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導語:數(shù)字化探究實驗系統(tǒng),在業(yè)內(nèi)也被稱作“數(shù)字化信息實驗系統(tǒng)”(DigitalInformationSystem),簡稱“DIS”,在教育部頒布的裝備標準中被稱為“計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)”或“理科綜合/生物/理科綜合實驗微機接口及輔助教學系統(tǒng)”,不管哪種叫法,都是計算機信息技術應用到理科實驗中去的一種現(xiàn)代化實驗平臺。

 
     
 
1、計算機信息技術的快速發(fā)展及普及:隨著計算機信息技術的日益快速發(fā)展,計算機已經(jīng)走進了生活、工作中的各個領域,也日益成為我們普遍使用的現(xiàn)代化工具,這為數(shù)字化探究實驗系統(tǒng)的出現(xiàn)提供了基本的技術準備。 2、新課程標準中明確提出了提倡把計算機信息及多媒體技術應用的理科實驗中去:“現(xiàn)代信息技術的迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡技術的廣泛應用,為理科綜合課程提供了豐富的課程資源。將信息技術與理科綜合課程整合,既有利于學生學習理科綜合知識和技能,又有利于培養(yǎng)學生收集信息、處理信息、傳遞信息的能力。
3、教材中出現(xiàn)了相關的實驗內(nèi)容,比如滬教版、人教版的高中理科綜合教材中已經(jīng)有很多的理科綜合實驗需要數(shù)字化實驗方式解決。 4、傳統(tǒng)的實驗儀器及方式越來越不能滿足現(xiàn)代化教學的需要,傳統(tǒng)的實驗儀器使很多實驗沒法做、做不好,新的教學方法越來越重視探究性教學,數(shù)字化實驗系統(tǒng)是探究性教學的平臺和工具,師生也越來越歡迎新的實驗手段和方法。
 
 
 
 
  實驗過程可視化包括實驗過程空間可視性和實驗過程時間可視性。這是學生學習物理過程分析,建立物理概念,理解物理規(guī)律的認知基礎,是學會處理物理問題的關鍵所在。數(shù)字化實驗通過與計算機連接的傳感器實時采集數(shù)據(jù),記錄數(shù)據(jù),實現(xiàn)了時間上細微過程的實驗過程數(shù)據(jù)自動記錄,相當于用傳感器和計算機代替人眼、手、紙和筆記錄數(shù)據(jù),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)記錄的時間連續(xù)性,實現(xiàn)了瞬間變化“可視化”。 更多...
 
 
  數(shù)字化實驗由傳感器和數(shù)據(jù)采集器代替人眼讀取數(shù)據(jù),用計算機軟件取代紙筆方式手工記錄數(shù)據(jù),計算機軟件代替人腦對數(shù)據(jù)進行簡單統(tǒng)計、處理和分析,使學生擺脫了繁瑣的計算過程,能夠直接把測量數(shù)據(jù)的變化過程通過“待測物理量──時間”圖象直接顯示出來,直觀地看出物理量之間的變化關系,使學生擺脫了手工作圖的繁瑣和作圖不準確而造成的實驗錯誤。更多...
 
 
  數(shù)據(jù)采集“智能化”的基礎是計算機信息技術的應用。系統(tǒng)設置了連續(xù)采樣、單點采樣、閾值觸發(fā)采樣等多種采集模式,軟件可以設置采集器的各種參數(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化。功能強大的數(shù)據(jù)采集器可以自動把整個實驗過程中物理量的變化通過高采樣率完整的記錄下來,存儲在數(shù)據(jù)文件中。并且由于數(shù)據(jù)采集器提供了反饋輸出,可以通過附加一些器材,通過回控使得整個實驗的操作過程也實現(xiàn)自動化。更多...
 
 
  1、“智能化”地進行實驗重演;2、“智能化”地進行數(shù)據(jù)擬合;3、“智能化”地創(chuàng)建實驗報告。每個實驗的配置、傳感器的設置都以模板文件(.exs)存儲在硬盤上,每次實驗數(shù)據(jù)都以一定的數(shù)據(jù)文件(.exd)存儲在硬盤上。軟件提供了回放功能,只要調(diào)用相應的實驗模板和數(shù)據(jù)文件,就能夠?qū)崿F(xiàn)實驗的重演。 更多...
 
 
  1、教學手段現(xiàn)代化;2、教學方式現(xiàn)代化。與傳統(tǒng)的實驗儀器相比,傳感器更具有品種多、技術新、功能強、發(fā)展快、性能可靠等優(yōu)勢。過去實驗測量器材有電流表、電壓表、彈簧秤、水銀溫度計等,現(xiàn)在則可用電流傳感器、電壓傳感器、力傳感器、溫度傳感器等來測量物理量。 更多...
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  新課改《標準》的教育理念、思想、模式,徹底改變傳統(tǒng)教師的角色定位,需要新的實驗模式、新的實驗技術和實驗方法來支撐教師的教學、學生的學習;因此探究實驗室首先應按新課程《標準》要求,研制和創(chuàng)設的科學探究的場所。
  探究實驗本質(zhì)上是模擬的科學研究活動,科學研究活動有其自身的規(guī)律、程序,探究實驗室的設計方便學生分組,角色定位,方便實施模擬的科學研究活動。
  數(shù)字化實驗室需以學生為主體,創(chuàng)設能讓常規(guī)學科驗證型實驗轉(zhuǎn)化成探究型實驗,學生是開展課題研究的主體,在教師的引導下自主選擇探究課題,自主實施探究實驗。
  遵循教學規(guī)律,引導探索、嘗試、創(chuàng)造。從課程學習、社會現(xiàn)象、自然現(xiàn)象選擇具有一定的靈活性、開放性、趣味性、主動性、綜合性的實驗,來構建我們的數(shù)字化實驗室的課題內(nèi)容,方便創(chuàng)設問題情境。
  探究實驗室需要營造鼓勵學生創(chuàng)新的環(huán)境,掌握科學研究的常用方法、培養(yǎng)科研素養(yǎng)、科研能力。
 
 
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