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紅綠燈科學實驗原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 傳感器;初中科學實驗;應用;意義;內(nèi)容;措施

一、現(xiàn)實背景及意義

初中科學是集物理、化學、生物和自然地理于一體的綜合性課程，目前全國范圍內(nèi)僅在浙江省全省施行?？茖W課程“以提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨”，[1]實驗活動是科學課程實現(xiàn)其教學目標的重要載體，也是學生掌握方法，體驗過程和感受科學精神不可或缺的途徑。

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，迫使學校的傳統(tǒng)教學隨之變革，如此才能使我們的學生緊跟時代步伐，做到與時俱進。早在1997年2月美國總統(tǒng)克林頓就提出：“給我們的孩子最好的教育，我們必須幫助他們利用強大的技術(shù)?！?隨著科技競爭的日益激烈，以計算機為核心的ICT（Information and Communication Technology）與教育的整合已經(jīng)成為當前教育改革的一種重要趨勢，而傳感器技術(shù)的發(fā)展成熟，恰恰給教學帶來了這樣的變革機遇。 “從上世紀80年代開始，傳感器技術(shù)就在國外發(fā)達國家尤其美國的中學理科教學中得到廣泛應用?！?[2]

西方國家的學校在過去20多年里已經(jīng)投資大量資金應用于ICT方面?，F(xiàn)在ICT已經(jīng)成為一種被應用在學習過程中的教育工具。國內(nèi)這方面的起步要晚些，“到上世紀90年代中期，北京、上海的部分中學已經(jīng)開始在教學實驗中使用自制的傳感器實驗設施。”[3]從應用的地區(qū)和年段來看，也主要集中在經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，如北京、上海，且在高中數(shù)學、物理、化學和生物等課程中有所應用，初中科學實驗中應用傳感器尚處于起步階段，只零星體現(xiàn)在教師教學比賽及教師實驗創(chuàng)新比賽中。因此，我們急需追上時代的步伐，讓學生在初中階段就能接觸到科學與計算機課程的整合，并由此鼓勵學生對常見的科學實驗進行創(chuàng)新，推動學生的發(fā)明創(chuàng)造。

傳感器可把自然界中的各種物理量和化學量等變量精確地變換為電信號，再經(jīng)電子電路或計算機進行處理，從而對這些量進行檢測或控制。圖1表示了傳感器的基本工作原理。

傳感器在信息采集過程中，與人的五官及傳統(tǒng)實驗相比，有更大的感知范圍和更高的精確度，在實驗中能夠?qū)⒏惺艿降母鞣N量，如：力、熱、聲、光、化學物質(zhì)的種類和濃度轉(zhuǎn)換成便于測量的電學量;能感受到各種微弱的信號，并能放大、傳輸、存儲顯示，并可利用計算機強大的運算和數(shù)據(jù)處理功能作出必要的輸出控制。所以，應用傳感器技術(shù)的顯著優(yōu)點之一，便是可以將傳統(tǒng)實驗無法直觀顯示出的上述物理量直接以表格、曲線、刻度等形式呈現(xiàn)給學生，易于學生接受。再者，傳感器技術(shù)能方便、快捷地完成實驗數(shù)據(jù)采集和結(jié)果分析、推測，還可提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計、公式計算、曲線擬合等。便于實驗的觀察、操作，使科學實驗不受簡單測量工具精確度以及人工采集數(shù)據(jù)需有一定時間間隔的限制。

因此，在科學實驗中引入傳感器技術(shù)，是對傳統(tǒng)實驗的一種有力補充，既拓寬了科學探究型實驗的內(nèi)容，又能使初中科學實驗更容易由定性轉(zhuǎn)為定量，甚至變模擬實驗為真實實驗（如磁場），實現(xiàn)初中階段科學課程和計算機技術(shù)的有機整合。本研究通過教師和學生共同完成初中科學課程中能與傳感器有機結(jié)合的16個實驗活動，點燃一部分計算機能力較強，愿意嘗試把所學所用結(jié)合起來的學生的激情，從傳統(tǒng)的聽、講、練提升到動腦思考，動手操作，合作完成一項或以上把課堂知識應用于生活實例的探究嘗試，讓學生關(guān)注課堂外的實踐應用，體悟與人合作的重要性，培養(yǎng)合作意識，提高實驗設計、實驗操作能力，促進教學模式的多樣化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

二、可應用的主要內(nèi)容

在初中科學實驗教學中應用傳感器技術(shù)，不能脫離科學教材。筆者選取寧波市初中統(tǒng)一使用的華東師范大學出版社最新出版的《義務教育教科書?科學》七上、七下（2012年版），八上、八下（2013年版）和九上、九下（2014年版）共六冊為藍本，結(jié)合查閱的文獻資料，經(jīng)過與本校其他三位科學教師的集體商討，并就其結(jié)合可行性專門請教了哈爾濱工業(yè)大學計算機應用技術(shù)專業(yè)博士畢業(yè)，在高校任教的鐘秋波副教授，最終確定有6種傳感器可以應用于初中科學中的16個實驗活動，并根據(jù)操作的簡便與否，有無必要演示，分為教師演示和學生拓展活動，具體如下表：

