NEWS CENTER
新聞中心
數(shù)字化探究實驗室：創(chuàng)新教學手段、更新教學理念
發(fā)布時間：
2024-8-9 11:30:18
數(shù)字化實驗室一般由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機及相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成的測量、采集、處理設(shè)備和與之配套的相應(yīng)的實驗儀器裝備組成的實驗室。數(shù)字化實驗室是信息技術(shù)與傳統(tǒng)實驗課程整合的重要載體。基于傳感器的計算機實時數(shù)據(jù)采集和基于計算機數(shù)據(jù)處理軟件的計算機建模和圖象分析等技術(shù)是開展物理探究教學的兩大技術(shù)支撐，也是物理實驗面向現(xiàn)代化，提升實驗檔次，加速實現(xiàn)物理教學向國際接軌的一條途徑。
數(shù)字化實驗室組成主要包括：
1.傳感器:傳感器的作用是把實驗中測量的各種非電信號(例如:溫度傳感器、力傳感器、PH傳感器、二氧化碳傳感器等)轉(zhuǎn)換成標準的電信號，并把這些電信號傳遞給采集器。
2.采集器:采集器是傳感器與計算機的接口。它的作用是把實驗中各種傳感器輸出的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入到計算機中。
常見的采集器有:MGA采集器、無線數(shù)據(jù)采集器。
3.數(shù)字化探究實驗室專用軟件: 數(shù)字化實驗室軟件主要用于傳感器數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)表現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析。軟件在數(shù)據(jù)表現(xiàn)上，提供了數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)曲線等表現(xiàn)形式。在數(shù)據(jù)分析上，提供了數(shù)據(jù)統(tǒng)計、曲線擬合和線形回歸等方式，操作簡單，使用方便。采集器與計算機之間通過USB接口相聯(lián)，具有優(yōu)秀的兼容性、穩(wěn)定性和操作上的靈活性。
進行實驗時，首先通過傳感器測量各種物理量，并把測量的值傳遞給數(shù)據(jù)采集器;然后由數(shù)據(jù)采集器把采集到的實驗數(shù)據(jù)傳遞給計算機;最后通過計算機軟件以數(shù)值、圖表、曲線等各種方式表現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，并可根據(jù)教學要求對實驗數(shù)據(jù)進行各種分析與處理。
科技的進步必然促進教育的發(fā)展，近年來，信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給教育教學領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化，新型的教學設(shè)備提供了全新的教學手段，開拓了全新的視野，更產(chǎn)生了的全新的成果，其中信息技術(shù)與學科教學的整合已經(jīng)成為世界教育領(lǐng)域發(fā)展的潮流。
科學的本質(zhì)是探索真理和發(fā)現(xiàn)真理，但是由于國內(nèi)以前缺乏有效的手段，信息技術(shù)與課程的整合一直停留在比較膚淺的層面上，根本不能深入到學科的本質(zhì)中去，大多數(shù)人對此產(chǎn)生了困惑。數(shù)字化探究實驗室的出現(xiàn)從根本上解決了這一問題，它從理科教學的重要環(huán)節(jié)–實驗入手，通過數(shù)字化的實驗設(shè)備去解決理化生學科教學中的問題，不僅提高了教學效率，解決了教學難題，更進一步培養(yǎng)了學生的動手能力和探究精神。這種新型的教學設(shè)備是教育技術(shù)發(fā)展的最新成果，從根本上改變了以前幾十年不變的實驗教學模式，為教學改革的創(chuàng)新提供了舞臺，為促進信息技術(shù)與中學理科教學的全面整合起到了革命性的作用!
現(xiàn)代教育的理念是不僅要使學生獲得一定的知識和技能，更要通過學習過程養(yǎng)成科學的思維和研究方法，還要形成正確的情感、態(tài)度和價值觀。
目前中國正進行著新一輪的基礎(chǔ)教育課程改革。新課改提倡全面發(fā)揮學生的主動性，使學生較為深入地學習物理、化學、生物實驗的有關(guān)理論、方法和技能，進一步提高學生的實驗素養(yǎng)。主要表現(xiàn)為，激發(fā)學生實驗探究的興趣，增強學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度，養(yǎng)成交流與合作的良好習慣，發(fā)展學生的實踐能力等方面。
新課程標準要求學生通過強化實驗方案的自我設(shè)計，深入對實驗過程和實驗誤差分析，重視對實驗方案和實驗結(jié)果評估。而數(shù)字化探究實驗室在激發(fā)學生興趣，幫助師生更好地對實驗過程探究、實驗誤差分析、實驗結(jié)果評估等方面顯然具有傳統(tǒng)實驗設(shè)備無法超越、無可比擬的優(yōu)勢。
所以，數(shù)字化探究實驗室的推廣與運用，不僅是教學手段的創(chuàng)新，更是教學理念的革命!
