文档介绍：探析数字化实验室的优越性及在实验教学中的应用
论文关键词:数字化实验教学优越性
论文摘要:随着信息技术的飞速发展,数字化实验作为一种新型实验教学方法,对传统实验教学的变革起到了积极的影响。笔者结合本校数字化实验室的发展,对数字化实验室在中学实验教学中的应用及数字化实验的优越性,数字化实验与传统实验的关系方面做了论述。
数字化实验是在传统实验技术的基础上引入了计算机技术。随着计算机技术的发展,数字化实验技术也得到了飞速发展,成为传统实验室技术向现代化、数字化发展的方向。数字化实验室作为一种新型的实验手段,在新课程改革背景下破土而出。数字化实验室既是对传统实验教学的有效补充,又是传统实验教学的延伸。我校在物理、化学、生物、地理四个学科中装备了数字化实验室,其中的数字化设备包括高级数据采集(在平板电脑中加装数据采集卡)和传感器。
一、数字化实验室的优越性
数字化实验是在传统实验技术的基础上,应用传感器技术,将传统实验中的信息数字化并传送到计算机,由专用软件处理后,通过图像、表格、视频等多种形式来动态地显示出来。能使学生观察到化学变化的整个过程,能对变化过程进行直观、形象处理的实验方法。在一定程度上将化学反应过程中微观世界通过数据与图表展现出来,揭示其中的科学规律。根据我校数字化实验室使用过程来看,数字化实验具有如下特点。
。根据教学的实际需要,数字化实验室既可用于演示实验(配合投影设备),也可进行分组实验;既可课堂教学使用,也可用于综合实践活动。其中最适合于综合实践活动,利用高级数据采集器的特点,可以到家庭、田野、工厂做实验。因此,数字化实验室是一个开放性的实验平台,无论在教学内容还是教学方式上都具有开放性。例如,测定污水中的酸碱度。传统的实验方法是到各点取样,送回实验室分析,这样即费时又费力。而数字化实验就可以直接带上设备到各点测定,数据由电脑分析后通过无线网络发回,可以方便地汇总数据。
,其智能性特征基本贯穿整个科学实验过程。例如,在中和热的测定实验中,传统的实验方法无论取点和作图都由手工完成。而数字化实验这些过程都是由计算机完成的,而且能准确、清晰地显示出温度的变化曲线。利用智能软件能够直接显示数据坐标,精确测量任何两点的距离,而且可以同步显示真实数据。
。数字化实验室仍以学生的真实实验为基础,只是在信息处理的重要环节上采用了计算机技术(采集、处理和表达),从而实现了计算机技术与传统实验技术的整合。
二、数字化实验是对传统实验技术的延伸与发展
传统定性实验一般是通过人的主观观察(颜色、气味、冷热、沉淀、气泡等)来判断反应进行的情况。而定量实验是通过仪器(温度计、电流表、电压表等)断续地测量数据,进一步由手工绘制图表,最后通过分析来完成任务。而数字化实验则是通过传感器技术直接测定并且量化数据,同时将数据传给计算机,由计算机给出动态的输出结果。测定各组成
成分的数值及其之间的数量关系,从而更科学地分析问题、解决问题。
由于传感器和计算机的介入,实验的过程中能更快更准确地连续监测、采集和处理实验数据,能够利用软件实时显示数据。并能够存储、传输以及对数据进行统计等分析处理,提高了实验准确性,使实验结果更真实。这样数字化实