表1 可應用傳感器的科學實驗活動

傳感器類型 序號 科學教材 實驗、活動名稱 應用類型

冊 章 節(jié) 頁碼

壓力傳感器 1 八上 2 2 44 實驗：探究液體內(nèi)部壓強的特點 學生拓展

2 3 3 70 活動：探究浮力的大小 教師演示

3 八下 5 1 93 探究條形磁鐵、馬蹄形磁鐵，同名和異名磁極周圍的磁場分布規(guī)律 學生拓展

4 2 97 活動：觀察電流周圍的磁場

5 九上 5 2 95 活動：探究定滑輪、動滑輪、滑輪組的拉力大小 教師演示

分子濃度傳感器 6 八上 4 4 105 活動：光合作用產(chǎn)生氧氣 學生拓展

7 106 活動：光合作用吸收二氧化碳

8 109 活動：萌發(fā)的種子吸收氧氣

9 活動：種子呼吸釋放二氧化碳

溫度傳感器 10 七下 1 2 10 活動：觀察冰的熔化過程 教師演示

11 實驗：觀察水的沸騰

12 八上 4 4 110 活動：種子呼吸時放出熱

光感傳感器 13 八下 2 1 17 活動：探究光反射的規(guī)律 教師演示

14 2 23 活動：探究光的折射的特點

電導率傳感器 15 八下 4 5 81 實驗：檢驗歐姆定律 學生拓展

光電傳感器 16 設計可據(jù)路口車流量的變化而更改時間的紅綠燈 學生拓展

上表1～15個實驗活動來自教材，第16個計劃在學生學習完電學知識后開展，并希望可實現(xiàn)更多的科學實驗活動與傳感器技術(shù)的整合。

三、操作措施及目標

表1中的這16個實驗活動，除教師演示外，學生拓展活動考慮到實施的具體可行性，選擇本年級段有一定計算機基礎，并對科學探究興趣濃厚的學生組建一支隊伍，依托本校的拓展課，在老師的指導下以課外活動小組的形式展開。 因此，涉及三個年級，共需三位及以上指導老師，同時分上、下學期歷時一年完成。

在組建課外活動小組上，教師首先要對本年級段學生的計算機能力水平，科學探究興趣程度進行摸底調(diào)查。具體可通過對學生發(fā)放問卷調(diào)查，采訪班主任，個別約談等方式進行，并遵循自愿自主的原則，在學生報名的基礎上進行甄選確定。時間上，充分利用寧波外國語學校拓展課集中指導，完成設計、組裝，并鼓勵學生利用校外資源，在周末對本實驗活動進行深入研究，不斷完善。

通過教師演示和學生課外活動小組的自主設計探究兩條線，希望能達成以下目標：1.以點帶面，調(diào)動學生對科學探究的熱情。通過教師演示，活動小組成果展示，提高同學們革新傳統(tǒng)科學實驗活動的積極性。2.為有一定計算機特長并科學探究興趣濃厚的學生搭建鍛煉平臺，從設計到展示，全面鍛煉學生的思維能力，動手操作能力，尋求指導、解決問題能力及團隊協(xié)作能力。3.使物理、化學、生物和計算機學科知識實現(xiàn)有機整合，培養(yǎng)學生的學科綜合知識，拓寬學生視野。4.通過對綜合設計、整合應用的關(guān)注，提高學生的科學素養(yǎng)。培養(yǎng)學生求真、求實、理性、創(chuàng)新的科學態(tài)度，提升學生注重實踐、實事求是、不畏艱難、謙恭、協(xié)作、服務社會的科學精神，提升學生作為社會一員的公民責任感。5.鼓勵創(chuàng)新，爭取學生團隊自主設計并完成1～2個創(chuàng)新實驗。既能參閱資料，重現(xiàn)前人完成過的實驗活動，亦能獨立思考，自我成長，在老師的指導下，實現(xiàn)創(chuàng)新。

四、可能遇到的問題

科學教師的計算機功底畢竟較淺薄，在具體實驗活動中，可能會遇到一些困難，比如傳感器與計算機如何連接;如何設計參數(shù)體現(xiàn)實驗活動變量，呈現(xiàn)結(jié)果;學生設計不完善，學生遇到的實際操作問題不能有效解答等。若是遇到問題，教師一定要秉著學習提高的態(tài)度，充分利用網(wǎng)絡信息資源，借助團隊的力量，至聯(lián)系高校，依托高校的實驗室和技術(shù)支持，謙虛請教，集體商討，不懈努力，必能妥善加以解決。

【參考文獻】

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育?初中科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2] 謝紫鵑.傳感器技術(shù)在中學物理實驗教學中的應用研究[D].新鄉(xiāng)：河南師范大學，2007.2.

[3] 張海燕.淺談現(xiàn)代先進教學設備對初中科學教學的影響[J].科學教育，2011（4）81.

[4] 華澤璽，王棟.基于實驗的傳感器教學改進方法.教育教學論壇[J].2014（21）23-24.

[5] 張洪潤，張亞凡.傳感技術(shù)與應用教程[M].北京：清華大學出版社，2005.

[6] 徐存煥.傳感器技術(shù)在中學物理實驗教學中的應用[J].科學教育研究，2014（27）80-81.

[7] 林玉龍.傳感器在初中物理實驗教學中的應用[J].中國教育技術(shù)裝備，2013（11）116-117.