数字化实验简介

数字化实验简介数字化实验的特点概述 数字化实验室（DIS）是一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成的测量、采集、处理设备和与之配套的相应的实验仪器装备组成的实验室。数字化实验室是信息技术与传统实验课程整合的重要载体。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图象分析等技术是开展中学物理探究教学的两大技术支撑，也是中学物理实验面对现代化，提升实验档次，加速实现中学教学向国际接轨的一条途径。 数字化实验室中数据采集系统的研制，在国外比较著名的有：美国 PASCO 公司的数据采集系统；英国 Pico Technology 公司的数据采集系统；德国 Cobra的数据采集系统；澳大利亚 Dava Harvest 公司的数据采集系统等；美国VERNIER 公司的数据采集系统。国内生产的数据采集系统也开始增多，如浙江胜昔科技有限公司的 ScienceDis ；山东远大的朗威 DISLab；江苏艾迪生教育进展有限公司的 EDISlab；北京友高教育科技有限公司的 YOCO；南京金华科软件有限公司的 JHKDIS 等，不一而足。 笔者通过动手实践数字化实验，查阅文献资料，总结出数字化实验具有实验过程“可视化”；实验设计“重点化”；数据采集“智能化”；数据处理“智能化”；教学过程“现代化”的特点。 1．实验过程“可视化” 实验过程可视化包括实验过程空间可视性和实验过程时间可视性。这是学生学习物理过程分析，建立物理概念，理解物理规律的认知基础，是学会处理物理问题的关键所在。 物理实验中，空间上细微过程人眼难以观察，一般借助于显微镜可以实现细致的观察。时间上细微过程难以捕捉，难以记录，是物理实验的一个难点，瞬间变化的可视化尤其是难点。例如弹簧振子 F-t、x-t 关系，电容充、放电电流i-t 关系，碰撞过程讨论等等，这类实验以往一般只能定性讲述，或者用多媒体软件进行模拟演示。 怎样突破这个难点呢？传统的实验仪器由于人眼观察与手工记录的断续性，确实难解决这个问题。数字化实验通过与计算机连接的传感器实时采集数据，记录数据，实现了时间上细微过程的实验过程数据自动记录，相当于用传感器和计算机代替人眼、手、纸和笔记录数据，实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。例如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，具体再现超重、失重的过程，便于总结超重、失重现象的特点和条件，符合归纳法教学...