《傳感技術(shù)與中學(xué)物理探究實(shí)驗(yàn)》以美國(guó)PASCO公司提供的“科學(xué)工作室”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為平臺(tái)，以中學(xué)物理新課程內(nèi)容與理念為基礎(chǔ)，將傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效整合，設(shè)計(jì)了關(guān)于力、熱、電、光、原子物理等上百個(gè)物理探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用先進(jìn)的傳感技術(shù)采集各種物理量的數(shù)據(jù)，將各種外界信號(hào)轉(zhuǎn)換成電腦可以識(shí)別的電信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口在電腦軟件中顯示即時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。PASCO數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（包括采集器、傳感器、軟件等）令實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便，信息獲取準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)過(guò)程清晰直觀，數(shù)據(jù)的采集和分析精準(zhǔn)，是開(kāi)展中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)探究的理想平臺(tái)。
《傳感技術(shù)與中學(xué)物理探究實(shí)驗(yàn)》分兩部分，部分主要介紹各種：PASCO傳感器的特點(diǎn)和工作原理；第二部分精選了初中和高中部分物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生運(yùn)用傳感器開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究，學(xué)生可以通過(guò)查閱和搜集資料自行推證有關(guān)理論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)器材，獨(dú)立地進(jìn)行操作和測(cè)量，并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、處理，以得出探究結(jié)論。《傳感技術(shù)與中學(xué)物理探究實(shí)驗(yàn)》對(duì)有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展具有不可估量的作用。
《傳感技術(shù)與中學(xué)物理探究實(shí)驗(yàn)》可作為高等師范院校物理教育專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為中學(xué)物理教師培訓(xùn)教材以及中學(xué)生課外活動(dòng)的參考資料。
社會(huì)科技的發(fā)展推動(dòng)了傳感器技術(shù)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)外物理教育領(lǐng)域開(kāi)始重視傳感器在物理實(shí)驗(yàn)（教學(xué)）中的應(yīng)用，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科技意識(shí)、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入傳感器技術(shù)，不僅使應(yīng)用某些傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)器材無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)成為可能，還能促使學(xué)生了解先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，感悟科學(xué)的魅力，獲得科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，形成正確的思維方式，極大地提高了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)績(jī)效。在物理新課程改革中把傳感器與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)合作為重要內(nèi)容和課程理念體現(xiàn)在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，將傳感器傳感技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)融入中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和中學(xué)物理教學(xué)中已經(jīng)成為引領(lǐng)物理教育發(fā)展的新趨勢(shì)。
讓學(xué)生較獨(dú)立地進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、自主學(xué)習(xí)、自己解決問(wèn)題的能力是中學(xué)物理課程基本理念之一。將傳感器技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中是貫徹這一理念的最有效的手段和途徑。因此，我們組織編寫(xiě)了《傳感技術(shù)與中學(xué)物理探究實(shí)驗(yàn)》，旨在提高物理師范生、研究生和在職教師運(yùn)用傳感技術(shù)設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的能力和組織探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平，為更有效地指導(dǎo)中學(xué)生“經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律”打下良好基礎(chǔ)。
我們主要采用了美國(guó)PASCO公司生產(chǎn)提供的“科學(xué)工作室”（science workshop），該儀器種類齊全，涵蓋關(guān)于力、熱、波、電、磁、光、原子物理等上百個(gè)物理實(shí)驗(yàn)；采用先進(jìn)的傳感技術(shù)采集各種物理量的數(shù)據(jù)，傳感器的數(shù)量超過(guò)50種；利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，令物理實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確、更有效率；而且實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，既可做定量探究實(shí)驗(yàn)，也可做定性探究演示實(shí)驗(yàn)。
“科學(xué)工作室”主要由三部分組成：計(jì)算機(jī)接口，它將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，采樣速率最高為每秒25萬(wàn)次；傳感器，利用先進(jìn)的傳感技術(shù)，可適時(shí)采集物理實(shí)驗(yàn)中各種變化物理量的數(shù)據(jù)；軟件（即Data Studio），用來(lái)分析和處理數(shù)據(jù)。
