傳感器在高中物理新課程教學中的應用

鄒 磊

(江蘇省外國語學校 江蘇 蘇州 215000)

物理是一門以實驗為基礎的科學，《高中物理課程標準》明確指出：“突出物理學科特點，發揮實驗在物理教學中的重要作用，物理實驗是高中物理教學中的重要內容。教師應該積極開發適合教學的實驗項目，充分利用實驗資源做實驗。鼓勵教師將計算機多媒體技術以及傳感器應用到高中物理教學當中。”在高中物理課堂教學中，許多物理實驗是瞬時完成的，現象較為單一，學生很難觀察清楚，一部分實驗受條件限制，現象不夠清晰或者不能在課堂上進行，然而往往在這些實驗現象中包含著很多信息和深刻的物理規律，對學生知識的構建有著重要作用。傳感器進入到高中物理教學中，不僅能夠將信息技術與物理知識相結合，還能成為現代化教育手段的突破口，激發學生學習物理的興趣，對于提高學生的綜合素質和發展創新思維有著重要作用。

1.什么是傳感器

隨著科學技術的發展，教育的不斷深化改革，傳感器作為一種新的教學儀器，一種新的教學實驗方法走進高中物理課堂。傳感器是一種可以把物理量或者化學量轉變成方便利用的電信號器件。傳感器就相當于人類的“五官”，擔負著重要的信息采集任務。在高中物理實驗中，傳感器可以感受例如，位移，速度，壓力，溫度，濕度，聲強，光照，流量等非電學量，并可以把它們按照一定的規律轉換成電壓，電流和電阻等電學量，并且能夠放大，傳輸，儲存，顯示或者作出必要的控制。

2.傳感器在高中物理新課程教學中應用的策略

2.1 應用傳感器可以讓實驗現象更加直觀。物理是一門實驗學科，很多物理概念規律的探討和推導都需要通過實驗獲得，幫助學生理解和掌握。進入高中階段后，物理現象更加抽象，實驗更加復雜，會使用很多的儀器，處理數據的過程也更加繁瑣。例如，學習《簡諧運動》這一節內容時，傳統的處理模式只是教師直接的告訴學生彈簧振子的振動圖像，學生并不可以直接觀察到的，學生只是默默的接受。新課標的理念強調充分發揮學生的主觀能動性，讓學生發現新知識，并且可以理解和掌握。若教師直接將傳感器技術應用到這個實驗中，將位移傳感器接收模塊固定在支架上，連接到數據采集器第一通道；將位移傳感器發射模塊兩端的金屬環與彈簧振子實驗器上的水平彈簧相連，并用軟線將其垂直懸吊在實驗器的垂直桿上。此時，位移傳感器發射模塊將作為彈簧使用。將位移傳感器連接數據采集器，就可以在電腦上出現圖像。因此，傳感器技術的應用使微觀現象直觀化，而且積極的調動了學生學習的主動性，激發了學生對于物理的學習興趣。

2.2 應用傳感器可以節約課堂時間，更快更精準的完成實驗。傳統的實驗教學中測量數據和處理數據都比較麻煩，所以一般實驗室實驗都要用一節課的時間，甚至是一節課都做不完一個實驗。但是傳感器的應用讓數據采集和數據處理的過程簡單了，提高了實驗課堂的教學效率。例如，在教學《測小燈泡的伏安特性曲線》這一節內容時，連接好電路后，需要調節滑變記錄小燈泡的電壓、電流大小，再根據數據進行圖像處理，如果讀數不準確或者作圖不規范，都會對實驗結果產生影響。利用DlSlab只需要將電流傳感器和電壓傳感器接入電路，在連接數據采集器，就可以直接采集電壓電流的數據，并且輸出計算機，經過教學軟件的處理，就可以直接將小燈泡的伏安特性曲線圖繪制出來。這讓學生們節約了更多的時間，有更多的精力去設計實驗，探究和分析實驗，用于驗證和修改假設，有利于學生間進行合作學習，更快更精準的完成實驗。

2.3 應用傳感器可以提高學生的自主探究能力。若想讓學生通過自主探究學到知識，那么探究的主要形式就是利用實驗培養學生的自主探究能力。自主探究是“猜想—驗證—歸納—總結”的過程，讓學生在這個過程中掌握科學的學習方法。高中物理的向心力、動能定理、機械能守恒都是重要的知識，但是傳統的教學理念只能從理論上概括出其規律，學生不能得到驗證。應用傳感器，教師可以創設實驗情境，提高物理實驗探究過程的實效性，讓學生進行獨立思考，自己提出猜想，利用實驗得到驗證。在這個過程中，學生可以自己總結發現的物理規律，不僅可以激發學生的學習興趣，還能提高學生獨立思考和自主探究的能力。

3.結束語

應用傳感器來進行高中物理教學是教學手段的改革，是教育技術的進步。怎樣在物理教學中發揮傳感器的最大優勢，還值得教師在今后的教學中不斷探索和創新。在教育理念上，為教育今后的發展提供新的思路，體現了信息技術對高中物理教學的整合。