯升降、宇航员在太空中产生的失重现象学生们都 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、失重产生的原因， 却是一个教学难点。超 重、失重现象发生在物体变速运动的过程中， 传统的 实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化， 而且 在课堂中演示实验所经历的时间又很短暂， 学生根 本就看不清楚弹簧测力计的读数， 更谈不上对数据 的记录， 不能给学生提供有分析价值的数据。
图３
图４
在弹簧振子的振动实 验 中 （ 图 ３） ， 直 接 将 运 动 发射传感器作为弹簧振子固定在演示装置上， 并与 位移接收传感器位置相对， 使之水平振动， 就可以观 察到振动图像（ 图 ４） 。所以， 这个实验不仅能让学生 “看到”力， 还能够“看到”位移。这意味着实验技术和 实验手段的进步不仅让学生“看到”了物理现象， 帮 助他们总结出了物理规律， 还唤起了学生对物理学 的兴趣， 而这种兴趣正是决定学生在科学探索的道 路上能走多远的关键因素。
二、传感器技术应用在高中物理实验教学中的 优点
１． 运 用 传 感 器 技 术 可 使 抽的“经 验 之 塔 ”理 论 指 出 ，“ 教 育 应 从 具 体 经 验入手， 逐步进入抽象， 有效的学习之路必须是铺满 着具体经验”。物理是一门以实验为基础的科学， 一 切概念、规律都是建立在实验的基础之上， 而有些实 验在中学实验室中无法演示。借助数字信息系统实
图６
题寻找规律， 有利于学生将所掌握的信息技术知识
（ 如 Ｅｘｃｅｌ 处理数据方法） 引入物理实验。传感器技
术应用于物理实验教学是一次教学手段的革新， 是
教育技术的进步， 无论理论还是实践都证明了传感