PASCO傳感器具有操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、品種齊全的特點(diǎn)。學(xué)生運(yùn)用傳感器進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，可以不從實(shí)驗(yàn)器材上考慮實(shí)驗(yàn)的可行性與可操作性，以集中精力思考探究的思路、方法與策略，不僅為實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)方案、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，而且為探究提供更多的思維空間。傳感器技術(shù)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工具的缺陷，而且革新了物理實(shí)驗(yàn)儀器與方法，拓展了物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，符合了實(shí)驗(yàn)探究的真正目的，可以更加有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
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前言
第1章 傳感器簡(jiǎn)介
1．1 傳感器定義
1．2 傳感器技術(shù)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的作用
1．3 傳感器的構(gòu)成
1．4 傳感器的分類
1．5 幾種常見(jiàn)傳感器的工作原理
第2章 美國(guó)PASCO公司的數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2．1 數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)特點(diǎn)
2．2 采集器
2．3 傳感器
2．4 軟件
第3章 力學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
3．1 測(cè)單擺周期
3．2 測(cè)量物體的相對(duì)速度
3．3 位置一時(shí)間圖像描繪
3．4 速度一時(shí)間圖像描繪
3．5 測(cè)即時(shí)速度和平均速度
3．6 測(cè)電動(dòng)車的速度
3．7 勻速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)研究
3．8 勻加速直線運(yùn)動(dòng)研究
3．9 研究位移、速度和加速度在直線運(yùn)動(dòng)中的關(guān)系
3．10 測(cè)量小車沿斜面下滑的加速度
3．11 測(cè)自由落體加速度
3．12 用光電門(mén)測(cè)自由下落物體的加速度
3．13 改變初速度的拋體運(yùn)動(dòng)研究
3．14 改變發(fā)射角的拋體運(yùn)動(dòng)研究
3．15 牛頓第一定律驗(yàn)證
3．16 牛頓第二定律（質(zhì)量恒定）驗(yàn)證
3．17 牛頓第二定律（力恒定）驗(yàn)證
3．18 用牛頓第二定律測(cè)物體的質(zhì)量
3．19 牛頓第三定律驗(yàn)證
3．20 用亞特伍德機(jī)研究物體加速度與所受力的關(guān)系
3．21 應(yīng)用阿基米德定律測(cè)液體密度
3．22 測(cè)定靜摩擦和滑動(dòng)摩擦系數(shù)
3．23 研究影響滑動(dòng)摩擦力的因素
3．24 研究形狀對(duì)物體臨界速度的影響
3．25 研究物體的質(zhì)量對(duì)臨界速度的影響
3．26 研究非彈性碰撞中的動(dòng)量守恒
3．27 研究彈性碰撞中的動(dòng)量守恒
3．28 碰撞中沖量和動(dòng)量關(guān)系研究
3．29 自由落體的能量守恒研究
3．30 研究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系
3．31 測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)
3．32 測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能
3．33 重力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)變關(guān)系研究
3．34 重力勢(shì)能與電能轉(zhuǎn)換研究
3．35 單擺能量守恒研究
3．36 驗(yàn)證功能原理
3．37 測(cè)量彈性和非彈性碰撞中的動(dòng)量和動(dòng)能
3．38 測(cè)量彈簧上的物體作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期
3．39 受迫振動(dòng)研究
3．40 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的研究
3．41 測(cè)量復(fù)擺的周期
3．42 測(cè)定復(fù)擺的向心力
3．43 測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)的角位移和角速度
3．44 測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
第4章 熱學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
4．1 研究熱與溫度的關(guān)系
4．2 研究輻射能量轉(zhuǎn)換
4．3 測(cè)定金屬比熱
4．4 測(cè)熱功當(dāng)量值
4．5 驗(yàn)證玻意耳定律
4．6 驗(yàn)證蓋·呂薩克定律
第5章 聲學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
5．1 聲波的特性和行為研究
5．2 橫波與縱波的演示
5．3 波的一般特征研究
5．4 研究弦上駐波
5．5 研究管中聲音共鳴模式
5．6 測(cè)定空氣中的聲速
5．7 聲波的疊加研究
5．8 研究聲波的干涉——拍
第6章 光學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
6．1 薄透鏡的物距和像距關(guān)系研究
6．2 研究光的反射與折射
6．3 測(cè)量凹面鏡的焦距
6．4 制作望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡
6．5 研究光強(qiáng)度的變化
6．6 探究距離對(duì)光強(qiáng)的影響
6．7 驗(yàn)證（馬呂斯）定律
6．8 光的衍射研究
第7章 電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
7．1 靜電感應(yīng)研究
7．2 研究靜電分布
7．3 靜電場(chǎng)描繪
7．4 驗(yàn)證歐姆定律
7．5 探究簡(jiǎn)單電路的電壓和電流
7．6 探究串、并聯(lián)電路電阻
7．7 驗(yàn)證基爾霍夫定律
7．8 充放電狀態(tài)下的RC回路研究
7．9 研究LRC振蕩電路
7．10 二極管一般特性研究
7．11 建立整流器
7．12 研究NPN晶體管數(shù)字開(kāi)關(guān)
7．13 測(cè)定晶體管電流增益
第8章 磁學(xué)探究實(shí)驗(yàn)
8．1 測(cè)量地球磁場(chǎng)
8．2 研究永磁體的磁場(chǎng)
8．3 電磁感應(yīng)研究
8．4 測(cè)通電線圈中的磁場(chǎng)
參考文獻(xiàn)
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