数字化技术在物理实验教学中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“数字化物理实验演示”。
海兴县 杨金钟 *** 061200 数字化技术在物理实验教学中的应用
物理本身就是一门以实验为基础的学科，实验在学科教学中的重要性也是不言而喻的。因此，在初中物理教学中，要做好演示实验，激发学生的学习兴趣和求知欲;要注重探究实验，促进学生学习方法的转变和探索意识的培养；开发课外实验，挖掘学生的潜力，提高动手实践能力和创新能力。中学作为基础教育阶段，传统实验方法的训练对学生实验能力、科学素质的培养是必不可少的。但若要研究的物理过程十分复杂，要采集或处理的数据量很多，或要通过多次改变实验条件，对实验过程进行深入的分析，数字化实验手段就有强大的优势和广阔的空间。
一、数字化实验的特点
1、强大的数据采集能力
利用计算机，既可以对传感器在快速变化的瞬态过程中获得的大量实验数据进行实时采集，也可以长时间地跟踪收集极缓慢过程的各种实验数据。数字化技术为理科教学中改造传统实验或开发以前无法进行的新实验提供了有力的工具。
2、灵活的数据处理能力
通过计算机，可以对实验过程进行控制，对大量的数据进行各种复杂的、快速的处理，例如数据的转换、曲线的拟合、误差的计算等．这就允许在实验中尝试改变各种条件，比较实验的结果，为学生创造了一个科学探究和自主学习的环境，培养学生的观察和实验能力以及实事求是、勇于探究的科学态度。
3、为互动式教学创造了条件
在实验室中将计算机联机，可以方 便地实现数据共享，在教师的指导下对各1 组实验结果进行比较、探讨，为开放、互动性的课堂教学创造了条件。
二、数字化实验系统的构成 硬件：传感器、采集器、计算机
软件：对数据的采集进行控制；对所采集的数据进行处理
三、数字化教学实验设计原则
既然要用数字化手段来进行某一实验，选择实验课题时就应该能够回答采用数字化手段来进行这个实验的必要性，并且在设计实验时充分发挥数字化技术的特长。
1、教学实验必须有鲜明的物理思想
教学实验必须含有丰富的物理思想．实验设计要突出所研究的问题的背景，实验所依据的原理和研究问题所用的方法。
2、教学实验的设计要能充分展示所研究的物理过程，有效地揭露物理过程的本质．教学实验的设计还必须给学生提供充分发挥创造力、想象力的空间，有一定的操作要素．
四、数字化实验的选取原则
要用数字化手段来进行某一实验，选择实验课题时就应该能够回答采用数字化手段来进行这个实验的必要性，并且在设计实验时充分发挥数字化技术的特长。在实验课题的选择上，数字化实验比较适合用在那些过程比较复杂的，要采集的数据量比较多的，数据处理中计算量比较大的实验。
五、数字化实验设计实例
1、作用力与反作用力
实验目的：说明物体间发生相互作用时，作用力反作用力方向相反，大小相等。实验方法：用两个力传感器互相对拉或对压，比较两条“力－时间”函数图线。
2、碰撞与缓冲的研究
实验目的：比较缓冲物软硬程度对冲力大小的影响；验证动量定理
实验方法：使砝码从同一高度下落到软硬程度不同的缓冲垫上，通过“力－时间”图线比较冲力大小。将珐码与缓冲垫接触过程中受到的“合力”对时间积分，说明珐码从同一高度下落，自接触缓冲垫到停止运动，所受合力的冲量相等。
3、电容器充、放电过程的研究
实验目的：
1、观察电容器充放电过程中电压、电流的变化情况。
2、说明电容器所带电量与电压之比是只与电容器物理结构有关的常量，说明物理量“电容”的概念。
实验方法：
1、观察电容器充、放电过程的“电压－时间”、“电流－时间”函数图线。
2、将电容器充、放电过程的“电流－时间”图线对时间积分，求出充、放电的电量。证明对某一电容器来说，这电量与充电电压之比是一个常量。
4、定值电阻伏安特性的研究 实验目的：
1、研究定值电阻的伏安特性
2、研究定值电阻上消耗的电功率与电压的关系
实验方法：
1、通过对定值电阻伏安特性曲线的线性拟合，研究定值电阻上电压、电流、电阻间的函数关系。
2、通过对定值电阻上“功率－电压”曲线的拟合5、电磁感应现象的研究 实验目的：验证电磁感应定律
实验方法：比较“磁感强度、感应电压－时间”、“磁感强度变化率、感应电压－时间”图线，说明在电磁感应现象中电路中感应电动势的大小只与磁通量的变化率有关。、6、研究交流电的有效值 实验目的：研究正弦交流电有效值与峰值间的关系
实验方法：
1、通过用“正弦函数”对“交流电压－时间”图线进行拟合，确认低压交流电源输出的是否可看作是正弦交流电。
2、通过对“电压平方－时间”图线进行统计分析，求出在整周期内交流电压的“均方根”值，并求出交流电压的峰值与“均方根”值之比。
7、振荡电流的研究
实验目的：
1、研究“LC”振荡电路产生振荡电流的过程
2、研究产生振荡电流时电路中电压、电流间的相位关系
实验方法：
1、观察“LC电路”产生超低频振荡的过程
2、通过软件慢速重放的功能研究产生振荡时电路中电压和电流间的相位关系
8、气体等温过程的研究
实验目的：验证一定量气体等温过程中压强与体积的关系
实验方法：
1、通过单点输入，作出一定量气体“压强－体积”曲线
2、通过对“压强－体积”曲线的拟合，验证波义耳定律
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