摘 要 随着信息技术的迅速发展和国家新一轮课程教材改革的推进，以传感器和计算机为基础，实现信息技术与传统实验教学整合的数字化实验室应运而生。本文就中学物理实验中应用传感器技术的优点作一简单论述，期待这一新的知识技术能早日并广泛地应用于物理教学，为传统的物理实验教学注入新的活力

关键词：信息技术；传感器；物理实验；整合

一、引言

人类的发展和进步是建立在工具和手段的进步之上的。时代在变化，科学在进步，应用于教学领域的技术手段也在不断更新,人们不断地运用各种工的技术手段具和仪器延伸着自己器官的感知范围和准确度传,感器就是其中的一种。传感器担负着信息采集的任务，相当于人类的“五官”，在物理实验中，能够将感受到的物理量，如：力、热、声、光转换成便于测量的电学，、并能放大、传输、储存、显示或做出必要的控制输出。传感器进入中学物理实验室，不仅成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新的突破口，而且还能突出物理学科重实际、重应用的特点，对培养学生实践动手能力，激发学生学习科技的兴趣,提高综合素质和发展创新思维有着重要的作用。与传统的实验仪器相比，传感器更具有品种多、技术新、功能强、发展快、性能可靠等优势。过去实验测量器材有电流表、电压表、弹簧秤、水银温度计等，现在则可用电流传感器、电压传感器、力传感器、温度传感器等来测量物理量，根据测得的实验数据再运用计算机强大的信息处理功能探索物理规律。学生在这种环境下体验“做科学”的探究过程，从而实现科学能力和科技素质的培养。

二、传感器技术应用在高中物理实验教学中的优点

1.运用传感器技术可使抽象的物理过程和概念具体化

戴尔的“经验之塔”理论指出，“教育应从具体经验入手，逐步进入抽象，有效的学习之路必须是铺满着具体经验。”物理是一门以实验为基础的科学，一切概念、规律都是建立在实验的基础之上，而有些实验在中学实验室中无法演示。借助数字信息系统实验室(Digital Information System Laboratory，简称DISLab)提供的先进技术手段则突破了传统实验手段的限制，大幅度改进原来做不出、做不好的实验。DISLab的基本系统结构为“传感器+数据采集器+计算机”，以一系列传感器替代了传统的测量仪器，够完成力、热、声、光、电、位移、磁感强度、辐射、等多种物理量数据的采集。传感器数据通过四通道采集器处理后上传到计算机，由教学软件进行实时的处理与分析。 超重、失重是生活中的常见现象，电梯升降宇航员在太空中产生的失重现象学生都能一一列举出来，然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重产生的原因却是一个教学难点。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中，传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化,而且在课堂中演示实验所经历的时间又很短暂,学生根本就看不清楚弹簧测力计的读数，更谈不上对数据的记录，不能给学生提供有分析价值的数据。

物理实验教学的成功经验表明，把物理现和规律纳入学生的可视化范围 ，让学生“看到现象”是实验成功的关键。利用图线反映物理规律、分析物理问题，历来是物理教学重要的方法之一。将传感术引入超重、失重教学，就可以在很短的时间内清楚地记录下压力随时间变化的图像 。如图1所示，学生在实验中手持吊有砝码的力传感器在垂直方速运动，即可获得清晰的“力-时间”图线（如图2所示），从图2中可以清晰地观察到超重、失重现象。

在弹簧振子的振动实验中学生对实验过程中，相对应的物理规律感觉比较抽象，理解起来十分困难。学生很难同时观察到回复力、加速度、速度和位移四个物理量在运动过程中的大小和方向。若利用力传感器和位移传感器，加上现代信息技术的优势叠加分析性，可方便地调节振动频率或者使其暂停，动态分析必将有利于学生建立起简谐运动完整的物理图景，取得其它教学手段难以收到的效果。下面具体介绍一下这个实验，如图3、图4所示。

在弹簧振子的振动实验中(图3), 直接将运动发射传感器作为弹簧振子固定在演示装置上，并与位移接收传感器位置相对，使之水平振动，就可以观察到振动图像(图4)。所以，这个实验不仅能让学生“看到”力，还能够“看到”位移。这意味着实验技术和实验手段的进步不仅让学生看到了物理现象，帮助他们总结出了物理规律，还唤起了学生对物理学的兴趣，而这种兴趣正是决定学生在科学探索的道路上能走多远的关键因素。