数字化信息系统在创新性物理实验中的应用

摘要

培养创新型人才是新时代赋予教育的重大使命。创新性物理实验在调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识等方面具有很重要的作用，但是由于实验的开放性和设计难度较大，很难在学校得到有效的开展。新的教育理念呼唤新的教学方式，新的教学方式呼唤新的技术支撑，数字化信息系统的出现为上述问题的解决提供了技术支持。 数字化信息系统将物理量的测量、数据记录和智能化数据分析等功能集于一体，如果将其应用于创新性物理实验，不仅可以使很多有创意的实验设计得以实现，还可以大大缩短实验的周期，促进实验的有效开展。基于这一想法，本文在传统实验的基础上结合数字化信息系统独有的一些优势，在力学实验和电磁学实验部分做了一些具体的创新研究，利用朗威DISLab对一些物理实验进行了重新设计。 我们重新设计了测量重力加速度的实验，新的实验减小了实验者的主观因素对实验计时环节的影响，三个新实验逐步使实验结果更加可靠，操作更加简便；在利用微电流传感器测量重力加速度实验的基础上，我们进行了更深入的探究和拓展，设计了验证电磁感应定律的实验，传统研究电磁感应定律的实验大多数都只是定性地观察电磁感应的现象，而本实验实现了对定律的定量验证。这几个实验设计突出了教师主导、学生主体的实验方式，给如何应用数字化信息系统进行创新性物理实验提供了很好的范例。

目录

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引 言

第一章创新性物理实验概述

1.1创新性物理实验的内涵

1.2创新性物理实验的设计原则

1.3创新性物理实验的设计原理

第二章DISLab及其特点

2.1 DISLab组成简介

2.1.1传感器

2.1.2数据采集器

2.1.3配套软件

2.2 DISLab的特点

第三章数字化信息系统在创新性物理实验中的应用

3.1测量重力加速度

3.1.1利用声波传感器测量重力加速度

3.1.2利用力传感器测量重力加速度

3.1.3利用微电流传感器测量重力加速度

3.2利用微电流传感器研究电磁感应定律

3.3小结

第四章总结与展望

4.1数字化信息系统应用于物理实验的创新

4.2数字化信息系统应用于创新性物理实验的局限性

4.3数字化信息系统应用于创新性物理实验的建议

参考文献

研究生期间发表文章列表

致谢