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DIS数字化实验系统研发助力上海创新落地

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:以获得教育部基础教育课程改革教学研究成果一等奖为标志。研发中心在相关区县展开了多批次的DIS教师培训,参训物理教师和实验员人数达700人次。通过各类培训,组建了DIS骨干教师团队,夯实了新技术推广应用的基础。“法拉第电磁感应实验器”就是采用了模块组合思想研发出来的。

DIS数字化实验系统研发助力上海创新落地

以获得教育部基础教育课程改革教学研究成果一等奖为标志。采用培训保障、评价激励的方法,开展DIS专题培训,形成骨干教师团队;通过实验操作考试引入DIS内容、组织教师论文评选等措施,激励师生,实现课堂改变。技术上运用“组合”策略,开发了法拉第电磁感应定律实验器等智能化实验器材。

1.改变课堂—成为DIS研发与应用的根本目标

随着涉及DIS的内容进入上海的考试评价体系,课堂教学发生了改变。首先,教学时空在改变。由于DIS具备“实时实验”的功能,数据采集、处理和图线描绘效率极高,师生们可以从烦琐的简单劳动中解脱出来,体验、合作和交流就有了更多时间和空间。教师可以利用节省出的时间,引导学生改变实验条件,对物理现象和物理规律进行更深入的分析和讨论。其次,教学方式在改变。定量测量工具的研发,实现了对许多物理规律的定量探究,增加了探究学习的机会。

研发中心在相关区县展开了多批次的DIS教师培训,参训物理教师和实验员人数达700人次。通过各类培训,组建了DIS骨干教师团队,夯实了新技术推广应用的基础。

2.“DIS法拉第电磁感应实验器”的研发—开启实验教学的数字化新里程(www.xing528.com)

受限于实验手段的不足,传统教材中没有设置定量研究法拉第电磁感应定律实验。研发中心在解决了动生电动势公式的实验验证之后,又依托教学一线,通过观摩、听课,寻找到了进一步改进实验的方法,终于研发出智能电源解决了定量研究感生电动势的问题,该成果获得“第七届国际发明展览会”金奖。

3.组合技法—成为DIS系统集成的基本策略

把两个或两个以上的不同结构,巧妙地组合在一起,使它成为一个新的东西,这种发明方法叫做“组合技法”。基于“组合技法”,研发中心实现了数据采集器与有线、无线接口模块的组合和自由更换;实现了传感器的无线发射和独立显示的模块组合;设计了适用于多种实验器的底座模块、USB通讯模块。系统的集成、简约、灵活、高效,极大地方便了教师的使用和学生的操作。“法拉第电磁感应实验器”(图1—2—4)就是采用了模块组合思想研发出来的。

图1—2—4 法拉第电磁感应定律实验器Ⅱ:借助拥有“梯形波”和“连续锯齿波”输出功能的智能电源实现法拉第电磁感应定律的定量研究。在国际发明展览会上该成果荣获金奖

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