中学物理实验与传感器整合研究述评.pdfVIP

V01．36No．1l 物 理 教 师 第36卷第11期 (2015) PHYSICSTEACHER 2015年 ·现代教学技术· 中学物理实验与传感器整合研究述评 刘茂军 张 勇 (吉林师范大学物理学院．吉林四平 136000) 摘 要：随着科技的不断发展与传感器技术的广泛应用，将传感器融入中学物理实验、中学物理教学的做法已 经成为引领物理教育发展的新趋势．整理并归纳了我国将传感器与中学物理实验整合的研究情况，认为我国中 学物理实验中的传感器种类偏少，研究也不够系统和全面．建议在该领域的研究应该侧重实验探究教学和系统 全面研究两个方面，使传感器成为中学物理实验研究的新的手段与平台． 关键词：传感器；中学物理实验；整合；探究实验；系统研究 l 引言：传感器与物理实验的整合研究受到重视 经成为引领物理教育发展的新趋势．尤其利用传 随着科技的不断发展与传感器技术的广泛应 感器来完成中学物理实验已经成为物理教师改进 用，国内外物理教育领域都开始重视传感器在物 实验手段、提高实验效率、体会科技发展、开展实 理实验(教学)中的应用，旨在培养学生的科技意 验探究、培养创新能力的重要手段和方式．国内外 识、动手能力和创新能力．美国《国家科学教育标 的很多研究人员已经就此开展了一定的研究工 准》中强调要通过在科学课堂中充分利用计算机 作，笔者结合自己的研究，对近年来传感器与中学 等技术和工具，为教师和学生开展科学探究、更好 物理实验整合研究的情况进行了系统整理和归 地理解科学本质提供机会．我国在新课程改革中 纳，以期对中学物理教师、物理教育研究人员有所 也非常强调信息技术(主要指传感器、计算机等) 启示． 与物理实验的结合，强调物理学科与科学技术的 2国外(境外)传感器与中学物理实验整合研究 结合，并使用了诸如“了解”、“知道”、“体会”、“制 的基本情况 作”等动词来描述对传感器及其教学的要求．在 随着科技的不断发展与传感器技术的广泛应 《物理课程标准》选修模块1—1、2—1和3—2中都用，国外很多国家都非常重视传感器在物理实验 有关于传感器的描述．例如在1—1中提到：“了解 教学中的应用，旨在培养学生的科技意识、动手能 常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们 力和创新能力．尤其自1980年代之后，传感器技 带来的方便”．在附录的第一部分“物理实验专题” 术已被许多国家运用到物理教学中，基于传感器 供选择的实验示例中也提到：“选用传感器制作控 的物理实验教学在美国、英国、日本、韩国等国家 制电路”，而且选修3—2模块中的3个二级主题中 和地区已经实践多年．国外教育领域专家一直在 有一个是“传感器”．内容标准中要求学生“知道非 研究基于传感技术的物理实验教学问题，美国《国 电学量转换为电学量的技术意义；通过实验知道 家科学教育标准》中强调：“可通过在科学课堂中 传感器的工作原理；列举传感器在生产和生活中 充分利用计算机等技术为工具，为教师与学生开 的应用”，活动建议也提出“利用传感器制作简单 展科学探究与更好地理解科学的本质提供给机 的自控装置”等建议．o]可见，我国的物理新课程 会”．美国的中学物理实验教学中，数据信息采集 改革十分重视传感器及其应用的教学，在中学物 工具(主要是传感器)的应用非常广泛，主要用以 理教材中也提倡运用传感器来开展中学物理 测量一些过程短暂难以观察又十分重要的物理实 实验． 验，如对于机械波、光的干涉和衍射、电磁感应等 由此可见，将传感器融人到中学物理实验、物 的研究等．新加