传感器在物理课堂中的应用—《电容器》教学案例
2012-10-23张宇
中国现代教育装备 2012年8期
张 宇
传感器在物理课堂中的应用—《电容器》教学案例
张 宇
物理是一门实验科学,但由于条件所限,一些实验在课堂上几乎不可能完成,比如通过测量大量数据、描绘图像,并由图像得出函数关系,从而得出物理规律。这样做,一方面耗时费力,影响正常的教学进度;另一方面,这些工作手工完成,往往很难得到令人满意的实验效果。所以普遍的做法是把实验结果直接告诉学生。得出的结论和规律是强加给学生的,很难令人信服。这样做,严重挫伤了学生学习物理的兴趣,也不利于培养学生的科学精神。
随着多媒体系统在学校的普及以及传感器(数字化实验室)的异军突起,以往在课堂上几乎不可能完成的实验变得轻而易举。笔者应用数字化实验室进行高二物理《电容器》的教学,对其通用软件的友好用户界面,尤其是它提供的数据拟合功能的完备性(它提供了线性函数、幂函数、指数函数、对数函数、N次多项式函数、正弦函数、反比例函数7种函数)和精准性(实验图像和拟合函数图像吻合得非常好,优于微软公司Excel2003所提供的同类功能)留下很深的印象,课堂效果令人满意。
一、电容器的充电和放电
《电容器》这一节第一个重要的知识点是电容器的充电和放电,以往处理这块内容时都是用一个零刻线在中央的电流表,让学生观察电容器充电和放电过程的短暂性以及充放电时电流方向相反。由于本实验无法观察电流随时间的变化情况,很容易给人以错觉:充放电流是一脉冲电流。……
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