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, 里学 科 信 息 化峨 , 月 》 I弓月 飞 脚T 月几 气 《. ! 贬 l浏 `综合 理 科 实 验 室 系 统。软 件 系 统 及 其特 点数 字化 实 验 室 的 软件系 统是 一 个包 含 了 教学所 需 功 能的数 据收集 分 析 软件,它 运 行 于i w d n。 ”环 境 下,包 括 了 工具 箱、复 制 和 粘 贴、分析 工 具和 用 户 友好 界面。多功 能的 软 件系 统 可 以支 持四十 多 种 传 感 器,适用 于 物理、化 学、生 物和 综 合 学 科。其特 点为:( l )基 于 i wn d 。贾 s系统 的 显 和两 个数 字传感 器( 如 图 5 )。示,例如 曲 线 图,数据表,测 量-- - -一- 一 一一- -- -一等;( 2 )广 泛 的分 析 工 具,包 括积 分、统计、曲 线 拟 合、计 算 数列、检 查 和 修 改 等;( 2 ) 多 线 程 的 数据运行;( 3 )在保 存 实验 文 件 前,方便的传感 器设 置 和 实 验设 置;( 3 )在文 本 窗 口 中 注 释 图 表和 记 录;( 4 ) 同 时支持 4 个模 拟传 感 器.应用 体 会数 字 化 实 验 的 优 点文/ 上 海市浦 光 中学李成 刚前 段 时间,我在数 字 化 实 验室上了一 堂 《 牛 顿 第 二 定 律 》 的 公开 课,在教 学 过 程中,我 对 利 用 数字化 实 验室进 行 实 验 教 学 的 优 点深 有体 会。滑 轮、细 线 拉动小 车 做加 速运 动,拉动 5 次,测 得 5 组数据,然 后 通过 控 制变量法测 另 外 几 组 数 据,再 利 用刻度 尺量 距 离,通 过 公 式a 二△ s / T “ 计 算 小车的 加速 度,这样,一节 课 只 能测得十 来 组 数据。实验结 果 更 精确如 图,这 是 我 在验 证 牛 顿 第二 定 律 时 得 到 的 图 线,从 中 可 以发 现 力 一 加 速度 图 线 的 截 距 大 小b = 0.00 0 7 4 2 9,几 乎 为 零,图 线非常靠近 原 点,斜 率值 为 0.7 2 1 6,与小 车 质量线 千 克相 当 接近。这 是 传 统实 验难 以 做 到的。数 据采 集迅 速与 传 统实验相 比,数字 化 实验室 在数 据采 集 上 的优 势 非常明显。例如,一 个力传感 器 每 秒 钟 可采 集 近 5 0 个数据,我在验 证 牛顿第 二 定律 的 演 示 实验中设 置 的采集 时间 为 1 0 秒,这 样,一 个简 单的 力 一 时间图 像中 就 包 含 了 5 0 0组 数据。而 传 统 实验 用 沙桶 通 过数 据拟 合 准 确 方 便传 统 实 验 在 操 作 时要记录 数据,测 量 完毕,又 需 要 通 过列表格、画 图 等 来 处 理 数据。例 如研究 F、二 、 a三个物理量关系 的 实 验中,测得的数据 要填表并 画 图,以往教 学 时我经 常 看 到学生 画 的a 一F图 和a 一 l/m图 千 姿 百态,五 个 相差 不 大 的 坐标 点 要 凭借肉 眼 去判 断、描绘 也真 可谓 强人所难,误差 之 大 可 想而 知。而 在数 字 化实验 室 中,数据 采 集器 可 以 在 瞬间 将 数 据全部记 录并传 送到 电 脑 中,瞬 间即可得到理想的拟合 效果 了。例如,拉动 小车做 变 速运 动 时,力、加 速度 的 瞬时性 和 方向性 几乎 可 以 在操作的 同时 体现 于 图 线 中,点击纵轴,选 择“力”,点击横轴,选择“加速 度”,立 刻就 能得 到 力 一加速 度 图 线,再点击“拟合 直线”窗 口,马 上 就 出 现直 线 方程,直线的斜率、截 距 等 数 值 一 目了 然,而 且 非 常 精 确。3 2斑 代 教学 . . . .