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数字化探究实验室：创新教学手段、更新教学理念
发布时间：
2024-8-9 11:30:18
数字化实验室一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成的测量、采集、处理设备和与之配套的相应的实验仪器装备组成的实验室。数字化实验室是信息技术与传统实验课程整合的重要载体。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图象分析等技术是开展物理探究教学的两大技术支撑，也是物理实验面向现代化，提升实验档次，加速实现物理教学向国际接轨的一条途径。
数字化实验室组成主要包括：
1.传感器:传感器的作用是把实验中测量的各种非电信号(例如:温度传感器、力传感器、PH传感器、二氧化碳传感器等)转换成标准的电信号，并把这些电信号传递给采集器。
2.采集器:采集器是传感器与计算机的接口。它的作用是把实验中各种传感器输出的电信号转换成数字信号并输入到计算机中。
常见的采集器有:MGA采集器、无线数据采集器。
3.数字化探究实验室专用软件: 数字化实验室软件主要用于传感器数据的采集、数据表现与数据分析。软件在数据表现上，提供了数据表格、数据曲线等表现形式。在数据分析上，提供了数据统计、曲线拟合和线形回归等方式，操作简单，使用方便。采集器与计算机之间通过USB接口相联，具有优秀的兼容性、稳定性和操作上的灵活性。
进行实验时，首先通过传感器测量各种物理量，并把测量的值传递给数据采集器;然后由数据采集器把采集到的实验数据传递给计算机;最后通过计算机软件以数值、图表、曲线等各种方式表现实验数据，并可根据教学要求对实验数据进行各种分析与处理。
科技的进步必然促进教育的发展，近年来，信息技术的飞速发展，给教育教学领域带来翻天覆地的变化，新型的教学设备提供了全新的教学手段，开拓了全新的视野，更产生了的全新的成果，其中信息技术与学科教学的整合已经成为世界教育领域发展的潮流。
科学的本质是探索真理和发现真理，但是由于国内以前缺乏有效的手段，信息技术与课程的整合一直停留在比较肤浅的层面上，根本不能深入到学科的本质中去，大多数人对此产生了困惑。数字化探究实验室的出现从根本上解决了这一问题，它从理科教学的重要环节–实验入手，通过数字化的实验设备去解决理化生学科教学中的问题，不仅提高了教学效率，解决了教学难题，更进一步培养了学生的动手能力和探究精神。这种新型的教学设备是教育技术发展的最新成果，从根本上改变了以前几十年不变的实验教学模式，为教学改革的创新提供了舞台，为促进信息技术与中学理科教学的全面整合起到了革命性的作用!
现代教育的理念是不仅要使学生获得一定的知识和技能，更要通过学习过程养成科学的思维和研究方法，还要形成正确的情感、态度和价值观。
目前中国正进行着新一轮的基础教育课程改革。新课改提倡全面发挥学生的主动性，使学生较为深入地学习物理、化学、生物实验的有关理论、方法和技能，进一步提高学生的实验素养。主要表现为，激发学生实验探究的兴趣，增强学生的创新意识，培养学生实事求是、严谨认真的科学态度，养成交流与合作的良好习惯，发展学生的实践能力等方面。
新课程标准要求学生通过强化实验方案的自我设计，深入对实验过程和实验误差分析，重视对实验方案和实验结果评估。而数字化探究实验室在激发学生兴趣，帮助师生更好地对实验过程探究、实验误差分析、实验结果评估等方面显然具有传统实验设备无法超越、无可比拟的优势。
所以，数字化探究实验室的推广与运用，不仅是教学手段的创新，更是教学理念的革命!
